Java第二十天

1. 1. 程序和進程

程序就是一堆靜態的代碼，存儲在硬盤上。程序若是不運行，本質就是一個文件。

程序一次運行產生進程，進程一直向前運行，直到進程結束。

1. 操做系統的發展

單任務操做系統:一段時間只能運行一個程序(任務)。CPU利用率很是低。

 

引入進程的概念

把程序的一次運行產生進程(內存空間、資源、程序的執行堆棧)

 

進程做爲操做系統分配資源的基本單位。

 

多任務操做系統

一臺電腦就一個CPU，多個任務輪流使用CPU，從宏觀上看，一段時間有多個任務正在運行。

從微觀上看，一個時間點只有一個任務在運行。

 

CPU時間片

多個進程經過CPU時間片輪轉實現多任務(進程)。把這種現象叫作併發操做

 

並行:

一個時間段，多個任務同時進行，多個CPU運行各自的進行。

 

線程的引入

解決實時性問題

 

1. 進程和線程區別

 

綜合性案例

 

1. 多線程實現

Thread 類位於java.lang中，表示進程中的執行線程。實現多線程有兩種方式
 

繼承Thread和實現Runnable接口實現多線程的優缺點

[1] 繼承Thread的線程類不能再繼承其餘類，實現Runnable接口的類還能夠繼承其餘類。

[2] 實現Runnable接口的線程類，可讓多個線程共享線程實現類的資源。

 

1. 線程的生命週期

新生狀態 用new關鍵字創建一個線程後，該線程對象就處於新生狀態。 處於新生狀態的線程有本身的內存空間，經過調用start()方法進入就緒狀態。   就緒狀態 處於就緒狀態線程具有了運行條件，但還沒分配到CPU，處於線程就緒隊列，等待系統爲其分配CPU。 當系統選定一個等待執行的線程後，它就會從就緒狀態進入執行狀態，該動做稱爲「CPU調度」。 運行狀態 在運行狀態的線程執行本身的run方法中代碼,直到等待某資源而阻塞或完成任何而死亡。 若是在給定的時間片內沒有執行結束，就會被系統給換下來回到等待執行狀態。 阻塞狀態 處於運行狀態的線程在某些狀況下，如執行了sleep(睡眠)方法，或等待I/O設備等資源，將讓出CPU並暫時中止本身運行，進入阻塞狀態。 在阻塞狀態的線程不能進入就緒隊列。只有當引發阻塞的緣由消除時，如睡眠時間已到，或等待的I/O設備空閒下來，線程便轉入就緒狀態，從新到就緒隊列中排隊等待，被系統選中後從原來中止的位置開始繼續執行。 死亡狀態 死亡狀態是線程生命週期中的最後一個階段。線程死亡的緣由有三個，一個是正常運行 的線程完成了它的所有工做；另外一個是線程被強制性地終止，如經過stop方法來終止一個 線程【不推薦使用】；三是線程拋出未捕獲的異常。

 

 

1. 線程經常使用方法
   1. [1]線程優先級

public static void main(String[] args) {                   System.out.println(Thread.MIN_PRIORITY);          System.out.println(Thread.MAX_PRIORITY);          System.out.println(Thread.NORM_PRIORITY);                   //主線程的優先級（默認優先級）          System.out.println(Thread.currentThread().getPriority());                            Thread01 t1 = new Thread01();          // 設置線程的優先級          t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);          t1.start();                            Thread01 t2 = new Thread01();          // 設置線程的優先級          t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);          t2.start();                        }

線程優先級高，被cpu調度的機率大，不表示必定先運行。

 

1. [2]isAlive

判斷線程是否處於活動狀態。

Thread01 t1 = new Thread01();          System.out.println(t1.isAlive());          // 設置線程的優先級          t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);          t1.start();          System.out.println(t1.isAlive());

線程調用start以後就處於活動狀態。

 

1. [3]join

調用該方法的線程強制執行，其它線程處於阻塞狀態，該線程執行完畢後，其它線程再執行

join稱爲線程的強制執行，有可能被外界中斷產生InterruptedException 中斷異常。

 

public class Test02 {      public static void main(String[] args){                   Thread02 t = new Thread02("線程A");          t.start();                   for (int i = 0; i < 5; i++) {                             if(i == 2) {                    try {                        t.join();                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }               }                             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->" + i);          }      } }

 

1. [4]sleep()

在指定的毫秒數內讓當前正在執行的線程休眠（暫停執行）。休眠的線程進入阻塞狀態。

public static void main(String[] args) {                 Thread03 t = new Thread03("線程A");         t.start();                 Thread mainThread = Thread.currentThread();         System.out.println(mainThread.getName()+"即將進入休眠");         try {             Thread.sleep(5000);         } catch (InterruptedException e) {             e.printStackTrace();         }                 // 中斷線程         t.interrupt();                 System.out.println(mainThread.getName()+"休眠完成");     }

 

1. [5] yield()

public static void main(String[] args) {            Thread mainThread = Thread.currentThread();            Thread04 t = new Thread04("線程A");          t.start();                     for (int i = 0; i < 5; i++) {               if (i == 2) {                    // yield 使當前禮讓一次                    Thread.yield();               }               System.out.println(mainThread.getName() + "->" + i);          }      }

 

A hint to the scheduler that the current thread is willing to yield its current use of a processor. The scheduler is free to ignore this hint.

 

當前線程給cpu調度器一個暗示，暗示其想禮讓一次其擁有的cpu，CPU調度者也能夠狐狸此次暗示。此時當前線程進入就緒狀態。

 

[6] 線程的終止。

目前而言，不推薦使用stop直接終止線程。用interrupt()方法去中斷正在執行的線程，而在線程內部必定要寫捕獲中斷的異常。經過異常處理機制正常結束線程。

 

1. 線程的安全問題(線程同步)

線程在執行過程當中，經過cpu的調度，執行軌跡不肯定，對共享資源的訪問很容易形成數據的錯誤。咱們稱這個錯亂稱爲線程安全問題。

 

1. 同步概念

原子性操做:一個操做要麼一次性作完，要麼根本不開始，不存在中間狀態。

案例:ATM取現操做

 

同步就是讓操做保持原子性！java提供兩種方式實現同步。

1. 同步代碼塊

把全部的同步操做放到同步代碼塊中，

synchronized (mutex) {    // .. . }

 

mutex 稱爲互斥鎖/同步鎖。對共享資源進行加鎖實現同步。通常用共享資源做爲同步鎖，也稱同步監視器。

public class MyRun implements Runnable {           // 共享資源      private int count = 5;        @Override      public void run() {          // 模擬一個窗口5我的          for (int i = 0; i < 5; i++) {               // 同步代碼塊               // mutex 互斥鎖               synchronized (this) {                    if (count > 0) {                                               try {                             Thread.sleep(3000);                             count--;                        } catch (InterruptedException e) {                             e.printStackTrace();                        }                                               System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"賣出一張票，還剩" + count + "張票");                    }               }          }      } }

 

總結

synchronized(obj){}中的obj稱爲同步監視器

同步代碼塊中同步監視器能夠是任何對象，可是推薦使用共享資源做爲同步監視器

 

1. 同步方法

若是同步代碼(原子性)不少，能夠考慮使用同步方法。

把普通方法用 synchronized 修飾，同步方法的同步監視器是this。

public class MyRun implements Runnable {         // 共享資源     private int count = 5;       @Override     public void run() {         // 模擬一個窗口5我的         for (int i = 0; i < 5; i++) {                         this.saleTicket();                     }     }         // 同步方法默認對this加鎖     private synchronized void saleTicket() {         if (count > 0) {                         try {                 Thread.sleep(3000);                 count--;             } catch (InterruptedException e) {                 e.printStackTrace();             }                         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"賣出一張票，還剩" + count + "張票");         }     }

 

1. 死鎖(C)

線程t1，擁有A資源，再次申請B資源，線程t2,擁有B資源，再申請A資源，t1由於沒有申請到B資源而進入阻塞；t2由於沒有申請到A資源進入阻塞。此時兩個線程都處於阻塞狀態而不能正常結束，而此時cpu空轉，這種狀況稱爲死鎖。