Java 多線程回顧

作java web開發，一直以來比較依賴java框架和oracle數據庫的功能。由於通常遇到高併發的狀況並很少，企業內軟件多半用戶數很少，即便偶爾遇到，也都在oracle數據庫中處理了。

對java的多線程開發，一直以來只有一個簡單的概念，沒有深刻使用理解過，但願此次利用網上的內容，可以回顧一下。

多線程相關概念

進程：一個內存中運行的應用程序，每一個進程都有本身獨立的一塊內存空間，一個進程中能夠啓動多個線程。好比在Windows系統中，一個運行的exe就是一個進程。

線程：進程中的一個執行流程，一個進程中能夠運行多個線程。好比java.exe進程中能夠運行不少線程。線程老是屬於某個進程，進程中的多個線程共享進程的內存。

操做系統中的進程是資源的組織單位。進程有一個包含了程序內容和數據的地址空間，以及其它的資源，包括打開的文件、子進程和信號處理器等。不一樣進程的地址空間是互相隔離的。而線程表示的是程序的執行流程，是CPU調度的基本單位。線程有本身的程序計數器、寄存器、棧和幀等。引入線程的動機在於操做系統中阻塞式I/O的存在。當一個線程所執行的I/O被阻塞的時候，同一進程中的其它線程可使用CPU來進行計算。這樣的話，就提升了應用的執行效率。線程的概念在主流的操做系統和編程語言中都獲得了支持。

線程與進程的區別：

• 地址空間: 進程內的一個執行單元;進程至少有一個線程，它們共享進程的地址空間;而進程有本身獨立的地址空間;

• 資源擁有: 進程是資源分配和擁有的單位,同一個進程內的線程共享進程的資源

• 線程是處理器調度的基本單位,但進程不是.

• 兩者都可併發執行.

線程相關的狀態以及轉換

線程共有下面4種狀態：

• 新建狀態（New）：新建立了一個線程對象，當你用new建立一個線程時，該線程還沒有運行。

• 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）：

  因爲run方法的正常退出而天然死亡;

  沒有捕獲到的異常事件終止了run方法的執行，從而致使線程忽然死亡

狀態之間的轉換能夠用下面的兩張圖來展現

多線程實現方法

• 繼承Thread類

  public class TestThread extends Thread { @Override public void run() { super.run(); for (int i = 0; i < 1000; i++) { System.out.println(「T-「 + i);

  try
            {
                Thread.sleep(800);
            } catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
  
        }
  
    }   }

• 實現Runnable接口

  public class TestRunnable implements Runnable {

  @Override
    public void run()
    {
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            System.out.println("R-" + i);
  
            try
            {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
  
        }
    }
  
    public static void main(String[] args)
    {
        Thread runnable = new Thread(new TestRunnable());
        Thread thread = new TestThread();
        thread.start();
        runnable.start();
    }   }

運行結果：

線程的分類

• 守護線程（daemon threads）

守護線程一般爲普通線程提供服務，它們一般有一個無限循環，等待服務請求或執行線程的任務，在沒有其餘的非守護線程運行時，守護線程將中止工做。即便你不建立任何線程，Java應用程序在默認狀況下建立多個線程。他們大可能是守護線程，主要用於處理任務，如垃圾收集或JMX。

守護線程的特色：

1. 優先級很是低

2. 只有當同一個程序的任何其餘線程正在運行時執行。

3. 當線程只剩下守護線程的時候，JVM就會退出.可是若是還有其餘的任意一個用戶線程還在，JVM就不會退出.

• 非守護線程 （non-daemon threads）或普通線程或用戶線程（user threads）

用戶線程和守護線程二者幾乎沒有區別，惟一的不一樣之處就在於虛擬機的離開：若是用戶線程已經所有退出運行了，只剩下守護線程存在了，虛擬機也就退出了。 由於沒有了被守護者，守護線程也就沒有工做可作了，也就沒有繼續運行程序的必要了

在JAVA中經過調方法Thread.setDaemon(true)將線程轉爲守護線程。但須要注意的有：

1. 但必須在調Thread.start()方法以前，由於一旦線程正在運行，你不能修改它的守護進程的狀態。

2. 在Daemon線程中產生的新線程也是Daemon的

3. 守護線程應該永遠不去訪問固有資源，如文件、數據庫，由於它會在任什麼時候候甚至在一個操做的中間發生中斷。

代碼示例：

public class DaemonThread
{

	public static void main(String[] args)
	{
		Thread thread = new Thread(new ThreadRunnable());
		thread.setDaemon(true);
		thread.start();

		try
		{
			Thread.sleep(750);
		} catch (InterruptedException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("Main Thread ending");
	}

}

class ThreadRunnable implements Runnable
{

	@Override
	public void run()
	{
		int count = 0;
		while (true)
		{
			System.out.println("Hello from Worker " + count++);
			try
			{
				Thread.sleep(350);
			} catch (InterruptedException e)
			{
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

運行結果：

Hello from Worker 0
Hello from Worker 1
Hello from Worker 2
Main Thread ending

從運行結果能夠看到，隨着主線程的結果，原本是無限循環的子線程，也跟着結束了，說明守護線程不會影響程序的結束。

線程狀態的轉換

線程的狀態轉換，主要是由sleep（）、wait（）、yeid（）、join（）等幾個方法來實現（stop()、interrupt()等方法貌似都有必定的問題，不是很推薦使用）。

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。