Java線程知識深刻解析(1)

通常來講,咱們把正在計算機中執行的程序叫作"進程"(Process) ,而不將其稱爲程序(Program)。所謂"線程"(Thread),是"進程"中某個單一順序的控制流。新興的操做系統,如Mac,Windows NT,Windows 95等,大多采用多線程的概念,把線 程視爲基本執行單位。線程也是Java中的至關重要的組成部分之一。

甚至最簡單的Applet也是由多個線程來完成的。在Java中,任何一個Applet的paint()和update()方法都是由AWT(Abstract Window Toolkit)繪圖與事件處理線程調用的,而Applet 主要的里程碑方法——init(),start(),stop()和destory() ——是由執行該Applet的應用調用的。

單線程的概念沒有什麼新的地方,真正有趣的是在一個程序中同時使用多個線程來完成不一樣的任務。某些地方用輕量進程(Lightweig ht Process)來代替線程,線程與真正進程的類似性在於它們都是單一順序控制流。然而線程被認爲輕量是因爲它運行於整個程序的上下文內,能使用整個程序共有的資源和程序環境。

做爲單一順序控制流,在運行的程序內線程必須擁有一些資源做爲必要的開銷。例如,必須有執行堆棧和程序計數器在線程內執行的代碼只在它的上下文中起做用,所以某些地方用"執行上下文"來代替"線程"。

線程屬性

爲了正確有效地使用線程,必須理解線程的各個方面並瞭解Java 實時系統。必須知道如何提供線程體、線程的生命週期、實時系統如何調度線程、線程組、什麼是幽靈線程(Demo nThread)。

(1)線程體

全部的操做都發生在線程體中,在Java中線程體是從Thread類繼承的run()方法,或實現Runnable接口的類中的run()方法。當線程產生並初始化後,實時系統調用它的run()方法。run()方法內的代碼實現所產生線程的行爲,它是線程的主要部
分。

(2)線程狀態

附圖表示了線程在它的生命週期內的任什麼時候刻所能處的狀態以及引發狀態改變的方法。這圖並非完整的有限狀態圖,但基本歸納了線程中比較感興趣和廣泛的方面。如下討論有關線程生命週期以此爲據。

●新線程態(New Thread)

產生一個Thread對象就生成一個新線程。當線程處於"新線程"狀態時,僅僅是一個空線程對象,它尚未分配到系統資源。所以只能啓動或終止它。任何其餘操做都會引起異常。

●可運行態(Runnable)

start()方法產生運行線程所必須的資源,調度線程執行,而且調用線程的run ()方法。在這時線程處於可運行態。該狀態不稱爲運行態是由於這時的線程並不老是一直佔用處理機。特別是對於只有一個處理機的PC而言,任什麼時候刻只能有一個處於可運行態的線程佔用處理 機。Java經過調度來實現多線程對處理機的共享。

●非運行態(Not Runnable)

當如下事件發生時,線程進入非運行態。
①suspend()方法被調用;
②sleep()方法被調用;
③線程使用wait()來等待條件變量;
④線程處於I/O等待

●死亡態(Dead)

當run()方法返回,或別的線程調用stop()方法,線程進入死亡態 。一般Applet使用它的stop()方法來終止它產生的全部線程。

(3)線程優先級

雖然咱們說線程是併發運行的。然而事實經常並不是如此。正如前面談到的,當系統中只有一個CPU時,以某種順序在單CPU狀況下執行多線程被稱爲調度(scheduling)。Java採用的是一種簡單、固定的調度法,即固定優先級調度。這種算法是根據處於可運行態線程的相對優先級來實行調度。當線程產生時,它繼承原線程的優先級。在須要時可對優先級進行修改。在任什麼時候刻,若是有多條線程等待運行, 系統選擇優先級最高的可運行線程運行。只有當它中止、自動放棄、或因爲某種緣由成爲非運行態低優先級的線程才能運行。若是兩個線程具備相同的優先級,它
們將被交替地運行。

Java實時系統的線程調度算法仍是強制性的,在任什麼時候刻,若是一個比其餘線程優先級都高的線程的狀態變爲可運行態,實時系統將選擇該線程來運行。

(4)幽靈線程

任何一個Java線程都能成爲幽靈線程。它是做爲運行於同一個進程內的對象和線程的服務提供者。例如,HotJava瀏覽器有一個稱爲" 後臺圖片閱讀器"的幽靈線程,它爲須要圖片的對象和線程從文件系統或網絡讀入圖片。幽靈線程是應用中典型的獨立線程。它爲同一應用中的其餘對象和線程提供服務。幽靈線程的run()方法通常都是無限循環,等待服務請求。

(5)線程組

每一個Java線程都是某個線程組的成員。線程組提供一種機制,使得多個線程集於一個對象內,能對它們實行總體操做。譬如,你能用一個方法調用來啓動或掛起組內的全部線程。Java線程組由ThreadGroup類實現。當線程產生時,能夠指定線程組或由實時系統將其放入某個缺省的線程組內。線程只能屬於一個線程組,而且當線程產生後不能改變它所屬的線程組。