一文总结Java多线程，认真看完必定收获满满~~

什么是线程Thread

进程内部的一个执行单元，它是程序中一个单一的顺序控制流程.
线程又被称为轻量级进程(lightweight process)
如果在一个进程中同时运行了多个线程，用来完成不同的工作，则称之为多线程

线程特点

轻量级进程
独立调度的基本单位
可并发执行
共享进程资源

线程和进程的区别

在这里插入图片描述

线程的创建和启动

线程的创建

方式1：继承Java.lang.Thread类，并覆盖run() 方法
方式2：实现Java.lang.Runnable接口，并实现run() 方法
方法run( )称为线程体。

线程的启动

新建的线程不会自动开始运行，必须通过start( )方法启动
不能直接调用run()来启动线程，这样run()将作为一个普通方法立即执行，执行完毕前其他线程无法并发执行
Java程序启动时，会立刻创建主线程，main就是在这个线程上运行。当不再产生新线程时，程序是单线程的

两种线程创建方式的比较

继承Thread类方式的多线程
- 优势：编写简单
- 劣势：无法继承其它父类
实现Runnable接口方式的多线程
- 优势：可以继承其它类，多线程可共享同一个Runnable对象
- 劣势：编程方式稍微复杂，如果需要访问当前线程，需要调用Thread.currentThread()方法
实现Runnable接口方式要通用一些

Thread类常用方法

第三种方式：实现Callable接口

实现Callable
- 与实行Runnable相比， Callable功能更强大些
- 方法不同
- 可以有返回值，支持泛型的返回值
- 可以抛出异常
- 需要借助FutureTask，比如获取返回结果

Future接口
- 可以对具体Runnable、Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等。
- FutrueTask是Futrue接口的唯一的实现类
- FutureTask 同时实现了Runnable, Future接口。它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为 Future得到Callable的返回值

线程的生命周期

在这里插入图片描述

初始状态
- 用new关键字建立一个线程对象后，该线程对象就处于初始状态。
- 处于初始状态的线程有自己的内存空间，通过调用start进入就绪状态
就绪状态
- 处于就绪状态线程具备了运行条件，但还没分配到CPU，处于线程就绪队列，等待系统为其分配CPU
- 当系统选定一个等待执行的线程后，它就会从就绪状态进入执行状态，该动作称之为“cpu调度”。
运行状态
- 在运行状态的线程执行自己的run方法中代码，直到等待某资源而阻塞或完成任务而死亡。
- 如果在给定的时间片内没有执行结束，就会被系统给换下来回到等待执行状态。
阻塞状态
- 处于运行状态的线程在某些情况下，如执行了sleep（睡眠）方法，或等待I/O设备等资源，将让出CPU并暂时停止自己的运行，进入阻塞状态。
- 在阻塞状态的线程不能进入就绪队列。只有当引起阻塞的原因消除时，如睡眠时间已到，或等待的I/O设备空闲下来，线程便转入就绪状态，重新到就绪队列中排队等待，被系统选中后从原来停止的位置开始继续运行。
终止状态
- 终止状态是线程生命周期中的最后一个阶段。线程终止的原因有三个。一个是正常运行的线程完成了它的全部工作；另一个是线程被强制性地终止，如通过执行stop方法来终止一个线程[不推荐使用】，三是线程抛出未捕获的异常

线程控制方法

Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程。线程调度器按照线程的优先级决定应调度哪个线程来执行。

- 线程的优先级用数字表示，范围从1到10
  - Thread.MIN_PRIORITY = 1
  - Thread.MAX_PRIORITY = 10
  - Thread.NORM_PRIORITY = 5
- 使用下述方法获得或设置线程对象的优先级。
  - int getPriority();
  - void setPriority(int newPriority);
注意：优先级低只是意味着获得调度的概率低。并不是绝对先调用优先级高后调用优先级低的线程。

join ()
- 阻塞指定线程等到另一个线程完成以后再继续执行
sleep ()
- 使线程停止运行一段时间，将处于阻塞状态
- 如果调用了sleep方法之后，没有其他等待执行的线程，这个时候当前线程不会马上恢复执行
yield ()
- 让当前正在执行线程暂停，不是阻塞线程，而是将线程转入就绪状态
- 如果调用了yield方法之后，没有其他等待执行的线程，这个时候当前线程就会马上恢复执行！
setDaemon()
- 可以将指定的线程设置成后台线程
- 创建后台线程的线程结束时，后台线程也随之消亡
- 只能在线程启动之前把它设为后台线程
interrupt()
- 并没有直接中断线程，而是需要被中断线程自己处理
stop()
- 结束线程，不推荐使用

线程同步

线程同步：当两个或两个以上线程访问同一资源时，需要某种方式来确保资源在某一时刻只被一个线程使用。当多个线程访问同一个数据时，容易出现线程安全问题。需要让线程同步，保证数据安全

线程同步的实现方案

同步代码块
- synchronized (obj){ }
同步方法
- private synchronized void makeWithdrawal(int amt) {}

同步监视器

同步监视器
- synchronized (obj){ }中的obj称为同步监视器
- 同步代码块中同步监视器可以是任何对象，但是推荐使用共享资源作为同步监视器
- 同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器是this，也就是该对象本事
同步监视器的执行过程
- 第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码
- 第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问
- 第一个线程访问完毕，解锁同步监视器
- 第二个线程访问，发现同步监视器未锁，锁定并访问

锁机制

Lock锁
- JDK1.5后新增功能，与采用synchronized相比，lock可提供多种锁方案，更灵活
- java.util.concurrent.lock 中的 Lock 框架是锁定的一个抽象，它允许把锁定的实现作为 Java 类，而不是作为语言的特性来实现。这就为 Lock 的多种实现留下了空间，各种实现可能有不同的调度算法、性能特性或者锁定语义。
- ReentrantLock 类实现了 Lock ，它拥有与 synchronized 相同的并发性和内存语义，但是添加了类似锁投票、定时锁等候和可中断锁等候的一些特性。此外，它还提供了在激烈争用情况下更佳的性能。
注意：如果同步代码有异常，要将unlock()写入finally语句块

Lock和synchronized的区别
- 1.Lock是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁），synchronized是隐式锁
- 2.Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
- 3.使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）
优先使用顺序：
- Lock----同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源）----同步方法（在方法体之外）

优缺点

线程同步的好处
- 解决了线程安全问题
线程同步的缺点
- 性能下降
- 会带来死锁
死锁
- 当两个线程相互等待对方释放“锁”时就会发生死锁
- 出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所有的线程都处于阻塞状态，无法继续
- 多线程编程时应该注意避免死锁的发生

线程通信

Java提供了3个方法解决线程之间的通信问题

线程池

Executor：线程池顶级接口，只有一个方法
ExecutorService：真正的线程池接口
- void execute(Runnable command) ：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
- Future submit(Callable task)：执行任务，有返回值，一般又来执行Callable
- void shutdown() ：关闭连接池
AbstractExecutorService：基本实现了ExecutorService的所有方法
ThreadPoolExecutor：默认的线程池实现类
ScheduledThreadPoolExecutor：实现周期性任务调度的线程池
Executors：工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池
- Executors.newCachedThreadPool()：创建一个可根据需要创建新线程的线程池
- Executors.newFixedThreadPool(n); 创建一个可重用固定线程数的线程池
- Executors.newSingleThreadExecutor() ：创建一个只有一个线程的线程池
- Executors.newScheduledThreadPool(n)：创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

什么是线程池

创建和销毁对象是非常耗费时间的
创建对象：需要分配内存等资源
销毁对象：虽然不需要程序员操心，但是垃圾回收器会在后台一直跟踪并销毁
对于经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。
思路：创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取引用，不使用时放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用
技术案例：线程池、数据库连接池
JDK1.5起，提供了内置线程池

线程池的好处

提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
提高线程的可管理性：避免线程无限制创建、从而销耗系统资源，降低系统稳定性，甚至内存溢出或者CPU耗尽

线程池的应用场合

需要大量线程，并且完成任务的时间端
对性能要求苛刻
接受突发性的大量请求

线程池参数

corePoolSize：核心池的大小
- 默认情况下，创建了线程池后，线程数为0，当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务。
- 但是当线程池中线程数量达到corePoolSize，就会把到达的任务放到队列中等待。
maximumPoolSize：最大线程数。
- corePoolSize和maximumPoolSize之间的线程数会自动释放，小于等于corePoolSize的不会释放。当大于了这个值就会将任务由一个丢弃处理机制来处理。
keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止
- 默认只限于corePoolSize和maximumPoolSize之间的线程
TimeUnit：
- keepAliveTime的时间单位
BlockingQueue：
- 存储等待执行的任务的阻塞队列，有多中选择，可以是顺序队列、链式队列等。
ThreadFactory
- 线程工厂，默认是DefaultThreadFactory，Executors的静态内部类
RejectedExecutionHandler：
- 拒绝处理任务时的策略。如果线程池的线程已经饱和，并且任务队列也已满，对新的任务应该采取什么策略。
- 比如抛出异常、直接舍弃、丢弃队列中最旧任务等，默认是直接抛出异常。
  - 1、CallerRunsPolicy：如果发现线程池还在运行，就直接运行这个线程
  - 2、DiscardOldestPolicy：在线程池的等待队列中，将头取出一个抛弃，然后将当前线程放进去。
  - 3、DiscardPolicy：什么也不做
  - 4、AbortPolicy：java默认，抛出一个异常

你知道的越多，你不知道的越多。
有道无术，术尚可求，有术无道，止于术。
如有其它问题，欢迎大家留言，我们一起讨论，一起学习，一起进步

斗士（Carroll）

发布了212 篇原创文章 · 获赞 261 · 访问量 4万+

私信关注

一文总结Java多线程，认真看完必定收获满满~~

文章目录

推荐阅读

什么是线程Thread

线程特点

线程和进程的区别

线程的创建和启动

线程的创建

线程的启动

两种线程创建方式的比较

第三种方式：实现Callable接口

线程的生命周期

线程控制方法

线程同步

线程同步的实现方案

同步监视器

锁机制

优缺点

线程通信

线程池

什么是线程池

线程池的好处

线程池的应用场合

线程池参数

猜你喜欢