Java学习笔记【十三、多线程编程】
概念
Java 给多线程编程提供了内置的支持。一个多线程程序包含两个或多个能并发运行的部分。程序的每一部分都称作一个线程,并且每个线程定义了一个独立的执行路径。
多线程是多任务的一种特别的形式,但多线程使用了更小的资源开销。
这里定义和线程相关的另一个术语 - 进程:一个进程包括由操作系统分配的内存空间,包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在,它必须是进程的一部分。一个进程一直运行,直到所有的非守候线程都结束运行后才能结束。
多线程能满足程序员编写高效率的程序来达到充分利用 CPU 的目的。
线程的生命周期
新建状态【new】:
使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后,该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。
就绪状态【start】:
当线程对象调用了start()方法之后,该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中,要等待JVM里线程调度器的调度。
运行状态【run】:
如果就绪状态的线程获取 CPU 资源,就可以执行 run(),此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂,它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。
阻塞状态【wait、synchronized、join、sleep、suspend】:
如果一个线程执行了sleep(睡眠)、suspend(挂起)等方法,失去所占用资源之后,该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种:
等待阻塞:运行状态中的线程执行 wait() 方法,使线程进入到等待阻塞状态。
同步阻塞:线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
其他阻塞:通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时,线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时,join() 等待线程终止或超时,或者 I/O 处理完毕,线程重新转入就绪状态。
死亡状态【stop、destroy】:
一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时,该线程就切换到终止状态。
优先级
每一个 Java 线程都有一个优先级,这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。
Java 线程的优先级是一个整数,其取值范围是 1 (Thread.MIN_PRIORITY ) - 10 (Thread.MAX_PRIORITY )。
默认情况下,每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY(5)。
具有较高优先级的线程对程序更重要,并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是,线程优先级不能保证线程执行的顺序,而且非常依赖于平台。
实现
- 【最常用,可继承别的父类,实例可复用】实现Runnable接口,实现Run方法,用Tread.start启动 class RunnableDemo implements Runnable new Thread(runnableDemo).start();
- 集成Thread类,实现Run方法、直接Start执行 class ThreadDemo extends Thread
- 实现Callable接口,使用Future拿到返回值 public class CallableThreadTest implements Callable FutureTask ft = new FutureTask<>(ctt);
区别
- Runnable和Callable 实现后都可以继承其他类,但获取当前线程需要使用Thread.currentThread()方法获取
- 继承了Thread类,获取当前线程使用this即可
- Runnable不能获取返回值,Callable可以
Runnable【最常用】
package ThreadDemo;
public class RunnableDemo implements Runnable {
Thread t;
String name;
public RunnableDemo(String name){
this.name=name;
System.out.println("RunnableDemo "+this.name+" Created!");
}
public void run() {
System.out.println("RunnableDemo "+this.name+" Run!");
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println("RunnableDemo "+this.name+" excuted!["+i+"]");
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("RunnableDemo "+this.name+" Completed!");
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
RunnableDemo r1 = new RunnableDemo("demo1");
new Thread(r1).start();
RunnableDemo r2 = new RunnableDemo("demo2");
new Thread(r2).start();
}
}
Thread
package ThreadDemo;
public class ThreadDemo extends Thread{
String name;
public ThreadDemo(String name){
this.name=name;
System.out.println("ThreadDemo "+this.name+" Created!");
}
public void run(){
System.out.println("ThreadDemo "+this.name+" Run!");
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println("ThreadDemo "+this.name+" excuted!["+i+"]");
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("ThreadDemo "+this.name+" Completed!");
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
ThreadDemo td1 = new ThreadDemo("ThreadDemo1");
td1.start();
ThreadDemo td2 = new ThreadDemo("ThreadDemo2");
td2.start();
}
}
Callable & FutureTask
package ThreadDemo;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
public class CallableAndFutureTask implements Callable<Integer>{
public static void main(String[] args) {
CallableAndFutureTask ct = new CallableAndFutureTask();
FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(ct);
Thread t = new Thread(ft);
t.start();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println("main Thread executint");
try {
System.out.println("Thread execute completed,result is:"+ft.get());
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
@Override
//泛型为包装类型,返回一个Integer结果
public Integer call() throws Exception {
Thread.sleep(3000);
int sum=0;
for(int i=0;i<30;i++){
sum+=i;
}
return sum;
}
}
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