简单概念理解
- 程序(programm)
- 概念:是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码。
- 进程(process)
- 概念:程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序。
- 说明:进程作为资源分配的单位,系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域
- 线程(thread)
- 概念:进程可进一步细化为线程,是一个程序内部的一条执行路径。
- 说明:线程作为调度和执行的单位,每个线程拥独立的运行栈和程序计数器(pc),线程切换的开销小。
补充:
内存结构:
进程可以细化为多个线程。
每个线程,拥有自己独立的:栈、程序计数器
多个线程,共享同一个进程中的结构:方法区、堆。
- 单核CPU与多核CPU的理解
单核CPU,其实是一种假的多线程,因为在一个时间单元内,也只能执行一个线程的任务。例如:虽然有多车道,但是收费站只有一个工作人员在收费,只有收了费才能通过,那么CPU就好比收费人员。如果某个人不想交钱,那么收费人员可以把他“挂起”(晾着他,等他想通了,准备好了钱,再去收费。)但是因为CPU时间单元特别短,因此感觉不出来。
如果是多核的话,才能更好的发挥多线程的效率。(现在的服务器都是多核的)
- 一个Java应用程序java.exe,其实至少三个线程:main()主线程,gc()垃圾回收线程,异常处理线程。当然如果发生异常,会影响主线程。
- 并行与并发的理解
并行:多个CPU同时执行多个任务。比如:多个人同时做不同的事。
并发:一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如:秒杀、多个人做同一件事
创建多线程的两种方式
方式一:继承Thread类的方式。
- 创建一个继承于Thread类的子类
- 重写Thread类的run() --> 将此线程执行的操作声明在run()中
- 创建Thread类的子类的对象
- 通过此对象调用start():①启动当前线程 ② 调用当前线程的run()
说明两个问题:
问题一:我们启动一个线程,必须调用start(),不能调用run()的方式启动线程。
问题二:如果再启动一个线程,必须重新创建一个Thread子类的对象,调用此对象的start().
方式二:实现Runnable接口的方式。
- 创建一个实现了Runnable接口的类
- 实现类去实现Runnable中的抽象方法:run()
- 创建实现类的对象
- 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread类的对象
- 通过Thread类的对象调用start()
两种方式的对比:
-
开发中:优先选择:实现Runnable接口的方式
-
原因:
-
- 实现的方式没类的单继承性的局限性
-
- 实现的方式更适合来处理多个线程共享数据的情况。
-
联系:public class Thread implements Runnable
-
相同点:两种方式都需要重写run(),将线程要执行的逻辑声明在run()中。
目前两种方式,要想启动线程,都是调用的Thread类中的start()。
Thread类
Thread类中的常用的方法:
1. start():启动当前线程;调用当前线程的run()
2. run(): 通常需要重写Thread类中的此方法,将创建的线程要执行的操作声明在此方法中
3. currentThread():静态方法,返回执行当前代码的线程
4. getName():获取当前线程的名字
5. setName():设置当前线程的名字
6. yield():释放当前cpu的执行权
7. join():在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态,直到线程b完全执行完以后,线程a才结束阻塞状态。
8. stop():已过时。当执行此方法时,强制结束当前线程。
9. sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内,当前线程是阻塞状态。
10. isAlive():判断当前线程是否存活
线程的优先级:
1.
- MAX_PRIORITY:10
- MIN _PRIORITY:1
- NORM_PRIORITY:5 -->默认优先级
2.如何获取和设置当前线程的优先级:
-
getPriority():获取线程的优先级
-
setPriority(int p):设置线程的优先级
-
说明:高优先级的线程要抢占低优先级线程cpu的执行权。但是只是从概率上讲,高优先级的线程高概率的情况下被执行。并不意味着只当高优先级的线程执行完以后,低优先级的线程才执行。
线程通信:wait() / notify() / notifyAll() :此三个方法定义在Object类中的。
补充:线程的分类
一种是守护线程,一种是用户线程。
Thread的生命周期
说明:
- 生命周期关注两个概念:状态、相应的方法
- 关注:状态a–>状态b:哪些方法执行了(回调方法)
某个方法主动调用:状态a–>状态b - 阻塞:临时状态,不可以作为最终状态
死亡:最终状态。
线程的同步机制
传送门:这里
线程通信
- 线程通信涉及到的三个方法:
- wait():一旦执行此方法,当前线程就进入阻塞状态,并释放同步监视器。
- notify():一旦执行此方法,就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait,就唤醒优先级高的那个。
- notifyAll():一旦执行此方法,就会唤醒所有被wait的线程。
- 说明:
- 1.wait(),notify(),notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。
- 2.wait(),notify(),notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。
- 否则,会出现IllegalMonitorStateException异常
- 3.wait(),notify(),notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。
- 面试题:
面试题:sleep() 和 wait()的异同?
- 1.相同点:一旦执行方法,都可以使得当前的线程进入阻塞状态。
- 2.不同点:1)两个方法声明的位置不同:Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait()
-
2)调用的要求不同:sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中
-
3)关于是否释放同步监视器:如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中,sleep()不会释放锁,wait()会释放锁。
- 小结释放锁的操作:
小结不会释放锁的操作:
JDK5新增线程创建方式
新增方式一:实现Callable接口。 — JDK 5.0新增
//1.创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable{
//2.实现call方法,将此线程需要执行的操作声明在call()中
@Override
public Object call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(i);
sum += i;
}
}
return sum;
}
}
public class ThreadNew {
public static void main(String[] args) {
//3.创建Callable接口实现类的对象
NumThread numThread = new NumThread();
//4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中,创建FutureTask的对象
FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
//5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread对象,并调用start()
new Thread(futureTask).start();
try {
//6.获取Callable中call方法的返回值
//get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值。
Object sum = futureTask.get();
System.out.println("总和为:" + sum);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
说明:
- 如何理解实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大?
- call()可以返回值的。
- call()可以抛出异常,被外面的操作捕获,获取异常的信息
- Callable是支持泛型的
新增方式二:使用线程池
class NumberThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i <= 100;i++){
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
}
}
}
}
class NumberThread1 implements Runnable{
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i <= 100;i++){
if(i % 2 != 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
}
}
}
}
public class ThreadPool {
public static void main(String[] args) {
//1. 提供指定线程数量的线程池
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;
//设置线程池的属性
// System.out.println(service.getClass());
// service1.setCorePoolSize(15);
// service1.setKeepAliveTime();
//2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
service.execute(new NumberThread());//适合适用于Runnable
service.execute(new NumberThread1());//适合适用于Runnable
// service.submit(Callable callable);//适合使用于Callable
//3.关闭连接池
service.shutdown();
}
}
说明:
- 好处:
1.提高响应速度(减少了创建新线程的时间)
2.降低资源消耗(重复利用线程池中线程,不需要每次都创建)
3.便于线程管理 -
corePoolSize:核心池的大小
-
maximumPoolSize:最大线程数
-
keepAliveTime:线程没任务时最多保持多长时间后会终止
面试题:Java中多线程的创建有几种方式?四种。