中国建设银行培训网站,徐州企业建站,百度seo按天计费,廊坊网站建设价格文章目录1.概述2.多线程的特性2.1 随机性2.2 CPU分时调度2.3 线程的状态2.4 线程状态与代码对照3.多线程代码实现方式1:继承Thread3.1 概述3.2 常用方法3.3 测试多线程的创建方式14.多线程代码实现方式2:实现Runnable接口4.1 概述4.2 常用方法4.3 练习2#xff1a;测试多线程的… 文章目录1.概述2.多线程的特性2.1 随机性2.2 CPU分时调度2.3 线程的状态2.4 线程状态与代码对照3.多线程代码实现方式1:继承Thread3.1 概述3.2 常用方法3.3 测试多线程的创建方式14.多线程代码实现方式2:实现Runnable接口4.1 概述4.2 常用方法4.3 练习2测试多线程的创建方式25.俩种方式的比较1.概述
在学习线程之前我们先要了解进程与线程区别与概念
进程可以简单理解为运行中的程序是动态的而线程是系统中可以运行调度的最小单位
一个进程可以包含多个线程被称为多线程程序也可以只包含一个线程称为单线程程序 在电脑运行中主要就是靠其核心CPU来处理各种任务以及调度的目前市场中的CPU均为多核心CPU在宏观上大家可能觉得CPU是在同时处理很多事情但其实从微观上来讲同一时刻CPU只能处理一件事情只是其处理时间短切换时间快在很短的时间内在多个任务之间进行处理切换所以给人的错觉是他在同时处理很多任务。
进程会占用对应的内存区域由CPU进行执行和运算其有三大特点
独立性 进程是系统中独立存在的实体,它可以拥有自己独立的资源,每个进程都拥有自己私有的地址空间,在没有经过进程本身允许的情况下,一个用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间动态性 进程与程序的区别在于,程序只是一个静态的指令集合,而进程是一个正在系统中活动的指令集合,程序加入了时间的概念以后,称为进程,具有自己的生命周期和各种不同的状态,这些概念都是程序所不具备的并发性 多个进程可以在单个处理器CPU上并发执行,多个进程之间不会互相影响
而线程便是被包含在进程之中是操作系统可以运行调度的最小单位多线程程序中会有一个主程序来调用本进程中的其他线程进行任务协同
日常我们进行的进程切换其实只是切换的不同进程的主线程这样更加节省资源。
每个线程在共享同一个进程中的内存的同时,又有自己独立的内存空间. 所以想使用线程技术,得先有进程,进程的创建是OS操作系统来创建的,一般都是C或者C完成
2.多线程的特性
2.1 随机性
我们宏观上觉得多个进程是同时运行的,但实际的微观层面上一个CPU【单核】只能执行一个进程中的一个线程。
那为什么看起来像是多个进程同时执行呢
是因为CPU以纳秒级别甚至是更快的速度高效切换着超过了人的反应速度这使得各个进程从看起来是同时进行的,也就是说,宏观层面上,所有的进程看似并行【同时运行】,但是微观层面上是串行的【同一时刻,一个CPU只能处理一件事】。 串行与并行 串行是指同一时刻一个CPU只能处理一件事类似于单车道 并行是指同一时刻多个CPU可以处理多件事类似于多车道
2.2 CPU分时调度
时间片,即CPU分配给各个线程的一个时间段,称作它的时间片,即该线程被允许运行的时间如果在时间片用完时线程还在执行,那CPU将被剥夺并分配给另一个线程,将当前线程挂起,如果线程在时间片用完之前阻塞或结束,则CPU当即进行切换,从而避免CPU资源浪费,当再次切换到之前挂起的线程,恢复现场,继续执行。
注意:我们无法控制OS选择执行哪些线程,OS底层有自己规则,如:
FCFS(First Come First Service 先来先服务算法)SJS(Short Job Service短服务算法)
2.3 线程的状态
由于线程状态比较复杂,我们由易到难,先学习线程的三种基础状态及其转换,简称”三态模型” :
就绪(可运行)状态线程已经准备好运行只要获得CPU就可立即执行执行(运行)状态线程已经获得CPU其程序正在运行的状态阻塞状态正在运行的线程由于某些事件I/O请求等暂时无法执行的状态即线程执行阻塞 就绪 → 执行:为就绪线程分配CPU即可变为执行状态 执行 → 就绪:正在执行的线程由于时间片用完被剥夺CPU暂停执行,就变为就绪状态 执行 → 阻塞:由于发生某事件,使正在执行的线程受阻,无法执行,则由执行变为阻塞 (例如线程正在访问临界资源,而资源正在被其他线程访问) 反之,如果获得了之前需要的资源,则由阻塞变为就绪状态,等待分配CPU再次执行 我们可以再添加两种状态:
创建状态:线程的创建比较复杂,需要先申请PCB,然后为该线程运行分配必须的资源,并将该线程转为就绪状态插入到就绪队列中终止状态:等待OS进行善后处理,最后将PCB清零,并将PCB返回给系统 PCB(Process Control Block):为了保证参与并发执行的每个线程都能独立运行,OS配置了特有的数据结构PCB来描述线程的基本情况和活动过程,进而控制和管理线程 2.4 线程状态与代码对照 线程生命周期,主要有五种状态:
新建状态(New) : 当线程对象创建后就进入了新建状态.如:Thread t new MyThread();就绪状态(Runnable):当调用线程对象的start()方法,线程即为进入就绪状态. 处于就绪(可运行)状态的线程,只是说明线程已经做好准备,随时等待CPU调度执行,并不是执行了t.start()此线程立即就会执行运行状态(Running):当CPU调度了处于就绪状态的线程时,此线程才是真正的执行,即进入到运行状态 就绪状态是进入运行状态的唯一入口,也就是线程想要进入运行状态状态执行,先得处于就绪状态阻塞状态(Blocked):处于运状态中的线程由于某种原因,暂时放弃对CPU的使用权,停止执行,此时进入阻塞状态,直到其进入就绪状态才有机 会被CPU选中再次执行. 根据阻塞状态产生的原因不同,阻塞状态又可以细分成三种: 等待阻塞:运行状态中的线程执行wait()方法,本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(因为锁被其他线程占用),它会进入同步阻塞状态 其他阻塞:调用线程的sleep()或者join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态.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
3.多线程代码实现方式1:继承Thread
3.1 概述
Thread类本质上是实现了Runnable接口的一个实例,代表一个线程的实例
启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法
start()方法是一native方法,它将通知底层操作系统,.最终由操作系统启动一个新线程,操作系统将执行run()
这种方式实现的多线程很简单,通过自己的类直接extends Thread,并重写run()方法,就可以自动启动新线程并执行自己定义的run()方法模拟开启多个线程,每个线程调用run()方法.
3.2 常用方法
构造方法 Thread() 分配新的Thread对象 Thread(String name) 分配新的Thread对象 Thread(Runnable target) 分配新的Thread对象 Thread(Runnable target,String name) 分配新的Thread对象 普通方法 static Thread currentThread( ) 返回对当前正在执行的线程对象的引用 long getId() 返回该线程的标识 String getName() 返回该线程的名称 void run() 如果该线程是使用独立的 Runnable 运行对象构造的则调用该 Runnable 对象的 run 方法 static void sleep(long millions) 指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行) void start() 使该线程开始执行:Java虚拟机调用该线程的run() 3.3 测试多线程的创建方式1
package partFour;
/* 本类用于多线程编程实现方案一继承Thread类来完成*/
public class TestThread1 {public static void main(String[] args) {//4.创建线程对象进行测试/*4.new对应的是线程新建状态* 5.要想模拟多线程至少需要启动2个线程对象如果只启动一个是单线程程序*/MyThread t1 new MyThread();MyThread t2 new MyThread();MyThread t3 new MyThread();MyThread t4 new MyThread();/*6.这个run方法如果直接这样调用是没有多线程抢占执行的效果的只是把这俩句话看做普通方法的调用* 谁先写就先执行谁*///t1.run();//t2.run();/*7.start()对应的状态就是就绪状态会把刚刚新建好的线程加入到就绪队列之中* 至于什么时候执行就是多线程执行的效果需要等待os选中分配cpu* 8.执行的时候start()底层会自动调用我们重写的run()分配的业务* 9.线程的执行具有随机性也就是说t1-t4具体怎么执行* 取决于CPU的调度时间片的分配我们是决定不了的*/t1.start();//以多线程的方式启动线程1将当前线程变为就绪状态t2.start();//以多线程的方式启动线程2将当前线程变为就绪状态t3.start();//以多线程的方式启动线程3将当前线程变为就绪状态t4.start();//以多线程的方式启动线程4将当前线程变为就绪状态}
}//1.自定义一个多线程类然后让这个类继承Thread
class MyThread extends Thread{/*多线程编程实现的方案1Thread是底层方法* 通过继承Thread类并重写run()方法来完成*///2.重写run(),run()里是我们自己的业务Overridepublic void run(){/* super.run()表示调用父类的业务我们现在调用自己的业务所以注释掉*///super.run();//3.完成业务打印10次当前正在执行的线程名称for(int i0; i10; i){/*getName()表示可以获取当前正在执行的线程名称* 由于本类继承了Thread类所以可以直接使用这个方法*/System.out.println(igetName());}}
}多线程编程实现方案1
自定义多线程类Thread重写run()里面是我们的业务创建多个线程对象线程对象调用start()以多线程的方式启动
4.多线程代码实现方式2:实现Runnable接口
4.1 概述
如果自己的类已经extends另一个类,就无法多继承,此时,可以实现一个Runnable接口
4.2 常用方法
通过创建实现Runnable接口的类的对象来创建线程启动该线程将导致在独立执行的线程中调用对象的run()方法
4.3 练习2测试多线程的创建方式2
package partFour;
/*本类用于多线程编程实现方案二实现Runnable接口来完成*/
public class TestThread2 {public static void main(String[] args) {//5.创建自定义类的对象MyRunnable target new MyRunnable();//6.启动线程/*MyRunnable和Runnable中没有start方法* 需要与Thread建立关系使用Thread的方法 */Thread t1 new Thread(target);Thread t2 new Thread(target);Thread t3 new Thread(target);Thread t4 new Thread(target);t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();}
}
//1.自定义多线程类
class MyRunnable implements Runnable{//2.添加父接口中的抽象方法run()里面是自己的业务Overridepublic void run(){//3.写业务打印10次当前正在执行的线程名称for (int i0; i10; i){/*自定义类与父类接口Runnable没有获取名字的方法需要从Thread方法中调用但是Thread里的getName()方法不是静态方法不能直接类名调用* Thread方法中提供了currentThread方法静态方法获取当前正在执行的线程对象* 有了对象之后就可以getName():获取当前线程的名称 */System.out.println(iThread.currentThread());}}
}多线程实现方案2
自定义多线程类实现Runnable接口添加接口中未实现的抽象方法其中是我们的业务创建一个自定义类对象作为目标业务类对象创建多个线程对象Thread并把刚刚的业务交给多个Thread来处理以多线程的方式启动刚刚创建好的多个线程对象start()
5.俩种方式的比较
继承Thread类 优点: 编写简单,如果需要访问当前线程,无需使用Thread.currentThread()方法,直接使用this即可获得当前线程 缺点: 自定义的线程类已继承了Thread类,所以后续无法再继承其他的类实现Runnable接口 优点: 自定义的线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口,后续还可以继承其他类,在这种方式下,多个线程可以共享同一个target对象,所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况,从而可以将CPU、代码、还有数据分开(解耦),形成清晰的模型,较好地体现了面向对象的思想 缺点: 编程稍微复杂,如想访问当前线程,则需使用Thread.currentThread()方法
