java并发编程 笔记二

Java 线程

方法一,直接使用 Thread

// 创建线程对象
Thread t = new Thread() {
 public void run() {
 	// 要执行的任务
	 }
};
// 启动线程
t.start();

方法二,使用 Runnable 配合 Thread

把【线程】和【任务】(要执行的代码)分开

  • Thread 代表线程
  • Runnable 可运行的任务(线程要执行的代码)
Runnable runnable = new Runnable() {
 public void run(){
 	// 要执行的任务
 }
};
// 创建线程对象
Thread t = new Thread( runnable );
// 启动线程
t.start(); 

原理之 Thread 与 Runnable 的关系

  • 方法1 是把线程和任务合并在了一起,方法2 是把线程和任务分开
  • Runnable 更容易与线程池等高级 API 配合
  • Runnable 让任务类脱离了 Thread 继承体系,更灵活

所以尽量使用Runnable

方法三,FutureTask 配合 Thread

FutureTask 能够接收 Callable 类型的参数,用来处理有返回结果的情况

// 创建任务对象
FutureTask<Integer> task3 = new FutureTask<>(() -> {
 log.debug("hello");
 return 100;
});
// 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字,推荐
new Thread(task3, "t3").start();
// 主线程阻塞,同步等待 task 执行完毕的结果
Integer result = task3.get();
log.debug("结果是:{}", result);

观察多个线程同时运行

  • 交替执行
  • 谁先谁后,不由我们控制

查看进程线程的方法

windows

  • 任务管理器可以查看进程和线程数,也可以用来杀死进程
  • tasklist 查看进程
  • taskkill 杀死进程

linux

  • ps -fe 查看所有进程
  • ps -fT -p <PID> 查看某个进程(PID)的所有线程
  • kill 杀死进程
  • top 按大写 H 切换是否显示线程
  • top -H -p <PID> 查看某个进程(PID)的所有线程

Java

  • jps 命令查看所有 Java 进程
  • jstack <PID> 查看某个 Java 进程(PID)的所有线程状态
  • jconsole 来查看某个 Java 进程中线程的运行情况(图形界面)

jconsole 远程监控配置

原理之线程运行

栈与栈帧

Java Virtual Machine Stacks (Java 虚拟机栈)
我们都知道 JVM 中由堆、栈、方法区所组成,其中栈内存是给谁用的呢?其实就是线程,每个线程启动后,虚拟机就会为其分配一块栈内存。

  • 每个栈由多个栈帧(Frame)组成,对应着每次方法调用时所占用的内存
  • 每个线程只能有一个活动栈帧,对应着当前正在执行的那个方法

线程上下文切换(Thread Context Switch)

因为以下一些原因导致 cpu 不再执行当前的线程,转而执行另一个线程的代码

  • 线程的 cpu 时间片用完
  • 垃圾回收
  • 有更高优先级的线程需要运行
  • 线程自己调用了 sleep、yield、wait、join、park、synchronized、lock 等方法

当 Context Switch 发生时,需要由操作系统保存当前线程的状态,并恢复另一个线程的状态,Java 中对应的概念就是程序计数器(Program Counter Register),它的作用是记住下一条 jvm 指令的执行地址,是线程私有的

  • 状态包括程序计数器、虚拟机栈中每个栈帧的信息,如局部变量、操作数栈、返回地址等
  • Context Switch 频繁发生会影响性能

1、 start 与 run
  • 直接调用 run 是在主线程中执行了 run,没有启动新的线程
  • 使用 start 是启动新的线程,通过新的线程间接执行 run 中的代码
2、 sleep 与 yield

sleep

  1. 调用 sleep 会让当前线程从 Running 进入 Timed Waiting 状态(阻塞)
  2. 其它线程可以使用 interrupt 方法打断正在睡眠的线程,这时 sleep 方法会抛出 InterruptedException
  3. 睡眠结束后的线程未必会立刻得到执行
  4. 建议用 TimeUnit 的 sleep 代替 Thread 的 sleep 来获得更好的可读性

yield

  1. 调用 yield 会让当前线程从 Running 进入 Runnable 就绪状态,然后调度执行其它线程
  2. 具体的实现依赖于操作系统的任务调度器

线程优先级

  • 线程优先级会提示(hint)调度器优先调度该线程,但它仅仅是一个提示,调度器可以忽略它
  • 如果 cpu 比较忙,那么优先级高的线程会获得更多的时间片,但 cpu 闲时,优先级几乎没作用
3、 join 方法详解
4、 interrupt 方法详解
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