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  • java多线程

    线程:并发完成的每一件事情都是线程。
    多线程:每一个线程完成一个功能,并与其它线程并发执行。
    进程:是一个包含自身地址的程序,是独立执行的程序。
     
    实现线程的两种方式
    继承java.lang.Thread类与实现java.lang.Runnable接口
    1、继承Thread类
    Thread类是Java.lang包中的一个类,从这个类中实例化的对象代表线程,程序员每启动一个新线程需要建立Thread实例。
    Thread的构造方法:
    public Thread(String threadName):创建一个名称为threadName的线程对象。
    public Thread();
    继承Thread类创建一个新的线程的语法格式:
    public class ThreadTest extends Thread{
    //
    }
    注意:
    完成线程真正功能的代码放在类的run()方法中,当一个类继承Thread类后,就可以在该类中覆盖run()方法,将实现该线程功能的代码写入run()方法中,然后同时调用Thread类中的start()方法执行线程,也就是调用run()方法。
    Thread对象需要一个任务来执行,任务是指线程在启动时执行工作,该工作的功能代被写在run()方法中,这个run()方法必须使用如下这种语法格式:public void run(){
    //
    }
    如果strat()方法调用一个已经启动的线程,系统将抛出IllegalThreadStateException异常。
    当执行一个线程程序时,就自动产生一个线程,主方法正是在这个线程上运行的。当不再启动其他程序时,该程序就为单线程程序。
    主方法线程启动由JVM负责,程序员负责启动自己的线程,语法格式:public static void main(String[] args ){
    new ThreadTest().start();
    }
    如果不调用start()方法,线程永远都不会启动,在主方法没有调用start()方法之前,Thread对象只是一个实例,而不是一个真正的线程。
     
     
    2、实现Runnable接口
    如果需要继承非Thread类并使该程序可以使用线程,就需要使用Runnable接口。如,一个扩展JFrame类的GUI程序不可能再继承Thread类,因为JAVA不支持多继承,这时就需要实现Runnable接口使其具有使用线程的功能。
    语法格式:public class ThreadTest implements Runnable
    注意:JavaAPI中Thread类是实现了Runnable接口,其中run()方法正是对Runnable接口中run()方法的具体实现。
    实现Runnable接口的程序会创建一个Thread对象,并将Runnable对象与Thread对象相关联。Thread类中的两个构造方法:
    public Thread(Runnable r)
    public Thread(Runnable r,String name)
    注意:因为这两个构造方法的参数中都存在Runnable实例,使用以上构造方法就可以将Runnable实例与Thread实例相关联,
     
    使用Runnable接口启动新的线程的步骤如下:
    1、建立Runnable对象;
    2、使用参数为Runnable对象的构造方法创建Thread实例;
    3、调用start()方法启动线程。
     
     
    线程的运行状态:
    1、新建:当使用new操作符创建新线程时;
    2、运行(可运行):当调用start()方法时;
    3、阻塞:当线程需要获得对象的内置锁,而该锁正被其他线程拥有时;
    4、等待:当线程等待其它线程通知调度表可以运行时;
    5、计时等待:对于一些含有时间参数的方法,如Thread类的sleep()方法,可以使线程处于即时等待状态;
    6、终止:当run()方法运行完毕或出现异常时;
     
     
     
    线程的生命周期:
    1、出生状态:用户在创建线程时处于的咋哄抬,在用户使用该线程实例调用strat()方法之前线程都处于出生状态;
    2、就绪状态(可执行状态):当调用start()方法后;
    3、运行状态:当线程得到系统资源后;
    注意:一旦线程进入可执行状态,就会在就绪与运行状态下辗转,同时也有可能进入等待、休眠、阻塞或死亡状态。
    当处于运行状态下的线程调用Thread类的wait()方法,进入等待状态;
    进入等待状态的线程必须调用Thread类的notify()方法才能被唤醒,而notifyAll()方法是将所有处于等待状态的线程唤醒。
    4、等待状态:当处于运行状态下的线程调用Thread类中的wait()方法时;
    5、休眠状态:当线程调用Thread类的sleep()方法时;
    6、阻塞状态:在运行状态下的线程发出输入/输出请求时,进入阻塞状态,在其等待输入/输出结束时线程进入就绪状态;
    注意:对于阻塞状态的线程来说,即使系统资源空闲,线程依然不能回到运行状态。
    7、死亡状态:当线程的run()方法执行完毕时;
    注意:虽然多线程看起来像同时执行,但事实上在同一时间点上只有一个线程被执行,只是线程之间切换较快,所以才会使人产生线程是同时进行的假象。在Windows操作系统中,系统会为每个线程分配一小段的CPU时间片,一旦CPU时间片结束就会将当前线程换为下一个线程,即使在该线程没有结束的情况下。
     
    线程生命周期状态图
    总结:
    1、使线程处于就绪状态的几种方法:调用sleep方法;调用wait方法;等待输入/输出完成。
    2、使线程处于就绪状态,可以通过几种方式使线程再次进入运行状态:线程调用notify方法;线程调用notifyAll方法;线程调用interrupt方法;线程的休眠时间结束;输入/输出结束。
     
     
    操作线程的方法:
    1、线程的休眠:sleep()方法,需要一个参数用于指定该线程休眠的时间,该时间使用毫秒为单位。该方法通常在run()方法内的循环中被使用;
    语法格式:
    try{
    Thread.sleep(2000); //2秒
    }catch(InterruptedException e){
    e.printStackTrace();
    }
    2、线程的加入:若当前程序为多线程程序,假如存在一个线程A,现在要插入线程B,并要求线程B先执行完毕,才能继续执行线程A,则使用Thread类中的join()方法;
    3、线程的中断:
    a、提倡在run()方法中使用无限循环的形式,使用一个布尔类型的标记控制循环的停止;
    如:在项目中创建InterruptedTest类,该类继承了Runnable类,设置线程正确的停止方法。
    public class InterruptTest implements Runnable{
    //设置一个标记变量,默认值为false
    private boolean isContinue = false;
    //重写run()方法
    public void run(){
    while(true){
    //...
    //当isContinue变量为true时,停止线程
    if(isContinue)
    break;
    }
    }
    //定义设置isContinue变量为true的方法
    public void setContinue(){
    this.isContinue = true;
    }
    }
    b、如果线程是因为使用了sleep()或wait()方法进入了就绪状态,这时可以使用Thread类中interrupt()方法使线程离开run()方法,同时结束线程,但是程序会抛出InterruptedException异常。
    4、线程的礼让:Thread类中提供了一种礼让方法,使用yeild()方法表示,它只是给当前正处于运行状态下的线程的一个提醒,告知它可以将资源礼让给其他线程,但这仅仅是一个暗示,没有任何一种机制保证当前线程会将资源礼让。
    yeild()方法使具有同样优先级的线程有进入可执行状态的机会,当当前线程放弃执行权时会再度回到就绪的状态。对于支持多任务的操作系统来说,不需要再调用yeild()方法,因为操作系统会为线程自动分配CPU时间片来执行。
     
     
    线程的优先级:
    每个线程都具有各自的优先级,线程的优先级可以在程序中表明该线程的重要性。如果有很多线程处于就绪状态,系统会根据优先级来决定哪个线程进入运行状态。但并不意味着低优先级的线程得不到运行,而只是它的运行几率很小,如垃圾回收机线程的优先级比较低。
    Thread类中包含的成员变量代表了线程的某些优先级,如Thread.MIN_PRIORITY(常数1)、Thread.MAX_PRIORITY(常数2)、Thread.NORM_PRIORITY(常数5)。其中每个线程的优先级都在Thread.MIN_PRIORITY~Thread.MAX_PRIORITY之间,在默认情况下其优先级都是Thread.NORM_PRIORITY。每个新线程都继承了父线程的优先级。
    线程的优先级可以使用setPriority()方法调整,如果使用该方法设置的优先级不在1~10之内,将产生一个IllegalArgumentException异常。
     
     
    线程同步:Java提供线程同步机制来防止资源访问的冲突。
    1、线程安全:线程安全问题来源于两个线程同时存取单一对象的数据
    2、线程同步机制:
    同步块:在Java中提供了同步机制,可以有效地防止资源冲突。同步机制使用synchronized关键字。
    语法格式:synchronized(Object){
    //......
    }
    注意: 通常是将共享资源的操作放置在synchronized定义的区域内(该区域也被称为同步块,同时也称为临界区),这样当其他线程也获得这个锁时,必须等待锁被释放才能进入该区域。
    Object为任意一个对象,每个对象都存在一个标志位,并具有两个值,分别为0和1。
    一个线程运行到同步块时首先检查该对象的标识位,如果为0状态,表明此同步块中有其他线程在运行,这时该线程处于就绪状态,直到处于同步块中的线程执行完同步块中的代码为止,此时该对象的标识位为1,该线程才能执行同步块中的代码,并将Object对象的标识位设置为0,防止其他线程执行同步块中的代码。
    同步方法:就是在方法前面有synchronized关键字修饰的方法。
    语法格式:synchronized void Method(){}。
    注意:当某个对象调用了同步方法时,该对象上的其他同步方法必须等待该同步方法执行完毕才能被执行。
    必须将每个能访问共享资源的方法修饰为synchronized,否则会出错。
    将共享资源的操作方法放置在同步方法中,运行结果与使用同步块的结果一致。
     
     
    线程间的通信:
    线程之间通信使用wait(),notify(),notifyAll()方法实现。
    注意:三种方法都只能在同步块或者同步方法中使用。
    wait()与sleep()的区别:从同步的角度上来说,调用sleep()方法的线程不释放锁,但调用wait()方法的线程释放锁。
    wait()的语法格式:1、wait(time); 2、wait();
    注意:第一种形式的wait()方法与sleep()方法的含义相同,都是指在此时间之内暂停线程的活动;
    第二种wait()方法会使线程永久的无限等待,需要使用notify()或者notifyAll()方法唤醒。
     
    线程的插队运行:
    在编写多程序程序时,会遇到让一个线程优于其他线程运行的情况,此时除了设置该线程的的优先级高于其他线程之外,更直接的方法是使用Thread类的join()方法。
     
     
    2017/03/31 19:55
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