Java线程

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多线程

一、概念

1、进程和线程的概念

  • 进程和线程都是操作系统中的概念，操作系统对进程和线程的严格定义是：进程是具有一定独立功能的程序，是系统进行资源分配和调度的独立单位。线程是进程的实体，是cpu调度和分配的基本单位。

2、进程与线程的关系

  • 一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程。
  • 同一进程的所有线程共享该进程的资源。
  • 线程在执行过程中，不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现数据同步。

3、线程的生命周期

  • 主要有创建，就绪，运行，阻塞，销毁几个状态，如图：

2、java与多线程

  • java为了提升程序性能，也引入了多线程概念，通过多线程，在一些场景能极大提升性能，实现线程主要有两种方式，一种继承Thread类，另一种实现Runable接口，
    2.1 继承Thread类型
  • 创建线程，可以通过继承Thread类并实现run()方法的形式，run()里面编写实际要运行的代码，运行时通过start（）方法将线程设为可运行态，并不是直接执行，具体调用还是要操作系统决定。
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    /**
 * 继承Thread
 */
public class TestThread extends Thread{

    private String threadName;

    public TestThread(String name){
        this.threadName=name;
    }

    @Override
    public void run(){
        System.out.print(threadName);
    }
}
2.2 实现Runnable接口
  • 线程类通过实现Runnable接口，实现run()方法，也能实现线程调用，和继承Thread类类似，如下：
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public class RunnableThread implements Runnable{

    private String threadName;

    public RunnableThread(String name){
        this.threadName=name;
    }

    @Override
    public void run(){
        System.out.println(threadName);
    }
}
2.3 详细的启动过程
  • 1、通过new创建一个线程对象
  • 2、调用线程对象的start()方法，使线程处理Runnable可运行状态，等待调用
  • 3、当被调用时，执行run()中的代码
  • 4、当线程因为原因在运行时放弃cpu调用时(比如被优先级高的线程抢占)，便会进入阻塞状态，当要继续运行时，需要重新进入可运行状态。
  • 5、执行完成，会进入销毁状态。

3、线程同步

  • 同一个进程的线程资源是共享的，当操作共享资源时，会存在问题，为了避免临界区造成的问题，线程之间需要进行同步，主要有下面几种同步方式
3.1、使用synchronized进行修饰
  • 在需要同步的方法面前加入synchronized进行修饰，synchronized会将对象锁住，能够保证在同一时刻只有一个线程访问，在调用方法之前，需要先获得内置锁，同时，除了修饰方法，还能修饰代码块
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public void synchronized saveMoney(){//todo somethind};
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synchronized(object){}; //修饰对象
3.2、使用Lock锁
  • 锁机制也能保证同一个时刻只能有一个线程进行访问,在在java.util.concurrent.locks包中有很多Lock的实现类，常用的有ReentrantLock可重入锁等
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    　Lock l = ...; //lock实现对象对象
l.lock();
try {
    //todo something
         } finally {
    l.unlock();
}
3.3 volatile
  • volatile主要保证了一个共享变量在多个线程访问的情况下，保证了共享变量的可见性，比如一个线程对变量进行了修改，另一个线程能同步到修改的值。

4、线程池

  • 在单个线程的使用中，频繁的创建销毁线程对象损耗较多的时间，影响系统性能，当有任务来时，临时创建性能也非常低效，节省了时间和效率。所以在多线程的开发中，尽量使用线程池的形式。
4.1、ThreadPoolExecutor
  • 使用ThreadPoolExecutor进行创建线程池,用法
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public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                          int maximumPoolSize,
                          long keepAliveTime,
                          TimeUnit unit,
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
}
  • corePoolSize是核心池的大小，maximumPoolSize最大线程数，keepAliveTime当没有任务时线程的存活时间，weekQueue阻塞队列，用来保存执行的任务，unit时间单位
  • 协作流程：线程优先向 CorePool 中提交；在 Corepool 满了之后，线程被提交到任务队列，等待线程池空闲；在任务队列满了之后 corePool 还没有空闲，那么任务将被提交到 maxPool 中，如果 MaxPool 满了之后执行 task 拒绝策略。

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