线程 Thread

程序与进程

程序：一段静态的代码。

进程：程序的一次动态执行过程，它对应从代码加载、执行到执行完毕的一个完整过程。

进程也称任务，支持多个进程同时执行的OS就被称为多进程OS或多任务OS

 

进程与线程

在一个程序内部也可以实现多个任务并发执行，其中每个任务称为线程。

线程是比进程更小的执行单位，它是在一个进程中独立的控制流，即程序内部的控制流。

特点：线程不能独立运行，必须依赖于进程，在进程中运行。

每个程序至少有一个线程称为主线程。

单线程：只有一条线程的进程称为单线程

多线程：有不止一个线程的进程称为多线程

 

开启多线程的优点和缺点

提高界面程序响应速度。通过使用线程，可以将需要大量时间完成的流程在后台启动单独的线程完成，提高前台界面的相应速度。

充分利用系统资源，提高效率。通过在一个程序内部同时执行多个流程，可以充分利用CPU等系统资源，从而最大限度的发挥硬件的性能。

当程序中的线程数量比较多时，系统将花费大量的时间进行线程的切换，这反而会降低程序的执行效率。但是，相对于优势来说，劣势还是很有限的，所以现在的项目开发中，多线程编程技术得到了广泛的应用。

 

多线程的实现方式

在实际实现线程时，Java语言提供了三种实现方式：

继承Thread类

实现Runnable接口

使用Timer和TimerTask组合

 

继承Thread类实现多线程。

       MyThread  tt1 = new MyThread ();

       //启动线程

       tt1.start();

       try{

              for(inti = 0;i < 5;i++){

                     //延时1秒

                     Thread.sleep(1000);

                     System.out.println("Main:"+ i);

              }

       }catch(Exceptione){}

 

注意：

线程的特性：随机性，系统在执行多线程程序时只保证线程是交替执行的，至于哪个线程先执行哪个线程后执行，则无法获得保证，需要书写专门的代码才可以保证执行的顺序。

对于同一个线程类，也可以启动多个线程。
Thread2 t2 = new Thread2();   t2.start();
Thread2 t3 = new Thread2();   t3.start();

同一个线程不能启动两次，例如 
Thread2 t2 = new Thread2();
t2.start();          t2.start();   //错误

当自定义线程中的run方法执行完成以后，则自定义线程自然死亡。而对于系统线程来说，只有当main方法执行结束，而且启动的其它线程都结束以后，才会结束。当系统线程执行结束以后，程序的执行才真正结束。

 

实现Runable接口

多线程对象实现java.lang.Runnable接口并且在该类中重写Runnable接口的run方法。

好处：实现Runable接口的方法避免了单继承的局限性。

 

线程的生命周期

       新建（start()）——就绪（cpu可用）——运行——死亡

                                          （       阻塞   ）——死亡

线程的优先级

把线程从就绪状态进入运行状态的过程叫做线程调度。负责调度工作的机构叫做调度管理器。

优先级：线程的优先级的取值范围是1~10。
MAX_PRIORITY    =    10
NORM_PRIORITY   =   5
MIN_PRIORITY    =    1

得到或修改线程的优先级
public final int getPriority();
public final void setPriority(int newPriority);

 

常用方法

void run()   //创建该类的子类时必须实现的方法

void start() //开启线程的方法

static voidsleep(long t) //释放CPU的执行权，不释放锁

static voidsleep(long millis,int nanos)

final voidwait()//释放CPU的执行权，释放锁

final voidnotify()

static voidyied()//可以对当前线程进行临时暂停（让线程将资源释放出来）

public finalvoid stop()//结束线程，但由于安全的原因过时

 

为什么需要“线程同步”
线程间共享代码和数据可以节省系统开销，提高程序运行效率，但同时也导致了数据的“访问冲突”问题，如何实现线程间的有机交互、并确保共享资源在某些关键时段只能被一个线程访问，即所谓的“线程同步”(Synchronization)就变得至关重要。

临界资源
多个线程间共享的数据称为临界资源(Critical Resource)，由于是线程调度器负责线程的调度，程序员无法精确控制多线程的交替顺序。因此，多线程对临界资源的访问有时会导致数据的不一致行。

 

 

互斥锁

每个对象都对应于一个可称为“互斥锁”的标记，这个标记用来保证在任一时刻，只能有一个线程访问该对象。

Java对象默认是可以被多个线程共用的，只是在需要时才启动“互斥锁”机制，成为专用对象。

关键字synchronized用来与对象的互斥锁联系

当某个对象用synchronized修饰时，表明该对象已启动“互斥锁”机制，在任一时刻只能由一个线程访问，即使该线程出现堵塞，该对象的被锁定状态也不会解除，其他线程任不能访问该对象。

 

线程同步通信
为避免死锁，就应该让线程在进入阻塞状态时尽量释放其锁定的资源，以为其他的线程提供运行的机会，Object类中定义了几个有用的方法：wait()、notify()、notifyAll()。

wait()：被锁定的对象可以调用wait()方法，这将导致当前线程被阻塞并释放该对象的互斥锁，即解除了wait()方法当前对象的锁定状态，其他的线程就有机会访问该对象。

notify()：唤醒调用wait()方法后被阻塞的线程。每次运行该方法只能唤醒一个线程。

notifyAll()：唤醒所有调用wait()方法被阻塞的线程。