Java多线程学习笔记
线程的生命周期及五种基本状态
Java线程具有五中基本状态
线程和进程一样分为五个阶段:创建、就绪、运行、阻塞、终止。
新建状态(New):当线程对象对创建后,即进入了新建状态,如:Thread t = new MyThread();
就绪状态(Runnable):当调用线程对象的start()方法(t.start();),线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程,只是说明此线程已经做好了准备,随时等待CPU调度执行,并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行;
运行状态(Running):当CPU开始调度处于就绪状态的线程时,此时线程才得以真正执行,即进入到运行状态。注:就 绪状态是进入到运行状态的唯一入口,也就是说,线程要想进入运行状态执行,首先必须处于就绪状态中;
阻塞状态(Blocked):处于运行状态中的线程由于某种原因,暂时放弃对CPU的使用权,停止执行,此时进入阻塞状态,直到其进入到就绪状态,才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同,阻塞状态又可以分为三种:
等待阻塞:运行状态中的线程执行wait()方法,使本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(因为锁被其它线程所占用),它会进入同步阻塞状态;
其他阻塞 – 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。
死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期
进程与线程
进程:每个进程都有独立的代码和数据空间(进程上下文),进程间的切换会有较大的开销,一个进程包含1–n个线程。(进程是资源分配的最小单位)
线程:同一类线程共享代码和数据空间,每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC),线程切换开销小。(线程是cpu调度的最小单位)
实现多线程
继承Thread类(java.lang.Thread)
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class MyTread extends Thread { private String str;
public MyTread(String str) { this.str = str; }
public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(str + "运行:" + i + "-------当前线程:" + Thread.currentThread().getName()); try { sleep((int) Math.random() * 10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
public class Main { public static void main(String[] args) { MyTread mT1 = new MyTread("A"); MyTread mT2 = new MyTread("B"); System.out.println("当前线程:"+Thread.currentThread().getName()); mT1.start(); mT2.start(); } }
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运行结果:
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| 当前线程:main A运行:0-------当前线程:Thread-0 B运行:0-------当前线程:Thread-1 A运行:1-------当前线程:Thread-0 B运行:1-------当前线程:Thread-1 A运行:2-------当前线程:Thread-0 B运行:2-------当前线程:Thread-1 A运行:3-------当前线程:Thread-0 A运行:4-------当前线程:Thread-0 B运行:3-------当前线程:Thread-1 B运行:4-------当前线程:Thread-1
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再运行一次
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| 当前线程:main A运行:0-------当前线程:Thread-0 A运行:1-------当前线程:Thread-0 A运行:2-------当前线程:Thread-0 B运行:0-------当前线程:Thread-1 A运行:3-------当前线程:Thread-0 B运行:1-------当前线程:Thread-1 A运行:4-------当前线程:Thread-0 B运行:2-------当前线程:Thread-1 B运行:3-------当前线程:Thread-1 B运行:4-------当前线程:Thread-1
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结论:
- 当程序运行时,从
main()
进入,Java虚拟机启动一个进程,主线程main
在main()
中调用时被创建
随着调用两个MyTread
的star()
方法启动两个线程.
start()
方法调用后不是立即执行run()
中的代码,而是使该线程变为可运行态(Runnable),什么时候
执行是由操作系统决定.
- 从程序运行结果发现,线程是随机执行的。因此,只有无序执行的代码才有必要设计多线程
- 若
star()
重复,则抛出java.lang.IllegalThreadStateException
异常.
实现Runnable接口(java.lang.Runnable)
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class MyTread implements Runnable { private String str;
public MyTread(String str) { this.str = str; }
public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(str + "运行:" + i + "-------当前线程:" + Thread.currentThread().getName()); try { Thread.sleep((int) Math.random() * 10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public class Main {
public static void main(String[] args) { MyTread mT1 = new MyTread("A"); MyTread mT2 = new MyTread("B"); Thread t1 = new Thread(mT1); Thread t2 = new Thread(mT2); System.out.println("当前线程:"+Thread.currentThread().getName()); t1.start(); t2.start(); } }
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运行结果:
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| 当前线程:main A运行:0-------当前线程:Thread-0 B运行:0-------当前线程:Thread-1 A运行:1-------当前线程:Thread-0 B运行:1-------当前线程:Thread-1 A运行:2-------当前线程:Thread-0 A运行:3-------当前线程:Thread-0 A运行:4-------当前线程:Thread-0 B运行:2-------当前线程:Thread-1 B运行:3-------当前线程:Thread-1 B运行:4-------当前线程:Thread-1
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结论
MyThread
类通过实现Runnable
接口,让该类拥有多线程的特征.
run()
是多线程中的一个约定,所有多线程执行代码都在里面.
Thread
类实际上也实现了Runnable
接口.
- 在启动的多线程的时候,需要先通过
Thread
类的构造方法Thread(Runnable target)
构造出对象,
然后调用Thread
对象的start()
方法来运行多线程代码.
Runnable
定义的子类中没有start()
方法,只有Thread
类中才有,
也就是说可以通过Thread类来启动Runnable实现的多线程.
Thread和Runnable的区别
- 如果一个类继承
Thread
,则不适合资源共享。但是如果实现了Runable
接口的话,则很容易的实现资源共享.
- 增加程序的健壮性,代码可以被多个线程共享,代码和数据独立.
- 可以避免java中的单继承的限制.
- 线程池只能放入实现
Runable
或callable
类线程,不能直接放入继承Thread
的类.
通过Thread尝试实现资源共享
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| class MyThread extends Thread { private int conut =5; public void run(){ for(int i =1;i<10;i++){ if(this.conut>0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"输出---->"+(this.conut--)); } } } } public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread mT1 = new MyThread(); MyThread mT2 = new MyThread(); System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName()); mT1.start(); mT2.start(); } }
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结果:
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| 当前线程:main Thread-1输出---->5 Thread-1输出---->4 Thread-1输出---->3 Thread-1输出---->2 Thread-1输出---->1 Thread-0输出---->5 Thread-0输出---->4 Thread-0输出---->3 Thread-0输出---->2 Thread-0输出---->1
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通过Runnable实现共享资源
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class MyThread implements Runnable { private int conut =5; public void run(){ for(int i =1;i<5;i++){ if(this.conut>0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"输出---->"+(this.conut--)); } } } } public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread mT1 = new MyThread(); System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread().getName()); new Thread(mT1,"命名:线程1").start(); new Thread(mT1,"命名:线程2").start(); } }
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运行结果:
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| 当前线程:main 命名:线程1输出---->5 命名:线程1输出---->4 命名:线程1输出---->3 命名:线程1输出---->2 命名:线程2输出---->1
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结论:
main
方法其实也是一个线程。在java
中所以的线程都是同时启动的,至于什么时候,哪个先执行,完全看谁先得到CPU的资源
- 在
java
中,每次程序运行至少启动2个线程。一个是main
线程,一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类的时候,实际上都会启动一个JVM,每一个JVM实现就是在操作系统中启动了一个进程
线程调度
调整线程优先级:
线程具有优先级,优先级高的线程获得较多的运行机会
java
线程的优先级用整数表示,范围为1~10,Thread
类有以下三个静态常量:
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| static int MAX_PRIORITY static int MIN_PRIORITY static int NORM_PRIORITY
|
Thread
类的setPriority()
和getPriority()
方法来设置和获取线程的优先级
- 每个线程都有默认的优先级,主线程的默认优先级为
Thread.NORM_PRIORITY
- 线程的优先级有继承关系,比如线程A中创建了线程B,那么B和A具有相同的优先级
- JVM提供了10个线程优先级,但是与常见的操作系统都不能很好的映射,如果希望程序能够移植到各个操作系统中,
应该仅仅使用Thread
类有以下三个静态常量作为优先级,这样能保证同样的优先级采用了同样的调度方式
线程睡眠:
Thread.sleep(long millis)
方法,使线程转到阻塞状态
millis
参数设定睡眠的时间,以毫秒为单位
- 当睡眠结束后,就转为就绪
Runnable
状态
sleep()
具有良好平台移植性