多线程【概述+基本使用】

淩亂°似流年 2022-06-12 03:21 182阅读 0赞

你可能会发现这篇博客写得非常烂，但是，人们对于美的东西是无法满足的，只有更好，没有最好。

## 多线程概述 ##

### 多线程概述 ###

#### *进程：* ####

*  正在运行的程序，是系统进行资源分配和调用的独立单位。
 *  每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。

#### *线程：* ####

*  是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径
 *  一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序。
 *  一个进程如果有多条执行路径，则称为多线程程序。

## Java程序运行原理 ##

java 命令会启动 java 虚拟机，启动 JVM，等于启动了一个应用程序，也就是启动了一个进程。该进程会自动启动一个 “主线程” ，然后主线程去调用某个类的 main 方法。所以 main方法运行在主线程中。在此之前的所有程序都是单线程的。

### 思考： ###

jvm虚拟机的启动是单线程的还是多线程的？

***答：***

A:Java命令去启动JVM，JVM会启动一个进程，该进程会启动一个主线程。
    B:JVM的启动是多线程的，因为它最低有两个线程启动了，主线程和垃圾回收线程。

## 多线程使用 ##

### 多线程实现方式有三种： ###

A:继承Thread类
        - 不建议使用，因为，如果在Thread中声明了成员变量，会导致成员变量耦合度和Thread太高，如果想要多个线程使用，那么对于成员变量数据同步方面，会有很大的障碍，某些程序员可能会想把Thread中的成员变量声明成static，达到数据同步的效果，但是，你要想把static数据独立，比如我的成员变量是电影票数量，如果有多个电影院，每个电影院初始化票数都不一样，那么这样将会很难售票。
    B:实现Runnable接口
    C:通过实现Callable接口，重写call方法。让ExecutorService即线程池执行。
    好处：
    可以有返回值
    可以抛出异常

![这里写图片描述][SouthEast]

***不管是通过继承Thread，重写run方法实现多线程，还是实现Runnable 接口 重写run方法，实现多线程，这两种方式，都和匿名内部类实现方式是一样的，匿名内部类的本质也是 继承某个类和实现某个接口。所以这四种方式其实是两种方式。***

### 线程调度 ###

假如我们的计算机只有一个 CPU，那么 CPU 在某一个时刻只能执行一条指令，线程只有得到 CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。那么Java是如何对线程进行调用的呢？
    
    线程有两种调度模型：
    
    分时调度模型   所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间片
    
    抢占式调度模型   优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程获取的 CPU 时间片相对多一些。 
    
    Java使用的是抢占式调度模型。
    
    设置和获取线程优先级
    public final int getPriority()
    public final void setPriority(int newPriority)
    
    Java中，默认的线程优先级为5，范围是1-10。优先级只能让优先级高的线程抢占CPU多点，但并不是绝对的。

### 线程控制 ###

我们已经知道了线程的调度，接下来我们就可以使用如下方法对象线程进行控制

线程休眠
    public static void sleep(long millis)
    让该线程休眠。在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。
    
    线程加入
    public final void join()
    一个线程对象调用该方法后，就会让该线程先执行，让其它线程等待该线程终止。 
    
    线程礼让
    public static void yield()
    暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。 
    
    后台线程
    public final void setDaemon(boolean on)
    - 将该线程标记为守护线程或用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时，Java 虚拟机退出。 
    - 该方法必须在启动线程前调用。 
    
    
    中断线程
    public final void stop()//强迫线程停止执行。 是正在运行的线程直接停止，异常都不会抛出。
    public void interrupt()
    - 中断线程。 
    - 如果线程在调用 Object 类的 wait()、wait(long) 或 wait(long, int) 方法，或者该类的 join()、join(long)、join(long, int)、sleep(long) 或 sleep(long, int) 方法过程中受阻，则其中断状态将被清除，它还将收到一个 InterruptedException。

### 线程的生命周期图 ###

![这里写图片描述][SouthEast 1]

### JDK5中Lock锁的使用 ###

1.虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock  
2.Lock

void lock()
    void unlock()

3.ReentrantLock

### 死锁问题 ###

1.同步弊端

效率低
    如果出现了同步嵌套，就容易产生死锁问题

2.死锁问题及其代码

是指两个或者两个以上的线程在执行的过程中，因争夺资源产生的一种互相等待现象
    同步代码块的嵌套案例

### 线程的状态转换图 ###

![这里写图片描述][SouthEast 2]

这个是对线程生命周期图的阻塞状态更加详细的介绍。

### 线程组 ###

1.Java中使用ThreadGroup来表示线程组，它可以对一批线程进行分类管理，Java允许程序直接对线程组进行控制。

默认情况下，所有的线程都属于主线程组。
    public final ThreadGroup getThreadGroup()
    我们也可以给线程设置分组
    Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name)

### 线程池 ###

1.程序启动一个新线程成本是比较高的，因为它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池可以很好的提高性能，尤其是当程序中要创建大量生存期很短的线程时，更应该考虑使用线程池。

*  线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。
 *  在JDK5之前，我们必须手动实现自己的线程池，从JDK5开始，Java内置支持线程池

2.JDK5新增了一个Executors工厂类来产生线程池，有如下几个方法

public static ExecutorService newCachedThreadPool()
    public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
    public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
    
    
    这些方法的返回值是ExecutorService对象，该对象表示一个线程池，可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程。它提供了如下方法
    
    Future<?> submit(Runnable task)
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task)

[SouthEast]: /images/20220612/a2cb436cd7c64956a17124fc544ecbed.png
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