java 多線程

最近開始研究多線程，記錄一下本身瞭解的知識，歡迎大神們拍板磚。

進程、線程、併發執行

進程、線程、併發執行的概念：

　 通常來講，當運行一個應用程序的時候，就啓動了一個進程，固然有些會啓動多個進程。啓動進程的時候，操做系統會爲進程分配資源，其中最主要的資源是內存空間，由於程序是在內存中運行的。

在進程中，有些程序流程塊是能夠亂序執行的，而且這個代碼塊能夠同時被屢次執行。實際上，這樣的代碼塊就是線程體。線程是進程中亂序執行的代碼流程。當多個線程同時運行的時候，這樣的執行模式成爲併發執行。

舉個例子來講明進程和線程之間的區別和聯繫：

這副圖是一個雙向多車道的道路圖，假如咱們把整條道路當作是一個「進程」的話，那麼圖中由白色虛線分隔開來的各個車道就是進程中的各個「線程」了。

1.這些線程（車道）共享了進程（道路）的公共資源（土地資源）。

2.這些線程（車道）必須依賴於進程（道路），也就是說，線程不能脫離於進程而存在（就像離開了道路，車道也就沒有意義了）。

3.這些線程（車道）之間能夠併發執行（各個車道你走你的，我走個人），也能夠互相同步（某些車道在交通燈亮時禁止繼續前行或轉彎，必須等待其它車道的車輛通行完畢）。

4.這些線程（車道）之間依靠代碼邏輯（交通燈）來控制運行，一旦代碼邏輯控制有誤（死鎖，多個線程同時競爭惟一資源），那麼線程將陷入混亂，無序之中。

5.這些線程（車道）之間誰先運行是未知的，只有在線程恰好被分配到CPU時間片（交通燈變化）的那一刻才能知道。

JVM與多線程

Java編寫的程序都運行在Java虛擬機（JVM）中，在JVM的內部，程序的多任務是經過線程來實現的。

每用java命令啓動一個java應用程序，就會啓動一個JVM進程。在同一個JVM進程中，有且只有一個進程，就是它本身。在這個JVM環境中，全部程序代碼的運行都是以線程來運行的。JVM找到程序的入口點main（），而後運行main（）方法，這樣就產生了一個線程，這個線程稱之爲主線程。當main方法結束後，主線程運行完成。JVM進程也隨即退出。

操做系統將進程線程進行管理，輪流（沒有固定的順序）分配每一個進程很短的一段時間（不必定是均分），而後在每一個進程內部，程序代碼本身處理該進程內部線程的時間分配，多個線程之間相互的切換去執行，這個切換時間也是很是短的。

Java語言對多線程的支持

Java語言對多線程的支持經過類Thread和接口Runnable來實現。這裏就很少說了。這裏重點強調兩個地方：

// 主線程其它代碼段
ThreadClass subThread = new ThreadClass();
subThread.start();
// 主線程其它代碼段
subThread.sleep(1000);

有人認爲如下的代碼在調用start（）方法後，確定是先啓動子線程，而後主線程繼續執行。在調用sleep（）方法後CPU什麼都不作，就在那裏等待休眠的時間結束。實際上這種理解是錯誤的。由於：

1.start（）方法的調用後並非當即執行多線程代碼，而是使得該線程變爲可運行態（Runnable），何時運行是由操做系統決定的。

2.Thread.sleep（）方法調用目的是不讓當前線程獨自霸佔該進程所獲取的CPU資源，以留出必定時間給其餘線程執行的機會（也就是靠內部本身協調）。

線程的狀態切換

因爲線程什麼時候執行是未知的，只有在CPU爲線程分配到時間片時，線程才能真正執行。在線程執行的過程當中，由可能會由於各類各樣的緣由而暫停（就像前面所舉的例子同樣：汽車只有在交通燈變綠的時候纔可以通行，並且在行駛的過程當中可能會出現塞車，等待其它車輛通行或轉彎的情況）。

這樣線程就有了「狀態」的概念，下面這副圖很好的反映了線程在不一樣狀況下的狀態變化。

*新建狀態（New）：*新建立了一個線程對象。

*就緒狀態（Runnable）：*線程對象建立後，其餘線程調用了該對象的start（）方法。該狀態的線程位於可運行線程池中，變得可運行，等待獲取CPU的使用權。

*運行狀態（Running）：*就緒狀態的線程獲取了CPU，執行程序代碼。

*阻塞狀態（Blocked）：*阻塞狀態是線程由於某種緣由放棄CPU使用權，暫時中止運行。直到線程進入就緒狀態，纔有機會轉到運行狀態。阻塞的狀況分三種：

等待阻塞：運行的線程執行wait（）方法，JVM會把該線程放入等待池中。

同步阻塞：運行的線程在獲取對象的同步鎖時，若該同步鎖被別的線程佔用，則JVM把該線程放入鎖。

其餘阻塞：運行的線程執行sleep（）或join（）方法，或者發出了I/O請求時，JVM會把該線程置爲阻塞狀態。當sleep（）狀態超時、join（）等待線程終止或者超時、或者I/O處理完畢時，線程從新轉入就緒狀態。

*死亡狀態（Dead）：*線程執行完了或者因異常退出了run（）方法，該線程結束生命週期。

Java中線程的調度API

Java中關於線程調度的API最主要的有下面幾個：

1.線程睡眠：Thread.sleep（long millis）方法

2.線程等待：Object類中的wait（）方法

3，線程讓步：Thread.yield（） 方法

4.線程加入：join（）方法

5.線程喚醒：Object類中的notify（）方法

關於這幾個方法的詳細應用，能夠參考SUN的API。這裏我重點總結一下這幾個方法的區別和使用。

sleep方法與wait方法的區別：

sleep方法是靜態方法，wait方法是非靜態方法。 sleep方法在時間到後會本身「醒來」，但wait不能，必須由其它線程經過notify（All）方法讓它「醒來」。 sleep方法一般用在不須要等待資源狀況下的阻塞，像等待線程、數據庫鏈接的狀況通常用wait。 sleep/wait與yeld方法的區別：調用sleep或wait方法後，線程即進入block狀態，而調用yeld方法後，線程進入runnable狀態。

wait與join方法的區別：

wait方法體現了線程之間的互斥關係，而join方法體現了線程之間的同步關係。 wait方法必須由其它線程來解鎖，而join方法不須要，只要被等待線程執行完畢，當前線程自動變爲就緒。 join方法的一個用途就是讓子線程在完成業務邏輯執行以前，主線程一直等待直到全部子線程執行完畢。 經過上面的介紹相信同窗們對java裏面的多線程已經有了基本的瞭解和認識。其實多線程編程並無你們想象中的那麼難，只要在實際的學習，工做當中不斷的加以練習和使用，相信你們很快就能掌握其中的奧妙，從而編寫出賞心悅目的java程序。