【Java基础】多线程(详细内容总结)

it2022-05-06  9

文章目录

一、线程线程 vs 进程1、联系2、区别 二、多线程1、为什么会有多线程2、怎么使用多线程2.1 生命周期2.2 线程的创建和启动1、继承 Thread2、实现Runnable接口3、使用Callable和Future创建线程(有返回值,可抛异常) 2.3 控制线程1、join线程2、后台线程(setDaemon)3、线程睡眠(sleep-阻塞状态)4、线程让步(yield-就绪状态)5、改变线程优先级 2.4 线程同步(安全) 3、其他3.1 线程通信3.2 线程组和未处理的异常3.3 线程池3.4 线程相关类

一、线程

线程 vs 进程

1、联系

线程 – 进程

线程是进程的组成部分,一个进程可以拥有多个线程,一个线程必须有一个父进程线程可以拥有自己的堆栈、程序设计器、局部变量,但不拥有系统资源,与父进程的其他线程共享该进程所拥有的全部资源

线程 – 线程

独立运行,它并不知道进程中是否还有其他线程存在执行是抢占式(当前运行的线程在任何时候都可能被挂起,以便另一个线程可以运行)

2、区别

进程

操作系统支持同时运行多个任务,每个任务(程序)就是进程处于运行过程中的程序,具有一定的独立功能(独立性、动态性、并发性)系统进行资源分配和调度的一个独立单位

线程

当一个程序运行时,内部可能包含多个顺序执行流,每个顺序执行流就是一个线程

二、多线程

1、为什么会有多线程

单线程

程序的功能有限,不能满足不同客户端之间互不干扰的要求

多线程

共享内存:进程间不能,线程间很容易效率:系统创建进程时需要为该进程重新分配系统资源,线程数据可共享(进程代码块、进程的共有数据…),因此多线程的多任务并发比多进程效率高编程难度:Java语言内置了多线程功能支持,不是单纯地作为底层操作系统的调度方式,因此简化了Java的多线程编程

2、怎么使用多线程

2.1 生命周期

状态转换图 详细解释

2.2 线程的创建和启动

方法:

1、继承 Thread

步骤:

定义Thread类的子类,重写该类run方法创建Thread子类的实例(创建线程对象)调用线程对象的start()方法来启动该线程

用到的方法:

Thread.currentThread():返回当前正在执行的线程对象getName():返回调用该方法的线程名字 实例: public class FirstThread extends Thread { private int i; @Override public void run() { for (; i < 100; i++) { System.out.println(getName() + "" + i); } } public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "" + i); if (i == 20) { new FirstThread().start(); new FirstThread().start(); } } } }
2、实现Runnable接口

Runnable接口是函数式接口,可使用Lambda表达式创建Runnable对象

步骤

定义Runnable接口的实现类,重写该接口run方法创建Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象调用线程对象的start()方法来启动该线程

实例

public class SecondThread implements Runnable { private int i; @Override public void run() { for (; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); } } public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); if (i == 20) { SecondThread st = new SecondThread(); new Thread(st, "新线程1").start(); new Thread(st, "新线程2").start(); } } } }
3、使用Callable和Future创建线程(有返回值,可抛异常)

Future接口来代表Callable接口里call方法的返回值,并为Future接口提供了一个FutureTask实现类,该实现类实现了Future接口

步骤:

定义Callable接口的实现类,重写call方法使用FutureTask类来包装Callable对象(该FutureTask对象封装了该Callable对象的call方法的返回值)调用FutureTask对象的get方法来获得子线程执行结束后的返回值

实例:

public class ThirdThread { public static void main(String[] args) { FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>((Callable<Integer>) () -> { int i = 0; for (; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); } return i; }); for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); if (i == 20) { new Thread(task, "有返回值的线程").start(); } } try { System.out.println("子线程的返回值:" + task.get()); } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); } } }

对比:

2.3 控制线程

1、join线程

join 指一个线程等待另一个线程完成(当调用join方法,调用线程将被阻塞,直到join方法加入的join线程执行完为止)。常用于将大问题划分成许多小问题,每个小问题分配一个线程。当所有小问题得到处理后,再调用主进程来进一步操作。

实例

public class JoinThread extends Thread{ public JoinThread(String name){ super(name); } @Override public void run(){ for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(getName()+" "+ i ); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { new JoinThread("新线程:").start(); for (int i = 0; i < 100; i++) { if (i == 20) { JoinThread jt = new JoinThread("被join的线程"); jt.start(); jt.join(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); } } }
2、后台线程(setDaemon)

后台线程会为其他线程提供服务,比如我们常常接触到的JVM的垃圾回收线程。那么我们是怎么使用的呢? setDaemon(true) 可以将指定线程设置成后台线程,在start方法之前调用。当所有的前台线程死亡时,后台线程随之死亡。前台线程创建的子线程默认是前台线程,后台线程则对应的是后台线程。

3、线程睡眠(sleep-阻塞状态)

sleep 会暂停当前线程。暂停后,会给其他线程执行机会,不会理会优先级。而且抛出InterruptedException异常,调用sleep方法捕捉或抛出该异常。由于 sleep 具有更好的移植性,因此推荐使用。

4、线程让步(yield-就绪状态)

yield 会暂停当前线程。暂停后,只会给优先级相同,或优先级更高的线程执行机会,而且没有声明抛出任何异常。

5、改变线程优先级

用到的方法是 setPriority。它的范围是1-10,默认5。我们需要知道子线程默认的优先级与父类相同。

2.4 线程同步(安全)

为什么要有线程同步?这是因为线程调度不稳定,程序可能出现错误。

那么我们应该如何解决这一问题呢?

可以使用同步监视器(synchronized),主要用于同步代码块或者同步方法,此外,还可以用 lock。 可能产生的问题:这个时候我们就不得不考虑死锁的问题,死锁的产生是因为两个线程相互等待对方释放同步监视器,死锁的特征是一旦出现死锁,程序没有异常,没有提示,这时所有线程处于阻塞状态,无法继续。

3、其他

3.1 线程通信

3.2 线程组和未处理的异常

3.3 线程池

3.4 线程相关类


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