1.Java 中的线程
线程允许程序同一时间做很多任务,至少,看起来那些任务是并发执行的。在我的并发编程的帖子里有介绍线程的基本概念;我们知道在任一特定时刻仅有一个线程
在执行,但是 CPU
给每个线程一小片时间运行(通过时间片)然后来回在线程间快速的切换。这就是我们所看到的多线程运行的样子。这里的cpu指的是单处理器的情况,因为对于
多处理器的话,多线程调度机制将会将各个任务分配到不同处理器上来实现,这样cpu时间片切片的行为就并不频繁,也就大大提升了程序的执行效率了;
Java 语言使用 Thread 类内建了对线程的支持。当一个线程被通知运行,该线程上的任务对应的 run()
方法就被执行。线程的启动是调用Thread的start方法,当然线程启动不一定就一定会被执行,这和它说对应的资源环境存在关系;如果资源忙的话,则
线程将处于阻塞的状态;
·线程的生命周期
线程在它的生命周期中会是几种可能的状态中的一种。在同一时刻只能处于一种状态,这些状态是由 JVM 指示的,而不是操作系统。线程状态列示如下:
·新建
- Thread thread=new Thread(new SimpleTask());
当一个新的线程被创建后,它就被指定为新建状态。线程在此状态时不会被分配任何系统资源
·可运行
- thread.start();
要使线程转到可运行状态,必须调用 start() 方法。
·阻塞
一个线程如果已经启动,则在其任务处理的过程中产生系统资源不足,或系统资源被锁,则该线程将被阻塞;则等待系统资源释放后,线程会继续执行任务;
·等待中
- thread.sleep();
·指定时间的等待
- thread.wait();
·结束
- Thread.yield();
当调用了新建线程的 start()
方法,线程进入到就绪状态并被认为是运行中的。这不代表这个线程实际正在执行指令。即使线程的状态被设置为可运行,已安排去运行,它或许不得不等到其他执
行中的线程结束或被临时挂起。JVM 来决定哪个线程该获得下次运行的机会。JVM 决定下个线程的行为依赖于数个因素,包括操作系统、特定的 JVM
实现和线程优先级及其他因素。
下面是一个java线程生命的图
2.线程与进程之间的区别
每一个 Java 程序被指派一个进程。程序接着把任务分派到线程中。甚至是你在写一个仅包含一个 main() 方法的 "Hello, World" 程序,程序仍然要使用线程,虽然只有一个。
有时候,所谓“轻量级进程”指的就是线程。这与实际的操作系统进程“重量级”一词形成对比。假如你正在使用 Windows 系统,你可以在任务管理器中看到运行着的重量级进程,但是你看不到线程;
下面是一个多个线程进行程序运行实例图
从上面看出,对于一个单cpu的机器,线程通常不会并发着运行的,同一时刻只能有一个线程才能得到 CPU 的参与执行。每一个 JVM
和操作系统对此处理方式可能有所不同,然而,有时,一个线程可能要执行完成后,另一线程才能接着运行。这就是所知的“非抢先式”。其他的,一个线程中途被
打断来让其他线程做它们的事。这被称做“抢先式”。一般的,线程必须完成运行后另一线程才能获得 CPU,这种对 CPU
资源的竟争通常是基于线程优先级的;
3.什么是线程优先级?
我们已多次提到,可运行线程是否能获得下次运行机会是由 JVM 来决定的。JVM 支持的一种知名的调度方案“固定优先级调度”,它调度线程是基于它们与其他可运行线程优先级相比较而定的。
优先级是一个指定给新线程的整数值,它还应参考创建它的父线程的优先级。这个值从 Thread.MIN_PRIORITY (等于 1),到
Thread.MAX_PRIORITY (等于 10)。这些常量值在 java.lang.Thread 类中有定义的,这个值越大 (最大到
MAX_PRIORITY),所具有的优先级就越高。除非特别指定,Java 程序中多数刚创建的线程运线在
Thread.NORMAL_PRIORITY (恰好是个中值 5) 级别上。你可能用 setPriority() 方法来修改线程的优先级。
通常,一个运行着的线程持续运行直到下面情况中的一个:
·线程让出 CPU (可能是调用了它的 sleep() 方法、yield() 方法或者是 Object.wait() 方法)。
·线程的 run() 结束了。
·OS 支持时间片的话,它的时间到了
·另一高优先级的线程变为了可运行状态
4.什么叫做守护线程?
守护线程有时指的是服务线程,因为他们运行在很低的优先级别上(在后台),完成些非紧急但却本质的任务。例如,Java
的垃圾回收器就是一个守护线程的例子。这个线程运行在后台,查找并回收程序不再使用的内存。你可以通过传递 true 给 setDaemon()
方法使线程成为守护线程。不然,这个线程就是一个用户线程。你仅能在线程启动之前把它设置为守护线程。守护线程有点特别的就是假如只有守护线程在运行而没
有活着的非守护线程,此时 JVM 仍然是存在的。
5. Java 线程组和线程池
线程组:Java 的 ThreadGroup 由 java.lang.ThreadGroup
类实现的,描绘的是一组行为如单一实体般的线程。每一个 Java
线程都是线程组的成员。在一个线程组中,你可以停止或启动所有的线程组成员。你还可以设置线程优先级和执行其他线程的通用功能。线程组对于构建像
Quartz 那样的多线程程序是非常有用的。当一个 Java 程序启动后,它就创建了一个叫做 main 的
ThreadGrop。除非特别指定,所有创建的线程都会成为这个组的成员。当一个线程被指定到某个 ThreadGroup 时,它才会被改变。
线程迟:Java 1.5 引入一个新的概念到 Java
语言中,称之线程池。第一眼看来,这有些像是线程组,但是它实际是用于不同目的的。尽量多个线程能从属于一个相同的 ThreadGroup
中,组是享用不到典型的池化资源带来的好处的。这就是说,线程组仅仅是用于对成员的组织。线程池是可共享的资源,是一个能被用来执行任务的可管理的线程集
合。线程池(通常讲的资源池)
比非池化资源提供了几点好处。首先也是首要的,资源池通过减少过度的对象创建改善了性能。假如你实例化十个线程,并重复的使用它们,而不是每次需要一个都
创建一个新的线程,你将会改善程序的性能。这个概念在 Java 和 J2EE
领域中比比皆是。另外的优点包括能限制资源的数量,这有助于程序的稳定性和可扩展性。这是一个非常有意义的特征,而不管你所用的是什么语言,或是什么程
序。