多线程介绍-优快云博客

本文深入解析并发编程概念，探讨进程与线程的区别，详解线程的五种状态，并提供多线程实现方式的实例，帮助读者理解并发编程的核心要素。

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一、什么是并发编程？

指在一台处理器上“同时”处理多个任务。并发是在同一实体上的多个事件。多个事件在同一时间间隔发生。
并发编程的目标是充分的利用处理器的每一个核，以达到最高的处理性能。

二、进程与多线程

进程：一次程序的执行称为一个进程，每个进程有独立的代码和数据空间，进程间切换的开销比较大，一个进程包含1—n个线程。进程是资源分享的最小单位。
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，线程是CPU调度的最小单位。

多进程：指操作系统能同时运行多个任务(程序)。
多线程：指同一个程序中有多个顺序流在执行，线程是进程内部单一控制序列流。

相较于单线程，多线程的优势：
单线程的特点就是排队执行，也就是同步。而多线程能最大限度的利用CPU的空闲时间来处理其他的任务，系统的运行效率大大提升，使用多线程也就是在执行异步。

三、线程的五态

线程共包括以下5种状态：
1. 新建状态(New) : 线程对象被创建后，就进入了新建状态。例如，Thread thread = new Thread()。
2. 就绪状态(Runnable): 也被称为“可执行状态”。线程对象被创建后，其它线程调用了该对象的start()方法，从而来启动该线程。例如，thread.start()。处于就绪状态的线程，随时可能被CPU调度执行。
3. 运行状态(Running) : 线程获取CPU权限进行执行。需要注意的是，线程只能从就绪状态进入到运行状态。
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：
(01) 等待阻塞 -- 通过调用线程的wait()方法，让线程等待某工作的完成。
(02) 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态。
(03) 其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或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。
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。

Object类，定义了wait(), notify(), notifyAll()等休眠/唤醒函数。
Thread类，定义了一些列的线程操作函数。例如，sleep()休眠函数, interrupt()中断函数, getName()获取线程名称等。
synchronized，是关键字；它区分为synchronized代码块和synchronized方法。synchronized的作用是让线程获取对象的同步锁。

四、常用的实现多线程的方式

有创建Thread类和实现Runnable接口两种方式。

Thread 是一个类。Thread本身就实现了Runnable接口。
Runnable 是一个接口，该接口中只包含了一个run()方法。

Thread和Runnable的异同点：

Thread 和 Runnable 的相同点：都是“多线程的实现方式”。
Thread 和 Runnable 的不同点：Thread 是类，而Runnable是接口；Thread本身是实现了Runnable接口的类。我们知道“一个类只能有一个父类，但是却能实现多个接口”，因此Runnable具有更好的扩展性。

此外，Runnable还可以用于“资源的共享”。即，多个线程都是基于某一个Runnable对象建立的，它们会共享Runnable对象上的资源。
通常，建议通过“Runnable”实现多线程！

Thread的多线程示例：

// ThreadTest.java 源码
class MyThread extends Thread{  
    private int ticket=10;  
    public void run(){
        for(int i=0;i<20;i++){ 
            if(this.ticket>0){
                System.out.println(this.getName()+" 卖票：ticket"+this.ticket--);
            }
        }
    } 
};

public class ThreadTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 启动3个线程t1,t2,t3；每个线程各卖10张票！
        MyThread t1=new MyThread();
        MyThread t2=new MyThread();
        MyThread t3=new MyThread();
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }  
}

Runnable的多线程示例：

// RunnableTest.java 源码
class MyThread implements Runnable{  
    private int ticket = 10;  
    public void run(){
        for(int i=0;i<20;i++){ 
            if(this.ticket>0){
                //加上sleep这句，会出现负数
//                try {
//                    Thread.sleep(1000); 
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 卖票：ticket"+this.ticket--);
            }
        }
    } 
}; 

public class RunnableTest {  
    public static void main(String[] args){  
        MyThread mt=new MyThread();

        // 启动3个线程t1,t2,t3(它们共用一个Runnable对象)，这3个线程一共卖10张票！
        Thread t1=new Thread(mt);
        Thread t2=new Thread(mt);
        Thread t3=new Thread(mt);
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    } 
}