Java多线程基础入门

线程

进程中的单个顺序控制流,是一条执行路径


单线程:一个进程如果只有一条执行路径,则称为单线程程序

多线程:一个进程如果有多条执行路径,则称为多线程程序

多线程的实现方式

  • 继承Thread类,并重写run()方法
  • 实现Runnable接口,并重写run()方法

run()方法:用来封装被线程执行的代码

start()方法:启动线程;然后由JVM调用此线程的run()方法

相比继承Thread类,实现Runnable接口的好处:

  • 避免了Java单继承的局限性
  • 适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况,把线程和程序的代码、数据有效分离,较好的体现了面向对象的设计思想

设置和获取线程名称

Thread类中设置和获取线程名称的方法:

  • void setName(String name):将此线程的名称更改为等于参数name

  • String getName():返回此线程的名称

  • 通过构造方法也可以设置线程名称

    // 这是Thread类中的一个构造方法,传递的参数name就是线程名
    // 需要通过继承Thread的类中的构造方法里调用super(name)
    public Thread(String name) {
        init(null, null, name, 0);
    }
    

如何获取main()方法所在的线程名称?

  • public static Thread currentThread():返回对当前正在执行的线程对象的引用

线程调度(线程优先级)

线程有两种调度模型

  • 分时调度模型:所有线程轮流使用CPU的使用权,平均分配每个线程占用CPU的时间片
  • 抢占式调度模型:优先让优先级高的线程使用CPU,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个,获取的CPU时间片相对多一些

Java使用的是抢占式调度模型

假如计算机只有一个CPU,那么CPU在某一时刻只能执行一条指令,线程只有得到CPU时间片,也就是使用权,才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性,因为谁抢到CPU的使用权是不一定的

Thread类中设置和获取线程优先级的方法:

  • public final int getPriority():返回此线程的优先级
  • public final void setPriority(int newPriority):更改此线程的优先级

线程默认优先级为:5;线程优先级的范围是:1-10

Thread类中有三个静态变量分别代表了线程优先级的最大值、最小值和默认值:

// 线程优先级的范围
System.out.println("这是优先级最大值:" + Thread.MAX_PRIORITY); // 10
System.out.println("这是优先级最小值:" + Thread.MIN_PRIORITY); // 1
System.out.println("这是优先级默认值:" + Thread.NORM_PRIORITY); // 5

线程优先级高仅仅表示线程获取的CPU时间片的几率高,但是要在次数比较多,或者多次运行的时候才能看到你想要的效果

线程控制

Thread类中控制线程的几个方法:

  • static void sleep(long millis):使当前正在执行的线程停留(暂停执行)指定的毫秒数**(注:1秒=1000毫秒)**

  • void join():等待这个线程死亡

    t.join()方法只会使主线程进入等待池并等待t线程执行完毕后才会被唤醒。并不影响同一时刻处在运行状态的其他线程

    // 启动线程
    mt1.start();
    mt2.start();
    // mt1调用join()方法,等待mt1该线程死亡才会继续执行其他代码
    // 但不影响同一时刻处在运行状态的其他线程(mt2还在执行)
    mt1.join();
    // 这时mt1线程死亡,开始执行下面的代码
    mt3.start();
    System.out.println("---");
    
  • void setDaemon(boolean on):将此线程标记为守护线程,当运行的线程都是守护线程时,Java虚拟机将退出

线程安全

线程同步保证了多线程数据安全


同步代码块

  • 格式:
synchronized(任意对象){
    多条语句操作共享数据的代码
}
  • synchronized(任意对象):就相当于给代码加锁了,任意对象就可以看成是一把锁

同步代码块的好处和弊端

  • 好处:解决了多线程的数据安全问题
  • 弊端:当线程很多时,因为每个线程都会去判断同步上的锁,这是很耗费资源的,无形中会降低程序的运行效率

同步方法

同步方法

就是把synchronized关键字加到方法上

  • 格式:

    修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数){ }
    
同步方法的锁对象
  • this

同步静态方法

就是把synchronized关键字加到静态方法上

  • 格式:

    修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名 (方法参数){ }
    
同步静态方法的锁对象
  • 类名.class

线程安全的类

StringBuffer
  • 线程安全,可变的字符序列
  • 从版本JDK 5开始,被StringBuilder 替代。通常应该使用StringBuilder类,因为它支持所有相同的操作,但它更快,因为它不执行同步
Vector
  • 从Java 2平台v1.2开始,该类改进了List接口,使其成为Java Collections Framework的成员。与新的集合实现不同,Vector被同步。 如果不需要线程安全的实现,建议使用ArrayList代替Vector
Hashtable
  • 该类实现了一个哈希表,它将键映射到值。任何非null对象都可以用作键或者值
  • 从Java 2平台v1.2开始,该类进行了改进,实现了Map接口,使其成为Java Collections Framework的成员。与新的集合实现不同,Hashtable被同步。 如果不需要线程安全的实现, 建议使用HashMap代替Hashtable

Lock锁

虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题,但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁,在哪里释放了锁,为了更清晰的表达如何加锁和释放锁,JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock

Lock实现提供比使用synchronized方法和语句可以获得更广泛的锁定操作

Lock中提供了获得锁和释放锁的方法

  • void lock():获得锁
  • void unlock():释放锁

Lock是接口不能直接实例化,这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化

ReentrantLock的构造方法

  • ReentrantLock():创建一个ReentrantLock的实例

注意事项

注意:必须在try里调用lock()方法!

原因:如果程序出问题,释放锁的操作可能不会被执行。

格式:

// 这样就算程序出错,释放锁的操作依然会执行
try{
    lock.lock();
    ...
        }finally{ lock.unlock();
        }
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