Java多线程机制

分类：菜鸟笔记作者：qq_51810428

目录

进程与线程

多线程 

主线程（main线程）

线程的创建和启动

线程的状态 

线程优先级 

线程调度 

          线程休眠

 线程的强制运行

线程的礼让

同步方法

同步代码块

进程与线程

        线程不是进程，但其行为很像进程，线程是比进程更小的执行单位，一个进程在其执行过程中，可以产生多个线程，形成多条执行线索，每条线索，即每个线程也有它自身的产生、存在和消亡的过程。

        和进程可以共享操作系统的资源类似，线程间也可以共享进程中的某些内存单元(包括代码与数据),并利用这些共享单元来实现数据交换、实时通信与必要的同步操作，但与进程不同的是，线程的中断与恢复可以更加节省系统的开销。

        具有多个线程的进程能更好地表达和解决现实世界的具体问题，多线程是计算机应用开发和程序设计的一项重要的实用技术。

        没有进程就不会有线程，就像没有操作系统就不会有进程一-样。尽管线程不是进程，但在许多方面它非常类似进程，通俗地讲,线程是运行在进程中的“小进程”。

多线程 

        如果在一个进程中同时运行了多个线程，用来完成不同的工作，则称之为“多线程”。多个线程交替占用CPU资源，而非真正的并行执行

多线程好处

        充分利用CPU的资源

        简化编程模型

        带来良好的用户体验

主线程（main线程）

        每个Java应用程序都有一个缺省的主线程。我们已经知道，Java 应用程序总是从主类的main方法开始执行。当JVM加载代码，发现main方法之后，就会启动一个线程，这个线程称为“主线程”(main线程)，该线程负责执行main方法。那么，在main方法的执行中再创建的线程，就称为程序中的其他线程。

        如果main方法中没有创建其他的线程，那么当main方法执行完最后一个语句，即main方法返回时，JVM就会结束我们的Java 应用程序。如果main方法中又创建了其他线程，那么JVM就要在主线程和其他线程之间轮流切换，保证每个线程都有机会使用CPU资源,main方法即使执行完最后的语句(主线程结束)，JVM也不会结束Java应用程序，JVM一直要等到Java应用程序中的所有线程都结束之后，才结束Java应用程序

线程的创建和启动

在Java中创建线程的两种方式

        继承java.lang.Thread类

        实现java.lang.Runnable接口

使用线程的步骤

1.定义线程

2.创建线程对象

3.启动线程

4.终止线程

继承Thread类创建线程

        定义MyThread类继承Thread类

        重写run()方法，编写线程执行体

        创建线程对象，调用start()方法启动线程

多个线程交替执行，不是真正的“并行” ；线程每次执行时长由分配的CPU时间片长度决定

package demo04;
//编写线程类的第一步：创建MyThread类，继承Thread类
public class MyThread extends Thread{
	//第二步：重写Thread类的中的run();
	@Override
	public void run() {
		//第三步：在run()方法中写你要运行的代码
		for (int i = 1; i <=10; i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
			
		}
	}
}

 

package demo04;

public class MyThreadTest {

	public static void main(String[] args) {
		// 创建线程类对象
		MyThread mt1 = new MyThread();
		MyThread mt2 = new MyThread();
		
		mt1.setName("线程A");
		mt2.setName("线程B");
		//启动线程要使用start()方法来启动线程，如果通过线程对象直接调用run()方法，那是由主线程来调用的，不是多线程的实现方式
//		mt1.run();
		
		mt1.start();
		mt2.start();
		
		
		

	}

}

实现Runnable接口创建线程

        定义MyRunnable类实现Runnable接口

        实现run()方法，编写线程执行体

        创建线程对象，调用start()方法启动线程

 

package demo05;

//第一步：创建线程类实现Runnable类接口
public class MyRunnable implements Runnable{
	
	//第二步：重写run()方法
	@Override
	public void run() {
		//第三步：在run()方法中定义要执行的代码
		for (int i = 1; i <=10; i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
		}
		
	}

}

package demo05;

public class MyRunnableTest {

	public static void main(String[] args) {
		// 创建线程类对象
		MyRunnable mr = new MyRunnable();
		//MyRunnable类中没有start()方法，其父类Object类中也没有start()方法，其实现的接口Runnable中只有run()方法，没有start()方法
		//mr.start();
		
		Thread t1 =  new Thread(mr,"排山倒海");
		Thread t2 = new Thread(mr,"降龙十八掌");
		
		t1.start();
		t2.start();

	}

}

 比较两种创建线程的方式

        继承Thread类 编写简单，可直接操作线程

        适用于单继承

实现Runnable接口

        避免单继承局限性

        便于共享资源 

 推荐使用实现Runnable接口方式创建线程

线程的状态 

线程优先级 

线程优先级由1~10表示，1最低，默认优先级为5

优先级高的线程获得CPU资源的概率较大，不能保证每一次优先级高的线程先获取CPU资源

 

线程调度 

线程调度指按照特定机制为多个线程分配CPU的使用权

方       法

 说       明

void setPriority(int  newPriority)

更改线程的优先级

static void sleep(long millis)

在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠

void join()

等待该线程终止

static void yield()

暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程

void interrupt()

中断线程

boolean isAlive()

测试线程是否处于活动状态

线程休眠

让线程暂时睡眠指定时长，线程进入阻塞状态 睡眠时间过后线程会再进入可运行状态

package demo02;

public class MyRunnable implements Runnable {

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 1; i <=10; i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
			if(i==5){
				try {
					Thread.sleep(5000);
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}

}
package demo02;
//通过线程睡眠来调度线程
public class MyRunnableTest {

	public static void main(String[] args) {
		MyRunnable mr = new MyRunnable();
		Thread t = new Thread(mr);
		
		t.start();

	}

}

 线程的强制运行

使当前线程暂停执行，等待其他线程结束后再继续执行本线程

public final void join()

public final void join(long mills)

public final void join(long mills,int nanos)

millis：以毫秒为单位的等待时长 nanos：要等待的附加纳秒时长

需处理InterruptedException异常 

package demo03;

public class MyRunnable implements Runnable {

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 1; i <=100; i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
		}
	}

}
package demo03;
//线程调度之强制执行
public class MyRunnableTest {

	public static void main(String[] args) {
		Thread t1 = new Thread(new MyRunnable(), "线程A");
		t1.start();
		
		for (int i = 1; i <=10; i++) {
			if(i==3){
				try {
//					线程强制执行：t1强制执行，一直等到t1执行完毕之后，才会释放CPU资源给其它线程执行，在调用join()方法之前，多个线程依然是抢占CPU
					t1.join();
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
		}

	}

}

线程的礼让

暂停当前线程，允许其他具有相同优先级的线程获得运行机会 ；该线程处于就绪状态，不转为阻塞状态

只是提供一种可能，但是不能保证一定会实现礼让

public static void yield() 

 

package demo04;

public class MyRunnable implements Runnable {

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 1; i <=10; i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在运行："+i);
			if(i==3){
				System.out.print("线程礼让：");
//				线程礼让：让当前执行run()方法的线程释放CPU资源，给其它线程一个获得CPU资源的机会，但是当前线程还会抢占CPU资源，也就是说，当前线程释放CPU资源后，会与其它线程再一次抢占CPU，就看其它线程能不能抓住这个机会
				Thread.yield();
			}
		}
	}

}
package demo04;
//线程调度之线程礼让
public class MyRunnableTest {

	public static void main(String[] args) {
		MyRunnable mr = new MyRunnable();
		Thread t1 = new Thread(mr, "线程A");
		Thread t2 = new Thread(mr, "线程B");
		
		t1.start();
		t2.start();

	}

}

同步方法

        将线程要操作的代码放入同步方法中，当线程执行到同步方法的时候，一定会执行完同步方法里的所有代码后再释放CPU资源，从而一个线程对数据的操作不会受其它线程的影响。

使用synchronized修饰的方法控制对类成员变量的访问

访问修饰符 synchronized 返回类型 方法名（参数列表）{……}或者

synchronized 访问修饰符 返回类型 方法名（参数列表）{……} 

package demo06;

public class Site implements Runnable {
	// 定义属性表示票库里的票的数量
	private int count = 10;
	// 定义属性表示用户买到的是第几张票
	private int num = 0;

	@Override
	public void run() {
		while (true) {
			if(!sale()){
				break;
			}
		}

	}


	public synchronized boolean sale() {
		// 如果票的数量小于0，就不在卖票
		if (count <= 0) {
			return false;
		}

		// 每卖一张票，票的总数要-1，卖的是第几张票变量要+1
		count--;
		num++;
		// 买票过程中模拟网速缓慢
		try {
			Thread.sleep(1000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "买到了第" + num
				+ "张票，还剩余" + count + "张票");

		return true;

	}

}

 

同步代码块

使用synchronized关键字修饰的代码块 

synchronized(syncObject){    

//需要同步的代码

}

syncObject为需同步的对象，通常为this 效果与同步方法相同 

多个并发线程访问同一资源的同步代码块时

同一时刻只能有一个线程进入synchronized（this）同步代码块

当一个线程访问一个synchronized（this）同步代码块时，其他synchronized（this）同步代码块同样被锁定

当一个线程访问一个synchronized（this）同步代码块时，其他线程可以访问该资源的非synchronized（this）同步代码

package demo07;

public class Site implements Runnable {
	// 定义属性表示票库里的票的数量
	private int count = 10;
	// 定义属性表示用户买到的是第几张票
	private int num = 0;

	@Override
	public void run() {
		while (true) {
			synchronized(this){
				// 如果票的数量小于0，就不在卖票
				if (count <= 0) {
					break;
				}
				
				// 每卖一张票，票的总数要-1，卖的是第几张票变量要+1
				count--;
				num++;
				// 买票过程中模拟网速缓慢
				try {
					Thread.sleep(1000);
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "买到了第" + num
						+ "张票，还剩余" + count + "张票");
			}
		}

	}

}

package demo07;
//同步代码块
public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		Site site = new Site();
		
		Thread t1 = new Thread(site, "张三");
		Thread t2 = new Thread(site, "李四");
		Thread t3 = new Thread(site, "王五");
		
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		


	}

}

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