教材学习内容总结
第12章 Java多线程机制
12.1进程与进程
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程序是一段静态的代码,进程是程序的一次动态执行过程,这个过程也是进程本身从产生、发展至消亡的过程。
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线程不是进程,是比进程更小的执行单位。但与进程不同的是,线程的中断和恢复可以更加节省系统的开销。
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没有进程就没有线程。
12.2Java中的线程
1、Java的多线程机制
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Java语言的一大特性点就是内置对多线程的支持。
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多线程是指一个应用程序中同时存在几个执行本,按几条不同的执行线索共同工作的情况。
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计算机在任何给定的时刻只能执行线程中的一个。Java虚拟机快速地把控制从一个线程切换到另一个线程,这些线程被轮流执行,使得每个线程都有机会使用CPU资源。
2、主线程(main线程)
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主线程(main线程)负责执行main方法。
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如果main方法中没有创建其他的线程,那么当main方法执行完最后一个语句,即main方法返回时,JVM就会结束Java应用程序。如果main方法中又创建了其他线程,那么JVM就要在主线程和其他线程之间轮流切换,保证,每个线程都有机会使用CPU,main方法即使执行完最后的语句(主线程结束),JVM也不会结束Java应用程序,JVM一直要等到Java应用程序都结束之后,才结束Java应用程序。
3、线程的状态和生命周期
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Java语言使用Thread类及其子类的对象来表示线程。
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新建的线程在一个完整的生命周期中通常要经历以下4个状态:
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新建:一个Thread类或其子类的对象被声明并创建,已经有了相应的内存空间和其他资源。
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运行:JVM将CPU使用权切换给该线程时,此线程就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期了。
如果线程是Thread的子类创建的,该类中的run()方法就立刻执行,且程序必须在子类中重写父类的run()方法。
在线程没有结束run()方法之前,不要让线程再调用start()方法,否则将发生IllegalThreadStateException异常。 -
中断:有四种原因的中断
JVM将CPU资源从当前线程切换给其他线程,使本线程让出CPU的使用权处于中断状态。
线程使用CPU资源期间,执行了sleep(int millsecond)方法,使当前线程进入休眠状态。
执行了wait()方法,使得当前线程进入等待状态,必须由其他线程调用notify()方法通知它,使得它重新进到线程队列中排队等待CPU资源。
执行某个操作进入阻塞状态,比如执行读/写操作引起阻塞。只有当引起阻塞的原因消除时,线程才重新进到线程队列中排队等待CPU资源。
死亡:不具有继续运行的能力。实质是线程释放了实体,即释放分配给线程对象的内存。
死亡原因之一是执行完run()方法中的全部语句,结束了run()方法;
死亡原因之二是强制run()方法结束。 -
线程调度与优先级
每个Java线程的优先级都在常数1和10之间,即Thread.MIN_PRIORITY 和Thread.MAX_PRIORITY之间。如果没有明确地设置线程的优先级别,,每个线程的优先级都为常数5,即Thread.NORM_PRIORITY。
可以通过setPriority(int grade)方法调整优先级, getPriority 方法返回线程的优先级。
当线程使用CPU资源的时间到时后,即使线程没有完成自己的全部操作,JVM也会中断当前线程的执行,把CPU的使用权切换给下一个排队等待的线程,当前线程将等待CPU资源的下一次轮回,然后从中断处继续执行。
JVM的线程调度器的任务是使高优先级的线程能始终运行,一旦时间片有空闲,则使具有同等优先级的线程以轮流的方式顺序使用时间片。
12.3Thread类与线程的创建
1、使用Thread的子类
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在编写Thread类的子类时,需要重写父类的run()方法。
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优点:可以在子类中增加新的成员变量,实现城具有某种属性,也可以在子类中新增加方法,使线程具有某种功能。
Java不支持多继承,Thread类的子类不能再扩展其他的类。
2、使用Thread类。
用Thread类直接创建线程对象:Thread(Runnable target),该构造方法中的参数是一个Runnable类型的接口。
在创建线程对象时必须向构造方法的参数传递一个实现Runnable接口类的实例,该实例对象称作所创线程的目标对象,当线程调用start()方法后,一旦轮到它来享用CPU资源,目标对象就会自动调用接口中的run()方法(接口回调)
对于使用同一目标对象的线程,目标对象的成员变量自然就是这些线程共享的数据单元,使用Runnable接口比使用Thread的子类更具有灵活性。
3、目标对象与线程的关系
目标对象和线程完全解耦:目标对象经常需要通过获得线程的名字(因为无法获得线程对象的引用)以便确定被JVM正在执行的线程是哪个。
目标对象组合线程(弱耦合):目标对象可以组合线程,目标对象类组合线程对象时,目标对象可以通过获得线程对象的引用。
4、关于run方法启动的次数
对于具有相同目标对象的线程,当其中一个线程享用CPU资源时,目标对象自动调用接口中的run方法,这时,run方法中的局部变量被分配内存空间,当轮到另一个线程享用CPU资源时,目标对象会再次调用接口中的run方法,run()方法中的局部变量会再次分配内存空间。即run()方法已经启动运行了两次,分别运行在不同的线程中
12.4线程的常用方法
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start() : 线程调用该方法将启动线程,使之从新建状态进入就绪队列排队,一旦轮到它来享用CPU资源时,就可以脱离创建它的线程独立开始自己的生命周期了。
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run(): Thread类的run()方法与Runnable接口中的run()方法的功能和作用相同,都用来定义线程对象被调度之后所执行的操作,都是系统自动调用而用户程序不得引用的方法。
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sleep(int millsecond): 优先级高的线程可以在它的run()方法中调用sleep方法来使自己放弃CPU资源,休眠一段时间。
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isAlive(): 线程处于“新建”状态时,线程调用isAlive()方法返回false。在线程的run()方法结束之前,即没有进入死亡状态之前,线程调用isAlive()方法返回true。
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currentThread():
该方法是Thread类中的类方法,可以用类名调用,该方法返回当前正在使用CPU资源的线程。 -
interrupt():
一个占有CPU资源的线程可以让休眠的线程调用interrupt()方法“吵醒”自己,即导致休眠的线程发生InterruptedException异常,从而结束休眠,重新排队等待CPU资源。
12.5线程同步
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多个线程调用synchronized方法必须遵守同步机制。
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在处理线程同步时,要做的第一件事就是要把修改数据的方法用关键字synchronized来修饰。
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所谓线程同步就是若干个线程都需要使用一个synchronized修饰的方法。
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线程同步机制:当一个线程A使用synchronized方法时,其他线程想使用这个synchronized方法时就必须等待,直到线程A使用完该synchronized方法。
12.6协调同步的线程
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wait()方法可以中断方法的执行,使本线程等待,暂时让出CPU的使用权,并允许其它线程使用这个同步方法。
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notifyAll()方法通知所有的由于使用这个同步方法而处于等待的线程结束等待。曾中断的线程就会从刚才的中断处继续执行这个同步方法,并遵循“先中断先继续”的原则。
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notify()方法只是通知处于等待中的线程的某一个结束等待。
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wait()、notify()、notifyAll()都是Object类中的final方法,被所有的类继承且不允许重写得方法。不可以在非同步方法中使用wait()、notify()、notifyAll()。
12.7线程联合
一个线程A在占有CPU资源期间,可以让其它线程调用join()和本线程联合,如:
B.join();
称A在运行期间联合了B。如果线程A在占有CPU资源期间一旦联合B线程,那么A线程将立刻中断执行,一直等到它联合的线程B执行完毕,A线程再重新排队等待CPU资源,以便恢复执行。如果A准备联合的B线程已经结束,那么B.join()不会产生任何效果。
12.8GUI线程
当Java程序包含图形用户界面(GUI)时,Java虚拟机在运行应用程序会自动
启动更多的线程
- 两个重要的线程
AWT-EventQuecue:负责处理GUI事件
AWT-Windows:负责将窗体或组件绘制到桌面
12.9计时器线程
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使用Timer类的方法start()启动计时器,即启动线程。
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使用Timer类的方法stop()停止计时器,即挂起线程。
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使用restart()重新启动计时器,即恢复线程。
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使用Timer(int a,Object b)创建一个计时器,计时器每隔a毫秒“震铃”一次,参数b是计时器的监视器。计时器发生的震铃事件是ActinEvent类型事件。当震铃事件发生时,监视器就会监视到这个事件,监视器就回调ActionListener接口中的actionPerformed(ActionEvent e)方法。
注:计时器的监视器必须是组件类(例如JFrame、JButton等)的子类的实例,否则计时器无法启动。
12.10守护线程
线程默认是非守护线程(即用户(user)线程)。
一个线程调用void setDaemon(boolean on)方法可以将自己设置成一个守护(Daemon)线程,例如:thread.setDaemon(true);
当程序中的所有用户线程都已结束运行时,即使守护线程的run方法中还有需要执行的语句,守护线程也立刻结束运行。
用户线程与守护线程的区别在于虚拟机的离开。如果用户线程已经全部退出运行,只剩下守护线程存在,那么虚拟机也就退出了。
一个线程必须在运行前设置自己是否是守护线程。
其他(感悟、思考等,可选)
虚拟机一定记得备份,否则虚拟机崩了之后就会丢失,非常麻烦。
在学习教材的时候,发现其实自己编一遍代码与对着书编代码还是有很大区别的,自己编一遍的话,会发现很多只对着书编所察觉不到的细节,而这些细节也正是我们全面认识这个代码的关键点所在
学习进度条
代码行数(新增/累积) | 博客量(新增/累积) | 学习时间(新增/累积) | 重要成长 | |
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目标 | 5000行 | 30篇 | 400小时 | |
第一周 | 32/32 | 1/1 | 12/12 | |
第二周 | 302/334 | 1/2 | 10/22 | |
第三周 | 771/1105 | 1/3 | 15/37 | |
第四周 | 540/1645 | 1/4 | 14/51 | |
第五周 | 399/2044 | 1/5 | 13/64 | |
第六周 | 1112/3156 | 1/6 | 13/77 | |
第七周 | 653/3809 | 1/7 | 13/90 | |
第八周 | 653/3809 | 1/8 | 13/103 | |
第九周 | 600/4409 | 1/9 | 13/116 | |
第十周 | 350/4759 | 1/10 | 14/120 |
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计划学习时间:15小时
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实际学习时间:14小时
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改进情况:
这周学习了第十二章知识,通过运行代码明白各代码的具体含义,体会到了娄老师上课一直提到的“做中学,学中做”。