Java线程基础

最新推荐文章于 2024-11-04 14:30:42 发布

lang_programmer

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分类专栏： Java并发文章标签： java 线程

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一、线程相关概念

1、程序、进程与线程

程序：一段独立的静态代码，是一组指令的有序集合，它是静态的实体。就像活动进行前所列的计划一样。
进程：是程序的一次动态执行，它对应着从代码加载，执行至执行完毕的一个完整的过程，是一个动态的实体。它有自己的唯一标识，也可以拥有资源，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。如果将程序比作活动前的计划，那么进程就是活动的执行了。
线程：线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。一个线程可以创建和撤销另一个线程，同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。同一进程的不同线程之间既可以共享进程的资源，也有自己独立的运行时数据域。它相当于一次活动中不同部门对自身工作的动态执行。

2、并行和并发

并行：不同进程/线程在同一时刻同时运行。
并发：不同进程/线程在同一极短的时间段内交替执行。由于计算机运行速度很快，所以看起来像同时运行的那样。

3、生活中的并发

我们在做饭的时候，常常伴随着洗菜和做菜。首先，我们一般情况下是先煲饭，在电饭煲正在煲饭的时候，我们会去洗菜炒菜。这就是生活中一个并发执行的例子。
如果是顺序执行的话，我们先煲饭，等饭熟了之后，我们再去洗菜然后炒菜，这样的话饿死了可能还没有饭吃。然而在并发情况下，我们可以在饱饭的时候炒菜，而不用等饭煮熟，这样可以缩短大量时间，这就是并发的好处。

二、Java线程的创建方法

1、继承Thread类

通过继承Thread类，覆盖它的run方法，就可以构建一个Thread的子类。通过new创建该子类的实例，就创建出一条线程了。如果要执行该线程，就调用Thread的start方法，而不是run方法。

Thread的子类：

package com.thread.lock;

/**
 * Created by 程序猿 on 2017/5/20 0020.
 */
public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("hello thread");
    }
}

创建并运行

//创建
MyThread thread = new MyThread();
//运行
thread.start();

2、实现Runnable接口

先构建一个类实现Runnable接口，实现它的run方法。在创建线程时，先创建一个该Runnable实现类的实例，再用new创建Thread的实例，将Runnable实现类作为构造参数传进去。启动线程时，通过调用Thread类的start方法即可。

Runnable接口实现类

package com.thread.lock;

/**
 * Created by 程序猿 on 2017/5/20 0020.
 */
public class MyThread implements Runnable {
    public void run() {
        System.out.println("hello thread");
    }
}

创建并运行

//创建Runnable实现类实例
MyThread myThread = new MyThread();
//创建线程
Thread thread = new Thread(myThread);
//启动线程
thread.start();

3、匿名内部类

//创建线程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    public void run() {
        System.out.println("hello thread");
    }
});
//启动线程
thread.start();

4、分析与总结

以上三种方法各有优缺点。Java只允许单继承，所以集成了Thread后线程类就不可以继承其他类了。通过实现接口创建线程的话过程比较复杂，需要先创建接口实现类再创建线程类，最后才调用线程类的start方法启动。匿名内部类则代码可读性和重用性差，根据开发常规，个模块应该解耦，所以全部代码集中于一个类的话，很多可复用的代码没有抽出来，这样的代码可读性和复用性比较差。

三、Java线程的状态转换

1、状态转换图

这里写图片描述

2、状态转换说明

新建状态：在线程新建时，会初始化各种参数，但是还没开始运行run方法。
就绪状态：调用线程的start方法之后，线程并不是马上执行，而是放到就绪队列，等待CPU调度。
运行状态：此时CPU调度线程，执行线程的run方法。当正在运行的线程通过yield主动让出CPU或者时间片用完时，会进入就绪状态。
等待阻塞：在线程执行本身的wait方法时，进入等待状态，并让出相关资源。
锁定阻塞：当线程竞争锁但是没竞争成功时，进入锁定阻塞状态。当线程竞争锁成功时，就会进入就绪状态，等待CPU调度。
其他阻塞：当用户IO或者在当前线程中调用其他线程的join方法，或者当前线程执行sleep时，进入阻塞状态。此时并不释放相关资源。这种状态可以理解为，暂时性阻塞，当收到某种通知时，就会重新就绪等待CPU调度。

四、Java中断

1、Java中断相关方法

interrupt：设置线程的中断状态为true
isInterrupted：检测线程的中断状态
interrupted：检测当前的中断状态，若当前线程处于中断状态，则清除中断状态

2、Java中对中断的处理

中断方法通过修改了被调用线程的中断状态来告知那个线程, 说它被中断了. 对于非阻塞中的线程, 只是改变了中断状态, 即Thread.isInterrupted()将返回true; 对于可取消的阻塞状态中的线程, 比如等待在这些函数上的线程, Thread.sleep(), Object.wait(), Thread.join(), 这个线程收到中断信号后, 会抛出InterruptedException, 同时会把中断状态置回为false.
当中断一个正在InterruptibleChannel上等待的线程时，将抛出ClosedByInterruptedException并关闭链路，同时其他在这条链路上阻塞的线程同样抛出ClosedByInterruptedException并关闭链路。当关闭一个InterruptibleChannel时，将导致所有在链路操作上阻塞的线程都抛出AsynchronousCloseException。大多数标准的Channel都实现了InterruptibleChannel。
在NIO中，如果一个线程在调用Selector.select方法时阻塞了，那么调用close或wakeup方法会使线程抛出ClosedSelectorException并提前退出。

3、中断相关误区

以上是Java中对中断的处理，这只是为了说明，Java线程中的中断方法并不会帮我们做任何逻辑处理，只是将中断状态改为true，具体怎样响应中断，由用户自己实现。以上是不同Java情景对中断的响应状况。接下来我们写一段代码来响应中断。

package com.thread.lock;

/**
 * Created by 程序猿 on 2017/5/20 0020.
 */
public class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        //当用户点击中断时，继续运行
        while (!this.isInterrupted()){

        }
        System.out.println("run 方法退出");
    }
    //用户自定义的stop方法
    public void doStop(){
        this.interrupt();
    }
}

调用代码：

MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
long old = System.currentTimeMillis();
try {
    Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
System.out.println((System.currentTimeMillis() - old) + "毫秒后");
myThread.doStop();