【JAVASE学习笔记之多线程(一)】

1.1什么是主线程:

   java程序启动时由系统创建的并执行main方法的线程则称为主线程。

主线程的执行路径:

   从main方法开始直到main方法执行完毕。

什么是子线程:

   除主线程以外的其他所有线程都称为子线程

子线程的执行路径:

   从run方法开始直到run方法执行完毕

 

1.2线程的运行模式

分时式模式:所有的线程轮流获得CPU的使用权,并且平均分配每个线程占用的CPU时间。

抢占式模式:优先级高的线程先获得CPU使用权的概率高,如果线程的优先级相同,会随机选择一个线程来获得CPU使用权。Java程序中的线程运行模式属于该种模式。

 

1.3多线程原理和内存图解

 

 

当执行线程的任务结束 了,线程自己在栈内存中释放了。但是当所有的执行线程都结束了,那么进程就结束了。

 

1.4Thread类常用方法

在上一天内容中我们已经可以完成最基本的线程开启,那么在我们完成操作过程中乃至了java.lang.Thread类,API中该类中定义了有关线程的一些方法,具体如下:

构造方法:

public Thread() :分配一个新的线程对象。

public Thread(String name) :分配一个带有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 setName():获取当前线程名称。

public void start():开启线程,在新的执行路径中执行run方法。

public static void sleep(long millis):让当前线程休眠指定的时间,单位:毫秒值(暂时停止执行)。

public static Thread currenThread():获得执行当前方法的线程对象。

翻阅API后得知创建线程的方式总共有两种,一种是继承Thread类方式,一种是实现Runnable接口方式。

1.5创建线程方式二

采用java.lang.runnable也是非常常见的一种, 我们只需要重写run方法即可。

步骤如下:

  • 定义Runnable接口的实现类,并重写该接口的run方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
  • 创建runnable实现类的实例,并以些实例作为Thread的target来创建Thread对象,该对象才是真正的线程对象。
  • 调用线程对象的start()方法来启动线程。

 

通过实现Runnable接口,使得该类有了多线程的特征。run()方法是多线程程序 的一个执行目标。所有的多线程代码都在run方法里面。Thread类实际上也是实现了Runnable接口的类。

在启动的多线程的时候,需要先通过Thread的start()方法Thread(Runnable target)构造出对象,然后调用Thread对象的start()方法来运行多线程代码。

 

 

实际上所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。因此,不管是继承Thread类还是实现Runnable接口来实现多线程,最终 还是通过Thread的对象的API来控制线程的,熟悉Thread类的API是进行多线程编程的基础。

 

Tips:Runnable对象仅仅是作为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。

1.6Thread和Runnable的区别

如果一个类继承Thread,则不适合资源共享。但不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话,则很容易的实现资源共享。

 

总结

实观 Runnable接口比继承 Thread类所具有的优势:

1.适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。

2.可以避免java中的单继承的局限性。

3.增加程序的健壮性,实現解耦操作,代码可以被多个线程共享,代码和数据独立

4.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

扩充:在java中,每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程,一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类的时候,突际上都会启动一个JVM,每一个JVM其实在就是在操作系统中启动了一个进程。

 

1.7匿名内部类方式实现线程的创建

使用线程的内匿名内部类方式,可以方便的实现每个线程执行不同的线程任务操作。

使用匿名内部类的方式实现 Runnable接目,重新 Runnable接目中的run方法。

 

2.1线程安全概念

如果有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。程序每次运行结果和单线程运行 的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。

简单记忆:两个或两个以上的线程在访问共享资源时仍然能得到正确的结果则称为线程安全。

 

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。

 

2.2线程同步

当我们使用多个线程访问统一资源的时候,且多个线程中对资源有写的操作,就容易出现线程安全问题。

要解决上述多线程并发访问多一个资源的安全性问题:也就是解决重复票与不存在票问题,java中提 供了同步机制(synchronized)来解决。

在某个线程修改共享资源的时候,其他线程不能修改该资源,等待 修改完毕同步之后,才能去抢夺CPU资源,完成对应的操作,保证了数据的同步性,解决了线程不安全 的现象。

为了保证每个线程都能正常执行原子操作Java引入了线程同步机制。

那么怎么去使用呢?有三种方式完成同步操作:

  1. 同步代码块。
  2. 同步方法。
  3. 锁机制。

2.3同步代码块

•同步代码块synchronized关键字可以用于方法中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。

■同步代码格式

(synchronized 同步锁){

需要同步操作的代码

}

■同步锁注意事项

锁对象可以是任意类型。

多个线程对象要使用同一把锁。

贴士:在任何时候,最多允许一个线程拥有同步锁,谁拿到锁就进入代码块,其他的线程只能在 外等着。

•同步代码块实现线程安全

2.4同步方法

•同步方法:使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线

程只能在方法外等着。

■同步方法格式

public synchronized void method(){

可能会产生线程安全问题的代码

}

同步锁是谁?

对于非static方法,同步锁就是this

对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。

•同步方法实现线程安全

2.5 Lock 

Lock锁概述

java.util.concurrent.locks.Lock 机制提供了比synchronized代码块和synchronized方法更广

泛的锁定操作,同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有,除此之外更强大,更体现面向对象。

Lock常用方法

public void lock():加同步锁。

• public void unlock():释放同步锁。

Lock锁实现线程安全

线程状态

3.1线程状态概述

当线程被创建并启动以后,它既不是一启动就进入了执行状态,也不是一直处于执行状态。在线程的 生命周期中,有几种状态呢?在APIjava.lang.Thread.State这个枚举中给出了六种线程状态:

这里先列出各个线程状态发生的条件,下面将会对每种状态进行详细解析

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。

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。一个正在」ava虚拟机中执行的线程处于这 一状态。

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(计曰寸

等待)

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.sleepObject.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。

 

我们不需要去研究这几种状态的实现原理,我们只需知道在做线程操作中存在这样的状态。那我们怎 么去理解这几个状态呢,新建与被终止还是很容易理解的,我们就研究一下线程从Runnable (可运 行)状态与非运行状态之间的转换问题。

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