Java知识回顾 （10） 线程

时间  2019-12-10
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再次声明，正如（1）中所描述的，本资料来自于runoob，略有修改。html

 

一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中能够并发多个线程，每条线程并行执行不一样的任务。java

Java 给多线程编程提供了内置的支持。 程序员

多线程是多任务的一种特别的形式，但多线程使用了更小的资源开销。编程

这里定义和线程相关的另外一个术语 - 进程：一个进程包括由操做系统分配的内存空间，包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在，它必须是进程的一部分。一个进程一直运行，直到全部的非守护线程都结束运行后才能结束。多线程

多线程能知足程序员编写高效率的程序来达到充分利用 CPU 的目的。并发

1、生命周期

线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。dom

下图显示了一个线程完整的生命周期。ide

  • 新建状态:

    使用 new 关键字和 Thread 类或其子类创建一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。this

  • 就绪状态:

    当线程对象调用了start()方法以后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。spa

  • 运行状态:

    若是就绪状态的线程获取 CPU 资源，就能够执行 run()，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它能够变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。

  • 阻塞状态:

    若是一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源以后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或得到设备资源后能够从新进入就绪状态。能够分为三种：

    死亡状态:

    • 等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。

    • 同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(由于同步锁被其余线程占用)。

    • 其余阻塞：经过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程从新转入就绪状态。

  • 一个运行状态的线程完成任务或者其余终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。

2、线程的优先级

每个 Java 线程都有一个优先级，这样有助于操做系统肯定线程的调度顺序。

Java 线程的优先级是一个整数，其取值范围是 1 （Thread.MIN_PRIORITY ） ~ 10 （Thread.MAX_PRIORITY ）。

默认状况下，每个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY（5）。

具备较高优先级的线程对程序更重要，而且应该在低优先级的线程以前分配处理器资源。可是，线程优先级不能保证线程执行的顺序，并且很是依赖于平台。

3、建立

Java 提供了三种建立线程的方法：

  • 经过实现 Runnable 接口；
  • 经过继承 Thread 类自己；
  • 经过 Callable 和 Future 建立线程。

3.1 Demo

1）Runnable

class RunnableDemo implements Runnable {
   private Thread t;
   private String threadName;
   
   RunnableDemo( String name) {
      threadName = name;
      System.out.println("Creating " +  threadName );
   }
   
   public void run() {
      System.out.println("Running " +  threadName );
      try {
         for(int i = 4; i > 0; i--) {
            System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
            // 让线程睡眠一会
            Thread.sleep(50);
         }
      }catch (InterruptedException e) {
         System.out.println("Thread " +  threadName + " interrupted.");
      }
      System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
   }
   
   public void start () {
      System.out.println("Starting " +  threadName );
      if (t == null) {
         t = new Thread (this, threadName);
         t.start ();
      }
   }
}
 
public class TestThread {
 
   public static void main(String args[]) {
      RunnableDemo R1 = new RunnableDemo( "Thread-1");
      R1.start();
      
      RunnableDemo R2 = new RunnableDemo( "Thread-2");
      R2.start();
   }   
}

2）Thread方式

class ThreadDemo extends Thread {
   private Thread t;
   private String threadName;
   
   ThreadDemo( String name) {
      threadName = name;
      System.out.println("Creating " +  threadName );
   }
   
   public void run() {
      System.out.println("Running " +  threadName );
      try {
         for(int i = 4; i > 0; i--) {
            System.out.println("Thread: " + threadName + ", " + i);
            // 让线程睡眠一会
            Thread.sleep(50);
         }
      }catch (InterruptedException e) {
         System.out.println("Thread " +  threadName + " interrupted.");
      }
      System.out.println("Thread " +  threadName + " exiting.");
   }
   
   public void start () {
      System.out.println("Starting " +  threadName );
      if (t == null) {
         t = new Thread (this, threadName);
         t.start ();
      }
   }
}
 
public class TestThread {
 
   public static void main(String args[]) {
      ThreadDemo T1 = new ThreadDemo( "Thread-1");
      T1.start();
      
      ThreadDemo T2 = new ThreadDemo( "Thread-2");
      T2.start();
   }   
}

Thread类的一些方法

// 文件名 : DisplayMessage.java
// 经过实现 Runnable 接口建立线程
public class DisplayMessage implements Runnable {
   private String message;
   
   public DisplayMessage(String message) {
      this.message = message;
   }
   
   public void run() {
      while(true) {
         System.out.println(message);
      }
   }
}

 

// 文件名 : GuessANumber.java
// 经过继承 Thread 类建立线程
 
public class GuessANumber extends Thread {
   private int number;
   public GuessANumber(int number) {
      this.number = number;
   }
   
   public void run() {
      int counter = 0;
      int guess = 0;
      do {
         guess = (int) (Math.random() * 100 + 1);
         System.out.println(this.getName() + " guesses " + guess);
         counter++;
      } while(guess != number);
      System.out.println("** Correct!" + this.getName() + "in" + counter + "guesses.**");
   }
}

 

// 文件名 : ThreadClassDemo.java
public class ThreadClassDemo {
 
   public static void main(String [] args) {
      Runnable hello = new DisplayMessage("Hello");
      Thread thread1 = new Thread(hello);
      thread1.setDaemon(true);
      thread1.setName("hello");
      System.out.println("Starting hello thread...");
      thread1.start();
      
      Runnable bye = new DisplayMessage("Goodbye");
      Thread thread2 = new Thread(bye);
      thread2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
      thread2.setDaemon(true);
      System.out.println("Starting goodbye thread...");
      thread2.start();
 
      System.out.println("Starting thread3...");
      Thread thread3 = new GuessANumber(27);
      thread3.start();
      try {
         thread3.join();
      }catch(InterruptedException e) {
         System.out.println("Thread interrupted.");
      }
      System.out.println("Starting thread4...");
      Thread thread4 = new GuessANumber(75);
      
      thread4.start();
      System.out.println("main() is ending...");
   }
}

 

3）经过 Callable 和 Future 建立线程

  • 1. 建立 Callable 接口的实现类，并实现 call() 方法，该 call() 方法将做为线程执行体，而且有返回值。

  • 2. 建立 Callable 实现类的实例，使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象，该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值。

  • 3. 使用 FutureTask 对象做为 Thread 对象的 target 建立并启动新线程。

  • 4. 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来得到子线程执行结束后的返回值。

public class CallableThreadTest implements Callable<Integer> {
    public static void main(String[] args)  
    {  
        CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();  
        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);  
        for(int i = 0;i < 100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);  
            if(i==20)  
            {  
                new Thread(ft,"有返回值的线程").start();  
            }  
        }  
        try  
        {  
            System.out.println("子线程的返回值："+ft.get());  
        } catch (InterruptedException e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (ExecutionException e)  
        {  
            e.printStackTrace();  
        }  
  
    }
    @Override  
    public Integer call() throws Exception  
    {  
        int i = 0;  
        for(;i<100;i++)  
        {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);  
        }  
        return i;  
    }  
}

 

 

3.2 建立线程的三种方式的对比

  • 1. 采用实现 Runnable、Callable 接口的方式建立多线程时，线程类只是实现了 Runnable 接口或 Callable 接口，还能够继承其余类。

  • 2. 使用继承 Thread 类的方式建立多线程时，编写简单，若是须要访问当前线程，则无需使用 Thread.currentThread() 方法，直接使用 this 便可得到当前线程。

3.3 线程的几个主要概念

在多线程编程时，你须要了解如下几个概念：

  • 线程同步
  • 线程间通讯
  • 线程死锁
  • 线程控制：挂起、中止和恢复

 

多线程的使用

有效利用多线程的关键是理解程序是并发执行而不是串行执行的。例如：程序中有两个子系统须要并发执行，这时候就须要利用多线程编程。

经过对多线程的使用，能够编写出很是高效的程序。不过请注意，若是你建立太多的线程，程序执行的效率其实是下降了，而不是提高了。

请记住，上下文的切换开销也很重要，若是你建立了太多的线程，CPU 花费在上下文的切换的时间将多于执行程序的时间！

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