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  • 线程

    线程与进程的区别:
    进程:是计算机运用程序实例,拥有独立的内存空间和数据,一个进程包含多个子线程,不同进程相互独立;
    线程:cpu执行的基本单位,拥有独立的寄存器和栈,同一进程下的线程共享地址&内存空间;线程栈存放方法的栈帧,每次方法执行都会新建栈帧压到栈顶,当线程中某个请求大小超过限制则提示StackOverflowError,当需要存储一个新的栈帧且栈内存不足则抛出OutOfMemoryError;栈帧包含局部变量、返回值、方法引用的常量池(栈帧只能存储对象的引用)
    cpu可以按时间切片执行,单核cpu同一个时刻只支持一个线程执行任务,多线程并发事实上就是多个线程排队申请调用cpu,cpu处理任务速度非常快,所以看上去多个线程任务说并发处理。

    线程:
    线程各个状态
    1、新建状态(New):新创建了一个线程对象
    2、就绪状态(Runnable):创建完线程并调用start()方法后等待获取cpu使用权,获取线程丢失cpu使用权后等待下一个cpu使用权
    3、运行状态(Running):处于就绪状态的线程获取到cpu的使用权,执行程序代码
    4、堵塞状态(Blocked):当某线程暂时放弃cpu使用权,该线程就处于堵塞状态,且处于堵塞状态线程不再申请调度cpu
      a、等待堵塞:当对象调用wait方法,当前线程进入等待池,直到等待时间到或者调用该对象的notify方法
      b、同步堵塞:当线程访问带同步锁的成员,且此时该同步锁被其它线程占用,该线程进入锁池,直到其它线程释放同步锁且当前线程获取到该同步锁
      c、其它堵塞:调用当前线程sleep方法或者调用其它线程对象的join方法,直到sleep时间到期或者其它线程任务执行完
    5、死亡状态(Dead):线程任务执行完毕或者线程抛出异常
     如上状态流程图大体如下

     虽然sleep和wait都能使线程进入等待状态,但两个方法差别如下:
    1、sleep属于Thread类对象方法,wait属于Object类对象方法
    2、调用线程对象sleep方法使得该线程处于等待状态,在时间到期之前不会申请调度cpu,如果该线程持有对象锁,则该线程不会释放对象锁;调用对象wait方法,持有该对象的线程进入等待池,且该线程会放弃对象锁
    3、wait,notify等必须结合Synchronized来使用,sleep不需要

    多线程实现:
    Java多线程实现方式主要有四种:继承Thread类、实现Runnable接口、实现Callable接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。
    继承Thread类
    Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例,代表一个线程的实例。启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法。start()方法是一个native方法,它将启动一个新线程,并执行run()方法。这种方式实现多线程很简单,通过自己的类直接extend Thread,并复写run()方法,就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法。
    public class MyThread extends Thread {  
      public void run() {  
       System.out.println("MyThread.run()");  
      }  
    }  
     
    MyThread myThread1 = new MyThread();  
    MyThread myThread2 = new MyThread();  
    myThread1.start();  
    myThread2.start();
    实现Runnable接口
    如果自己的类已经extends另一个类,就无法直接extends Thread,此时,可以实现一个Runnable接口。
    public class MyThread extends OtherClass implements Runnable {  
      public void run() {  
       System.out.println("MyThread.run()");  
      }  
    }  
    为了启动MyThread,需要首先实例化一个Thread,并传入自己的MyThread实例:

    MyThread myThread = new MyThread();  
    Thread thread = new Thread(myThread);  
    thread.start();  
    事实上,当传入一个Runnable target参数给Thread后,Thread的run()方法就会调用target.run(),参考JDK源代码:

    public void run() {  
      if (target != null) {  
       target.run();  
      }  
    }  
    Callable接口(也只有一个方法)   
    public interface Callable<V>   {
      V call() throws Exception;   
    }
    public class SomeCallable<V> extends OtherClass implements Callable<V> {

        @Override
        public V call() throws Exception {
            // TODO Auto-generated method stub
            return null;
        }
    }
    Callable<V> oneCallable = new SomeCallable<V>();   
    //由Callable<Integer>创建一个FutureTask<Integer>对象:   
    FutureTask<V> oneTask = new FutureTask<V>(oneCallable);   
    //注释:FutureTask<Integer>是一个包装器,它通过接受Callable<Integer>来创建,它同时实现了Future和Runnable接口。
    //由FutureTask<Integer>创建一个Thread对象:   
    Thread oneThread = new Thread(oneTask);   
    oneThread.start();   
    //至此,一个线程就创建完成了。
    使用ExecutorService、Callable、Future
    ExecutorService、Callable、Future三个接口实际上都是属于Executor框架。返回结果的线程是在JDK1.5中引入的新特征,有了这种特征就不需要再为了得到返回值而大费周折了。而且自己实现了也可能漏洞百出。
    可返回值的任务必须实现Callable接口。类似的,无返回值的任务必须实现Runnable接口。
    执行Callable任务后,可以获取一个Future的对象,在该对象上调用get就可以获取到Callable任务返回的Object了。
    注意:get方法是阻塞的,即:线程无返回结果,get方法会一直等待。
    再结合线程池接口ExecutorService就可以实现传说中有返回结果的多线程了。
    import java.util.concurrent.*;  
    import java.util.Date;  
    import java.util.List;  
    import java.util.ArrayList;  
     
    /**
    * 有返回值的线程
    */  
    @SuppressWarnings("unchecked")  
    public class Test {  
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException,  
        InterruptedException {  
       System.out.println("----程序开始运行----");  
       Date date1 = new Date();  
     
       int taskSize = 5;  
       // 创建一个线程池  
       ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);  
       // 创建多个有返回值的任务  
       List<Future> list = new ArrayList<Future>();  
       for (int i = 0; i < taskSize; i++) {  
        Callable c = new MyCallable(i + " ");  
        // 执行任务并获取Future对象  
        Future f = pool.submit(c);  
        // System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
        list.add(f);  
       }  
       // 关闭线程池  
       pool.shutdown();  
     
       // 获取所有并发任务的运行结果  
       for (Future f : list) {  
        // 从Future对象上获取任务的返回值,并输出到控制台  
        System.out.println(">>>" + f.get().toString());  
       }  
     
       Date date2 = new Date();  
       System.out.println("----程序结束运行----,程序运行时间【"  
         + (date2.getTime() - date1.getTime()) + "毫秒】");  
    }  
    }  
     
    class MyCallable implements Callable<Object> {  
    private String taskNum;  
     
    MyCallable(String taskNum) {  
       this.taskNum = taskNum;  
    }  
     
    public Object call() throws Exception {  
       System.out.println(">>>" + taskNum + "任务启动");  
       Date dateTmp1 = new Date();  
       Thread.sleep(1000);  
       Date dateTmp2 = new Date();  
       long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime();  
       System.out.println(">>>" + taskNum + "任务终止");  
       return taskNum + "任务返回运行结果,当前任务时间【" + time + "毫秒】";  
    }  
    }
    代码说明:
    上述代码中Executors类,提供了一系列工厂方法用于创建线程池,返回的线程池都实现了ExecutorService接口。
    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
    创建固定数目线程的线程池。
    public static ExecutorService newCachedThreadPool()
    创建一个可缓存的线程池,调用execute 将重用以前构造的线程(如果线程可用)。如果现有线程没有可用的,则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。
    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
    创建一个单线程化的Executor。
    public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
    创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池,多数情况下可用来替代Timer类。

    ExecutoreService提供了submit()方法,传递一个Callable,或Runnable,返回Future。如果Executor后台线程池还没有完成Callable的计算,这调用返回Future对象的get()方法,会阻塞直到计算完成。


    参考博客:https://www.cnblogs.com/xiongweidotnet/p/5548298.html
    参考博客:https://www.cnblogs.com/felixzh/p/6036074.html

    jps:查看java线程
    jstack 线程号:查看某一个线程栈

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/cyf18/p/14316258.html
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