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Java多线程技术及案例

Java多线程技术及案例进程和线程:进程:每个进程都有独立的代码和数据空间(进程上下文),进程间的切换会有较大的开销,一个进程包含1–n个线程。

线程:同一类线程共享代码和数据空间,每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC),线程切换开销小。

线程和进程一样分为五个阶段:创建、就绪、运行、阻塞、终止。

多进程是指操作系统能同时运行多个任务(程序)。

多线程是指在同一程序中有多个顺序流在执行。

Java中多线程的多种实现方式Java中有多种多线程实现方法,主要是继承ng.Thread类的方法和ng.Runnable接口的方法。

继承Thread类Thread是ng包中的一个类,从这个类中实例化的对象代表线程,启动一个新线程需要建立一个Thread实例。

使用Thread类启动新的线程的步骤如下:1.实例化Thread对象2.调用start()方法启动线程构造方法:public Thread(String threadName);public Thread();例程:publicclass Thread1extends Thread{//定义一个类继承Thread privateint count=1000;publicvoid run(){//重写run方法while(true){System.out.print(count+" ");if(--count==0){return;}}}publicstaticvoid main(String[] args){Thread1 th1=new Thread1();//实例化继承了Thread的类 Thread1 th2=new Thread1();th1.start();//调用start()方法,th2.start();for(int i=0;i<1000;i++){System.out.print("A ");}}}以上例子中,Thread1继承了Thread并重写了run()方法,在主程序中,首先实例化Thread1对象,然后调用start()方法运行run()方法。

另外主程序本身是一个线程,再调用两个新线程,根据打印数据,可以看到数字和字母交替输出,而且两组数字序列也穿插出现,说明三个线程都在同步运行。

Java中所有的线程都是同时启动的,至于什么时候,哪个先执行,完全看谁先得到CPU的资源。

另外,在java中,每次程序运行至少启动2个线程。

一个是main线程,一个是垃圾收集线程。

因为每当使用java命令执行一个类的时候,实际上都会启动一个JVM,每一个JVM就是在操作系统中启动了一个进程。

Runnable接口实现Runnable接口程序会创建一个Thread对象,并将Runnable对象与Thread对象相关联。

使用Runable接口启动新的线程的步骤如下:1.建立实现Runnable接口的类2.使用参数为Runnable对象的构造方法创建Thread实例3.调用start()方法启动线程构造方法:public Thread(Runnable r);public Thread(Runnable r,String name);例程:class Thread2implements Runnable{private String name;public Thread2(String name) {=name;}@Overridepublicvoid run() {for (int i = 0; i <5; i++) {System.out.println(name + "运行 : " + i);}}}publicclass Main {publicstaticvoid main(String[] args) {new Thread(new Thread2("C")).start();//new Thread2("C")创建的是Runnable对象,new Thread(new Threa d("C"))是实例化与Runnable对象相关联的Thread对象new Thread(new Thread2("D")).start();}}上例主程序中,new Thread2(“C”)创建的是Runnable对象,new Thread(new Thread(“C”))是实例化与Runnable对象相关联的Thread对象。

Thread2类通过实现Runnable接口,使得该类有了多线程类的特征。

run方法是多线程程序的一个约定。

所有的多线程代码都在run方法里面。

Thread和Runnable的区别与联系联系:我们可以发现,无论是Thread还是Runnable方法,都有run方法和start方法,而且Runnable方法使用首先需要通过构造方法把Runnable对象和Thread对象的联结,这是因为实际上,Thread也是实现了Runnable接口的类。

run是Runnable接口的方法,包含着该线程的程序代码。

start是Thread类的方法,它调用Thread对象所实现的Runnable接口中的run方法代码块。

所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。

因此,不管是扩展Thread 类还是实现Runnable接口来实现多线程,最终还是通过Thread的对象的API来控制线程的,熟悉Thread类的API是进行多线程编程的基础。

区别:作为编程语言这样的人造物,与其问区别不如问为什么存在。

为什么并存继承Thread类和实现Runnable接口两种多线程方法?这主要是因为接口的独特优势。

接口可以定义一系列的方法,所有需要这些方法的类可以通过实现这个接口使用这些方法,这意味着有效率的代码复用,提升开发和维护效率。

而且,java语言句用单继承限制,一个类只能有单一父类,但可以有多个子类,这有点像遗传机制,一个人的生理父母亲都只各能有一个人。

单继承带来逻辑上的清晰(一个人如果有很多生理父母亲想想就很混乱),但也存在限制,例如,一个父类的五个子类,其中三个子类有相同的方法,好比一个父亲有五个儿子,父亲不会弹琴,儿子中两个会弹琴,弹琴就是他们的相同方法,但因为单继承限制,必须要在两个子类中都要写同样弹琴方法,这样就很繁琐,因此出现了接口。

接口定义了一系列方法,类通过实现接口获得这些方法,这样,上述的问题,就可以通过让会弹琴的儿子实现弹琴的接口就可以了。

这样,五个儿子各有异同,老大老四会弹琴,老三老四会围棋,就可以老大继承弹琴接口,老三继承围棋接口,老四继承弹琴和围棋接口,而弹琴和围棋的方法只用写一次就够了。

这就是接口带来的便利。

再多线程中,实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:1):适合多个相同的程序代码的线程去处理同一个资源2):可以避免java中的单继承的限制3):增加程序的健壮性,代码可以被多个线程共享,代码和数据独立这些优势都是拜接口所赐,但在不需要这些特性的情况下,Thread更加简单,因此两种方法得以共存。

当然多线程,并发是一个很大的话题,还有很多其他的实现方法,其他的方法也各有其存在的意义和适合场合。

线程生命周期线程具有生命周期,其中包括7种状态:New,Runnable,Running,Blocked,Waiting,Timed-Waiting,Dead1、新建状态(New):新创建了一个线程对象,在使用start()方法之前线程都处于新建状态或者叫出生状态。

2、就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。

该状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取CPU的使用权。

3、运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。

4、阻塞状态(Blocked):阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。

直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。

阻塞的情况分三种:(一)、等待阻塞:运行的线程执行wait()方法,JVM会把该线程放入等待池中。

(二)、同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池中。

(三)、其他阻塞:运行的线程执行sleep()或join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。

当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。

5、死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。

线程操作所谓线程操作,就是管理线程状态间切换的方法。

以下是线程状态和状态间切换的示意图线程执行:[New->Runnable]start()方法,见上节,不赘述。

线程运行:[Runnable->Running]由上小节可想知,在正常运行的程序中Runnable状态到Running状态的切换应该是一瞬即逝的,只要分配得系统资源就自动完成转变。

线程礼让:[Running->Runnable] 从Running到Runnable的转变需要使用yield()方法,尝试让出所占有的CPU资源,让其他线程获取运行机会,对操作系统上的调度器来说是一个信号,不具有强制性,不一定立即切换线程(在实际开发中,测试阶段频繁调用yeid方法使线程切换更频繁,从而让一些多线程相关的错误更容易暴露出来)。

线程终止:[Running->Dead]线程自然结束或异常停止,线程会死掉。

似乎没有强制终止方法,这是因为stop(),destory()等方法容易引起线程安全问题而被废弃,现在倡议在run()方法中使用循环,使用一个Bool型标记控制循环的退出。

线程加入:[Running->Blocked] join()方法,等待其他线程终止。

在当前线程中调用另一个线程的join()方法,则当前线程转入阻塞状态,直到另一个进程运行结束,当前线程再由阻塞转为就绪状态。

线程睡眠:[Running->Blocked] Thread.sleep(long millis)方法,使线程转到阻塞状态。

millis 参数设定睡眠的时间,以毫秒为单位。

当睡眠结束后,就转为就绪(Runnable)状态。

sleep()平台移植性好。

线程等待:[Running->Blocked] Object类中的wait()方法,导致当前的线程等待,直到其他线程调用此对象的notify() 方法或notifyAll() 唤醒方法。

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