Java语法进阶11-多线程

多线程

并发与并行、进程,线程调度自行百度

线程(thread):是一个进程中的其中一条执行路径,CPU调度的最基本调度的单位。同一个进程中线程可以共享一些内存(堆、大发幸运飞艇方法 区),每一个线程又有自己的独立空间(栈、程序计数器)。因为线程之间有共享的内存,在实现数据共享方面,比较方便,但是又因为共享数据的问题,会有线程安全问题。

当运行Java程序时,其实已经有一个线程了,那就是main线程。

Thread类

所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例,Java中通过继承Thread类来创建启动多线程的步骤如下:

  1. 定义Thread类的子类,并重写该类的run()大发幸运飞艇方法 ,该run()大发幸运飞艇方法 的大发幸运飞艇方法 体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()大发幸运飞艇方法 称为线程执行体。

  2. 创建Thread子类的实例,即创建了线程对象

  3. 调用线程对象的start()大发幸运飞艇方法 来启动该线程

Runnable接口

大发幸运飞艇大发幸运飞艇我 们 还可以实现Runnable接口,重写run()大发幸运飞艇方法 ,然后再通过Thread类的对象代理启动和执行大发幸运飞艇大发幸运飞艇我 们 的线程体run()大发幸运飞艇方法 。步骤如下:

  1. 定义Runnable接口的实现类,并重写该接口的run()大发幸运飞艇方法 ,该run()大发幸运飞艇方法 的大发幸运飞艇方法 体同样是该线程的线程执行体。

  2. 创建Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正 的线程对象。

  3. 调用线程对象的start()大发幸运飞艇方法 来启动线程。

例: public class MyRunnable implements Runnable  //定义实现线程类

    MyRunnable mr = new MyRunnable();     //创建线程对象

         Thread t = new Thread(mr);         //通过Thread类的实例,启动线程
          t.start();

实际上所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()大发幸运飞艇方法 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对象仅仅作为Thread对象的target,Runnable实现类里包含的run()大发幸运飞艇方法 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()大发幸运飞艇方法 。

两种方式的区别

1、继承的方式有单继承的限制,实现的方式可以多实现

2、启动方式不同

3、继承:在实现共享数据时,可能需要静态的

  实现:只要共享同一个Runnable实现类的对象即可。

4、继承:选择锁时this可能不能用,

  实现:选择锁时this可以用。

匿名内部类对象来实现线程的创建和启动

new Thread("新的线程!"){
  @Override
  public void run() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      System.out.println(getName()+":正在执行!"+i);
    }
  }
}.start();

构造大发幸运飞艇方法

public Thread() :分配一个新的线程对象。

public Thread(String name) :分配一个指定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新的线程对象并指定名字。

线程常用大发幸运飞艇方法

volatile:修饰变量

变量不一定在什么时候值就会被修改了,为了总是得到最新的值,volatile修饰之后那么每次都从主存中去取值,不会在寄存器中缓存它的值。

守护线程

守护线程有个特点,就是如果所有非守护线程都死亡,那么守护线程自动死亡。

调用setDaemon(true)大发幸运飞艇方法 可将指定线程设置为守护线程。必须在线程启动之前设置,否则会报IllegalThreadStateException异常。

调用isDaemon()可以判断线程是否是守护线程。

线程安全

线程安全问题的判断

1、是否有多个线程

2、这多个线程是否使用共享数据

3、这些线程在使用共享数据时,是否有写有读操作

同步代码块

synchronized 关键字可以用于大发幸运飞艇方法 中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。 格式:

synchronized(同步锁){
     需要同步操作的代码
}

同步锁必须是对象

锁对象可以是任意类型。

多个线程对象必须使用同一把锁 注意: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(BLOCKED)。

同步大发幸运飞艇方法

使用synchronized修饰的大发幸运飞艇方法 ,就叫做同步大发幸运飞艇方法 ,保证持有锁线程执行该大发幸运飞艇方法 的时候,其他线程只能在大发幸运飞艇方法 外等着

【其他修饰符】 synchronized 返回值类型 大发幸运飞艇方法 名(【形参列表】)【throws 异常列表】{
     //可能会产生线程安全问题的代码
}

锁对象不能由大发幸运飞艇大发幸运飞艇我 们 自己选,它是默认的:

(1)静态大发幸运飞艇方法 :锁对象是当前类的Class对象

(2)非静态方式:this

线程间通信

当“数据缓冲区”满的时候,“生产者”需要wait,等着被唤醒;

当“数据缓冲区”空的时候,“消费者”需要wait,等着被唤醒。

在一个线程满足某个条件时,就进入等待状态(wait()/wait(time)), 等待其他线程执行完他们的指定代码过后再将其唤醒(notify());或可以指定wait的时间,等时间到了自动唤醒;在有多个线程进行等待时,如果需要,可以使用 notifyAll()来唤醒所有的等待线程。

  1. wait:线程不再活动,不再参与调度,进入 wait set 中,因此不会浪费 CPU 资源,也不会去竞争锁了,这时的线程状态即是 WAITING或TIMED_WAITING。它还要等着别的线程执行一个特别的动作,也即是“通知(notify)”或者等待时间到,在这个对象上等待的线程从wait set 中释放出来,重新进入到调度队列(ready queue)中

  2. notify:则选取所通知对象的 wait set 中的一个线程释放;

  3. notifyAll:则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。

注意:

被通知线程被唤醒后也不一定能立即恢复执行,因为它当初中断的地方是在同步块内,而此刻它已经不持有锁,所以她需要再次尝试去获取锁(很可能面临其它线程的竞争),成功后才能在当初调用 wait 大发幸运飞艇方法 之后的地方恢复执行。

总结如下:

  • 如果能获取锁,线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE(可运行) 状态;

  • 否则,线程就从 WAITING 状态又变成 BLOCKED(等待锁) 状态

调用wait和notify大发幸运飞艇方法 需要注意的细节

  1. wait大发幸运飞艇方法 与notify大发幸运飞艇方法 必须要由同一个锁对象调用。因为:对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对象调用的wait大发幸运飞艇方法 后的线程。

  2. wait大发幸运飞艇方法 与notify大发幸运飞艇方法 是属于Object类的大发幸运飞艇方法 的。因为:锁对象可以是任意对象,而任意对象的所属类都是继承了Object类的。

  3. wait大发幸运飞艇方法 与notify大发幸运飞艇方法 必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为:必须要通过锁对象调用这2个大发幸运飞艇方法 。

等待唤醒机制可以解决经典的“生产者与消费者”的问题

要解决该问题,就必须让生产者线程在缓冲区满时等待(wait),暂停进入阻塞状态,等到下次消费者消耗了缓冲区中的数据的时候,通知(notify)正在等待的线程恢复到就绪状态,重新开始往缓冲区添加数据。反之亦然

线程生命周期

一、站在线程的角度上:5种

1、新建:创建了线程对象,还未start

2、就绪:已启动,并且可被CPU调度

3、运行:正在被调度

4、阻塞:遇到了:sleep(),wait(),wait(time),其它线程的join(),join(time),suspend(),锁被其他线程占用等

  解除阻塞回到就绪状态:sleep()时间,notify(),wait的时间到,加塞的线程结束,加塞的时间到,resume(),其他占用锁的线程释放了锁等。

5、死亡:run()正常结束,遇到了未处理的异常或错误,stop()

注意:

程序只能对新建状态的线程调用start(),并且只能调用一次,如果对非新建状态的线程,如已启动的线程或已死亡的线程调用start()都会报错IllegalThreadStateException异常。

二、站在代码的角度上6种

在java.lang.Thread.State的枚举类中这样定义

public enum State {
  NEW,
  RUNNABLE,
  BLOCKED,
  WAITING,
  TIMED_WAITING,
  TERMINATED;
}

1、新建NEW:创建了线程对象,还未start

2、可运行RUNNABLE:可以被CPU调度,或者正在被调度

3、阻塞BLOCKED:等待锁

4、等待WAITING:wait(),join()等没有设置时间的,必须等notify(),或加塞的线程结束才能恢复

5、有时间等待TIMED_WAITING:sleep(time),wait(time),join(time)等有时间的阻塞,等时间到了恢复,或被interrupt也会恢复

6、终止TERMINATED:run()正常结束,遇到了未处理的异常或错误,stop()

释放锁操作与死锁

任何线程进入同步代码块、同步大发幸运飞艇方法 之前,必须先获得对同步监视器的锁定,那么何时会释放对同步监视器的锁定呢?

1、释放锁的操作

当前线程的同步大发幸运飞艇方法 、同步代码块执行结束

当前线程在同步代码块、同步大发幸运飞艇方法 中出现了未处理的Error或Exception,导致当前线程异常结束。

当前线程在同步代码块、同步大发幸运飞艇方法 中执行了锁对象的wait()大发幸运飞艇方法 ,当前线程被挂起,并释放锁。

2、不会释放锁的操作

线程执行同步代码块或同步大发幸运飞艇方法 时,程序调用Thread.sleep()、Thread.yield()大发幸运飞艇方法 暂停当前线程的执行。

线程执行同步代码块时,其他线程调用了该线程的suspend()大发幸运飞艇方法 将该线程挂起,该线程不会释放锁(同步监视器)。应尽量避免使用suspend()和resume()这样的过时来控制线程。

3、死锁

不同的线程分别锁住对方需要的同步监视器对象不释放,都在等待对方先放弃时就形成了线程的死锁。一旦出现死锁,整个程序既不会发生异常,也不会给出任何提示,只是所有线程处于阻塞状态,无法继续。

 

posted @ 2019-12-02 18:28  远离颠倒梦想  阅读(...)  评论(... 编辑 收藏