线程
学习线程相关的笔记,前面写过关于很多线程的使用,有兴趣的可以去了解下
线程
概念理解
- 并发 : 指两个或多个事件在同一个时间段内发生(交替执行)。
- 并行 : 指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。
- 进程 : 是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间，一个应用程序可以同时运行多
个进程；进程也是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创
建、运行到消亡的过程。 - 线程 : 进程内部的一个独立执行单元；一个进程可以同时并发的运行多个线程，可以理解为一个进程便相当
于一个单 CPU 操作系统，而线程便是这个系统中运行的多个任务(一个程序至少有一个进程,一个进程可以有多个线程)。
线程和进程的区别 :
1.进程：有独立的内存空间，进程中的数据存放空间（堆空间和栈空间）是独立的，至少有一个线程。
2.线程：堆空间是共享的，栈空间是独立的，线程消耗的资源比进程小的多。
多线程的原理
](https://images2018.cnblogs.com/blog/1224549/201807/1224549-20180717193220192-572225937.jpg)
从图中可以看出,线程的启动实际上是开辟了新的空间,这样的话jvm就可以在U盾讴歌栈之间相互切换,这个就是多线程的原理.
Runnable接口
Runnable是多线程的祖宗类,多线程都间接或直接的实现了这个接口.内部只有run方法,所以也可以看出run方法时多线程的核心.
Thread类
先了解一下Thread类的内部方法:
构造方法:
- public Thread() :分配一个新的线程对象。
- public Thread(String name) :分配一个指定名字的新的线程对象。
- public Thread(Runnable target) :分配一个带有指定目标新的线程对象。
- public Thread(Runnable target,String name) :分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。
常用方法:
- public String getName() :获取当前线程名称。
- public void start() :导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。
- public void run() :此线程要执行的任务在此处定义代码。
- public static void sleep(long millis) :使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停（暂时停止执行）。
- public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用。
使用Thread来创建线程
- 创建Thread类的子类
- 在Thread类的子类中重写run方法,设置线程任务
- 创建Thread类的子类
- 调用Thread类的方法start方法,开启新的线程,执行run方法.(这需要注意,是调用start方法,而不是直接调用run方法)
void start() :导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。结果是两个线程并发执行,当前线程(main)
和另一个线程(创建的新线程,执行其run方法),多次启动一个线程是非法的.特别当线程已经结束后,不能重新启动.java程序
是抢占式调度,哪个线程优先级高,哪个线程先执行;同一个优先级,随机选择一个.
获取线程名称
获取线程的名称有两种方法:
- 使用getName()获取线程名称,这个需要使用Thread类的子类对象来调用.
- 使用Thread.currentThread().getName()获取线程名称(推荐使用)
设置线程名称
设置线程的名称也有两种方式:
- 使用setName()方法设置线程名称,也是需要Thread类或者子类的对象调用.
- 使用构造方法,可以使用有参构造来设置线程名称.
Runnable接口
- 定义一个类,实现Runnable接口(任务类).
- 重写Runnable的run方法
- 创建任务类对象
- 创建线程类对象,并将任务对象参数作为参数进行传递
- 使用线程类对象调用start方法启动线程.
这个过程中需要注意的是第四步,需要使用public Thread(Runnable target) :分配一个带有指定目标新的线程对象。
public Thread(Runnable target,String name) :分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。这两个构造方法.
创建线程的方式
-
实现Runnable接口
/** * 使用实现Runnable接口实现多线程 * * @author WZLOVE * @create 2018-07-16 19:46 */ public class MyRunnable implements Runnable{ @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i); } } } -
继承Thread类
/** * 使用继承实现多线程 * * @author WZLOVE * @create 2018-07-16 19:47 */ public class MyThread extends Thread{ public MyThread() { } public MyThread(String name) { super(name); } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(getName() + ":" + i); } } } -
不同的方法实现多线程,创建对象使用的方式也不同:
/** * @author WZLOVE * @create 2018-07-16 19:45 */ public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { // 继承创建对象相对简单 MyThread mt = new MyThread("继承"); mt.start(); // 实现接口创建对象 // 创建自定义类对象 MyRunnable mr = new MyRunnable(); // 创建线程对象 Thread thread = new Thread(mr,"实现接口"); thread.start(); } }
注意点:
1.实际上,Thread类也实现了Runnable接口.
2.所有的多线程代码都在run方法里面
3.所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的
4.Runnable对象仅仅作为Thread对象的target，Runnable实现类里包含的run()方法仅作为线程执行体。
而实际的线程对象依然是Thread实例，只是该Thread线程负责执行其target的run()方法。
实现Runnable接口与继承Thread类的不同点
使用接口比类是更有优势的:
- 可以避免java中的单继承的局限性。
- 增加程序的健壮性，实现解耦操作，代码可以被多个线程共享，代码和线程独立(任务类和线程类进行分离,解耦)。
- 但是实现接口不能直接使用Thread类的方法,但是可以通过获取当前线程对象进行调用方法.
- 适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。
- 线程池只能放入实现Runable或Callable类线程，不能直接放入继承Thread的类。
线程的安全问题的产生
线程的安全问题的产生是由于多个线程对共享资源的访问.简单的说线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。
若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；
若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则的话就可能影响线程安全。
买电影票的例子(出现安全问题,运行一下):
package com.wzlove.thread.movie;
/**
* 票数的任务类
*
* @author WZLOVE
* @create 2018-07-17 14:35
*/
public class TicketRunnableImpl implements Runnable{
/**
* 定义共享资源
*/
private int ticket = 100;
@Override
public void run() {
while (true){
if(ticket > 0){
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在卖第"+ ticket -- + "张票");
}
}
}
}
package com.wzlove.thread.movie;
/**
* 多线程安全问题的测试
*
* @author WZLOVE
* @create 2018-07-17 14:37
*/
public class MovieDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建任务类对象
TicketRunnableImpl ticketRunnable = new TicketRunnableImpl();
// 创建线程对象
Thread t1 = new Thread(ticketRunnable,"窗口1");
Thread t2 = new Thread(ticketRunnable,"窗口2");
Thread t3 = new Thread(ticketRunnable,"窗口3");
// 开始线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
上面的情况就会出现线程安全问题.
线程的安全问题的解决
使用同步解决线程的安全问题.
- 同步代码块
- 同步方法
- lock锁机制
1.同步代码块
格式 :
// 同步对象可一是任意对象,推荐使用this
synchronized(同步对象){
可能出现同步问题的代码
}
锁对象可以是任意对象,但是锁对象必须唯一.
2.同步方法
格式:
// 同步方法也是有锁对象的,也就是当前对象this
修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(参数列表){
可能出现同步问题的代码
}
需要注意的是静态同步方法内的同步锁不是this(因为静态代码的执行在this之前产生),而是类的字节码对象,也就是(类名.class)
3.Lock锁机制
- public void lock() :加同步锁。
- public void unlock() :释放同步锁。
使用步骤:
- 创建ReentrantLock的对象
- 在使用共享资源前使用lock方法进行加锁
- 在使用共享资源结束后使用unlock方法释放同步锁
线程状态的概述
| 线程状态 | 导致状态发生条件 |
|---|---|
| new()新建 | 线程刚被创建，但是并未启动。还没调用start方法。 |
| Runnable(可运行) | 线程可以在java虚拟机中运行的状态，可能正在运行自己代码，也可能没有，这取决于操 作系统处理器。 |
| Blocked(锁阻塞) | 当一个线程试图获取一个对象锁，而该对象锁被其他的线程持有，则该线程进入Blocked状 态；当该线程持有锁时，该线程将变成Runnable状态。 |
| Waiting(无限等待) | 一个线程在等待另一个线程执行一个（唤醒）动作时，该线程进入Waiting状态。进入这个 状态后是不能自动唤醒的，必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能够唤醒。 |
| Timed Waiting(计时等待) | 同waiting状态，有几个方法有超时参数，调用他们将进入Timed Waiting状态。这一状态 将一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有Thread.sleep 、 Object.wait。 |
| Teminated(被终止) | 因为run方法正常退出而死亡，或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。 |
状态图:
等待唤醒机制
Object类中的四个方法:
- wait() : 使线程处于等待状态,等待着其他的线程唤醒
- wait(long millis) : 使线程处于等待状态, 等待着其他的线程唤醒/等待时间到达
- notify() : 唤醒其他的单个等待的线程
- notifyAll() : 唤醒其他的所有等待的线程
sleep()与wait()
- sleep:Thread类中的静态方法,休眠指定的时间,在指定时间后自动唤醒,不回释放锁对象
- wait : Object类中的方法,无限等待,等待其他线程的唤醒,必须释放锁对象