Java 高級 --- 多線程快速入門

時間 2019-12-12

標籤 java 高級多線程快速入門欄目 Java 简体版

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多線程快速入門

一、線程與進程區別

每一個正在系統上運行的程序都是一個進程。每一個進程包含一到多個線程。線程是一組指令的集合，或者是程序的特殊段，它能夠在程序裏獨立執行。因此線程基本上是輕量級的進程，它負責在單個程序裏執行多任務。一般由操做系統負責多個線程的調度和執行。github
使用線程能夠把佔據時間長的程序中的任務放到後臺去處理，程序的運行速度可能加快，在一些等待的任務實現上如用戶輸入、文件讀寫和網絡收發數據等，線程就比較有用了。在這種狀況下能夠釋放一些珍貴的資源如內存佔用等等。數據庫
若是有大量的線程,會影響性能，由於操做系統須要在它們之間切換，更多的線程須要更多的內存空間，線程的停止須要考慮其對程序運行的影響。一般塊模型數據是在多個線程間共享的，須要防止線程死鎖狀況的發生。api
總結:進程是全部線程的集合，每個線程是進程中的一條執行路徑。

二、爲何要使用多線程？

（1）、使用多線程能夠減小程序的響應時間。單線程若是遇到等待或阻塞，將會致使程序不響應鼠標鍵盤等操做，使用多線程能夠解決此問題，加強程序的交互性。網絡
（2）、與進程相比，線程的建立和切換開銷更小，由於線程共享代碼段、數據段等內存空間。多線程
（3）、多核CPU，多核計算機自己就具備執行多線程的能力，若是使用單個線程，將沒法重複利用計算資源，形成資源的巨大浪費。ide
（4）、多線程能夠簡化程序的結構，使程序便於維護，一個很是複雜的進程能夠分爲多個線程執行。函數

三、多線程應用場景？

答:主要能體現到多線程提升程序效率。
舉例: 迅雷多線程下載、數據庫鏈接池、分批發送短信等。

四、多線程建立方式

第一種、繼承Thread類重寫run方法

class CreateThread extends Thread {
    // run方法中編寫 多線程須要執行的代碼
    publicvoid run() {
        for (inti = 0; i< 10; i++) {
            System.out.println("i:" + i);
        }
    }
}
publicclass ThreadDemo {

    publicstaticvoid main(String[] args) {
        System.out.println("-----多線程建立開始-----");
        // 1.建立一個線程
        CreateThread createThread = new CreateThread();
        // 2.開始執行線程 注意 開啓線程不是調用run方法，而是start方法
        System.out.println("-----多線程建立啓動-----");
        createThread.start();
        System.out.println("-----多線程建立結束-----");
    }

}

調用start方法後，代碼並無從上往下執行，而是有一條新的執行分支性能
注意：畫圖演示多線程不一樣執行路徑。

第二種、實現Runnable接口,重寫run方法

class CreateRunnable implements Runnable {

    @Override
    publicvoid run() {
        for (inti = 0; i< 10; i++) {
            System.out.println("i:" + i);
        }
    }

}
publicclass ThreadDemo2 {
    publicstaticvoid main(String[] args) {
        System.out.println("-----多線程建立開始-----");
        // 1.建立一個線程
        CreateRunnable createThread = new CreateRunnable();
        // 2.開始執行線程 注意 開啓線程不是調用run方法，而是start方法
        System.out.println("-----多線程建立啓動-----");
        Thread thread = new Thread(createThread);
        thread.start();
        System.out.println("-----多線程建立結束-----");
    }
}

第三種、使用匿名內部類方式

System.out.println("-----多線程建立開始-----");
         Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i< 10; i++) {
                    System.out.println("i:" + i);
                }
            }
        });
         thread.start();
         System.out.println("-----多線程建立結束-----");

五、使用繼承Thread類仍是使用實現Runnable接口好？

使用實現實現Runnable接口好，緣由實現了接口還能夠繼續繼承，繼承了類不能再繼承。

六、啓動線程是使用調用start方法仍是run方法？

開始執行線程注意開啓線程不是調用run方法，而是start方法調用run知識使用實例調用方法。

七、獲取線程對象以及名稱

經常使用線程api方法
start()	啓動線程
currentThread()	獲取當前線程對象
getID()	獲取當前線程ID Thread-編號該編號從0開始
getName()	獲取當前線程名稱
sleep(long mill)	休眠線程
Stop（）	中止線程,
經常使用線程構造函數
Thread（）	分配一個新的 Thread 對象
Thread（String name）	分配一個新的 Thread對象，具備指定的 name正如其名。
Thread（Runable r）	分配一個新的 Thread對象
Thread（Runable r, String name）	分配一個新的 Thread對象

八、守護線程

Java中有兩種線程，一種是用戶線程，另外一種是守護線程。
用戶線程是指用戶自定義建立的線程，主線程中止，用戶線程不會中止
守護線程當進程不存在或主線程中止，守護線程也會被中止。
使用setDaemon(true)方法設置爲守護線程

public class DaemonThread {

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception
                    }
                    System.out.println("我是子線程...");
                }
            }
        });
        thread.setDaemon(true);
        thread.start();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (Exception e) {

            }
            System.out.println("我是主線程");
        }
        System.out.println("主線程執行完畢!");
    }

}

九、多線程運行狀態

線程從建立、運行到結束老是處於下面五個狀態之一：新建狀態、就緒狀態、運行狀態、阻塞狀態及死亡狀態

新建狀態

當用new操做符建立一個線程時，例如new Thread(r)，線程尚未開始運行，此時線程處在新建狀態。當一個線程處於新生狀態時，程序尚未開始運行線程中的代碼

就緒狀態

一個新建立的線程並不自動開始運行，要執行線程，必須調用線程的start()方法。當線程對象調用start()方法即啓動了線程，start()方法建立線程運行的系統資源，並調度線程運行run()方法。當start()方法返回後，線程就處於就緒狀態。
處於就緒狀態的線程並不必定當即運行run()方法，線程還必須同其餘線程競爭CPU時間，只有得到CPU時間才能夠運行線程。由於在單CPU的計算機系統中，不可能同時運行多個線程，一個時刻僅有一個線程處於運行狀態。所以此時可能有多個線程處於就緒狀態。對多個處於就緒狀態的線程是由Java運行時系統的線程調度程序(thread scheduler)來調度的。

運行狀態

當線程得到CPU時間後，它才進入運行狀態，真正開始執行run()方法.
阻塞狀態線程運行過程當中，可能因爲各類緣由進入阻塞狀態:操作系統
```
1>線程經過調用sleep方法進入睡眠狀態；
  2>線程調用一個在I/O上被阻塞的操做，即該操做在輸入輸出操做完成以前不會返回到它的調用者；
```
3>線程試圖獲得一個鎖，而該鎖正被其餘線程持有；
4>線程在等待某個觸發條件；

死亡狀態

有兩個緣由會致使線程死亡：
- - 1) run方法正常退出而天然死亡，
- - 2) 一個未捕獲的異常終止了run方法而使線程猝死。
- 爲了肯定線程在當前是否存活着（就是要麼是可運行的，要麼是被阻塞了），須要使用isAlive方法。若是是可運行或被阻塞，這個方法返回true；若是線程仍舊是new狀態且不是可運行的，或者線程死亡了，則返回false.

join()方法做用

當在主線程當中執行到t1.join()方法時，就認爲主線程應該把執行權讓給t1

建立一個線程，子線程執行完畢後，主線程才能執行。

Thread t1 = new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (Exception e) {

                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "i:" + i);
                }
            }
        });
        t1.start();
        // 當在主線程當中執行到t1.join()方法時，就認爲主線程應該把執行權讓給t1
        t1.join();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (Exception e) {

            }
            System.out.println("main" + "i:" + i);
        }

優先級
現代操做系統基本採用時分的形式調度運行的線程，線程分配獲得的時間片的多少決定了線程使用處理器資源的多少，也對應了線程優先級這個概念。在JAVA線程中，經過一個int priority來控制優先級，範圍爲1-10，其中10最高，默認值爲5。下面是源碼（基於1.8）中關於priority的一些量和方法。

class PrioritytThread implements Runnable {

    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().toString() + "---i:" + i);
        }
    }
}
public class ThreadDemo4 {

    public static void main(String[] args) {
        PrioritytThread prioritytThread = new PrioritytThread();
        Thread t1 = new Thread(prioritytThread);
        Thread t2 = new Thread(prioritytThread);
        t1.start();
        // 注意設置了優先級， 不表明每次都必定會被執行。 只是CPU調度會有限分配
        t1.setPriority(10);
        t2.start();
        
    }

}

Yield方法

Thread.yield()方法的做用：暫停當前正在執行的線程，並執行其餘線程。（可能沒有效果）
yield()讓當前正在運行的線程回到可運行狀態，以容許具備相同優先級的其餘線程得到運行的機會。所以，使用yield()的目的是讓具備相同優先級的線程之間可以適當的輪換執行。可是，實際中沒法保證yield()達到讓步的目的，由於，讓步的線程可能被線程調度程序再次選中。
結論：大多數狀況下，yield()將致使線程從運行狀態轉到可運行狀態，但有可能沒有效果。