多线程初步

本文深入探讨Java多线程的基本概念,包括线程的生命周期、线程调度与控制、线程间的通信及死锁问题。讲解了Java程序的运行原理,从JVM启动到线程的创建与执行,以及如何通过Thread类实现多线程编程。

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多线程概述

多线程实现方案

线程调度和线程控制

线程生命周期

线程同步

死锁

线程间通信

定时器的使用

 

 

Java程序运行原理

java 命令会启动 java 虚拟机,启动 JVM,等于启动了一个应用程序,也就是启动了一个进程。该进程会自动启动一个 “主线程” ,然后主线程去调用某个类的 main 方法。所以 main方法运行在主线程中。在此之前的所有程序都是单线程的。

思考:

jvm虚拟机的启动是单线程的还是多线程的?

1JVM启动至少启动了垃圾回收线程和主线程,所以是多线程的。

线程的初步使用

package cn.itcast_02;

/*
 * 该类要重写run()方法,为什么呢?
 * 不是类中的所有代码都需要被线程执行的。
 * 而这个时候,为了区分哪些代码能够被线程执行,java提供了Thread类中的run()用来包含那些被线程执行的代码。
 */
public class MyThread extends Thread {

	@Override
	public void run() {
		// 自己写代码
		// System.out.println("好好学习,天天向上");
		// 一般来说,被线程执行的代码肯定是比较耗时的。所以我们用循环改进
		for (int x = 0; x < 10000; x++) {
			System.out.println(x);
		}
	}

}

 

package cn.itcast_02;

/*
 * 需求:我们要实现多线程的程序。
 * 如何实现呢?
 * 		由于线程是依赖进程而存在的,所以我们应该先创建一个进程出来。
 * 		而进程是由系统创建的,所以我们应该去调用系统功能创建一个进程。
 * 		Java是不能直接调用系统功能的,所以,我们没有办法直接实现多线程程序。
 * 		但是呢?Java可以去调用C/C++写好的程序来实现多线程程序。
 * 		由C/C++去调用系统功能创建进程,然后由Java去调用这样的东西,
 * 		然后提供一些类供我们使用。我们就可以实现多线程程序了。
 * 那么Java提供的类是什么呢?
 * 		Thread
 * 		通过查看API,我们知道了有2中方式实现多线程程序。
 * 
 * 方式1:继承Thread类。
 * 步骤
 * 		A:自定义类MyThread继承Thread类。
 * 		B:MyThread类里面重写run()?
 * 			为什么是run()方法呢?
 * 		C:创建对象
 * 		D:启动线程
 */
public class MyThreadDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建线程对象
		// MyThread my = new MyThread();
		// // 启动线程
		// my.run();
		// my.run();
		// 调用run()方法为什么是单线程的呢?
		// 因为run()方法直接调用其实就相当于普通的方法调用,所以你看到的是单线程的效果
		// 要想看到多线程的效果,就必须说说另一个方法:start()
		// 面试题:run()和start()的区别?
		// run():仅仅是封装被线程执行的代码,直接调用是普通方法
		// start():首先启动了线程,然后再由jvm去调用该线程的run()方法。
		// MyThread my = new MyThread();
		// my.start();
		// // IllegalThreadStateException:非法的线程状态异常
		// // 为什么呢?因为这个相当于是my线程被调用了两次。而不是两个线程启动。
		// my.start();

		// 创建两个线程对象
		MyThread my1 = new MyThread();
		MyThread my2 = new MyThread();

		my1.start();
		my2.start();
	}
}

获取线程的名字:

package cn.itcast_03;

/*
 * 如何获取线程对象的名称呢?
 * public final String getName():获取线程的名称。
 * 如何设置线程对象的名称呢?
 * public final void setName(String name):设置线程的名称
 * 
 * 针对不是Thread类的子类中如何获取线程对象名称呢?
 * public static Thread currentThread():返回当前正在执行的线程对象
 * Thread.currentThread().getName()
 */
public class MyThreadDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建线程对象
		//无参构造+setXxx()
		// MyThread my1 = new MyThread();
		// MyThread my2 = new MyThread();
		// //调用方法设置名称
		// my1.setName("林青霞");
		// my2.setName("刘意");
		// my1.start();
		// my2.start();
		
		//带参构造方法给线程起名字
		// MyThread my1 = new MyThread("林青霞");
		// MyThread my2 = new MyThread("刘意");
		// my1.start();
		// my2.start();
		
		//我要获取main方法所在的线程对象的名称,该怎么办呢?
		//遇到这种情况,Thread类提供了一个很好玩的方法:
		//public static Thread currentThread():返回当前正在执行的线程对象
		System.out.println(Thread.currentThread().getName());
	}
}

/*
  分析名称为什么是:Thread-? 编号

class Thread {
	private char name[];

	public Thread() {
        init(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
    }
    
    private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                      long stackSize) {
        init(g, target, name, stackSize, null);
    }
    
     private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                      long stackSize, AccessControlContext acc) {
        //大部分代码被省略了
        this.name = name.toCharArray();
    }
    
    public final void setName(String name) {
        this.name = name.toCharArray();
    }
    
    
    private static int threadInitNumber; //0,1,2
    private static synchronized int nextThreadNum() {
        return threadInitNumber++; //return 0,1
    }
    
    public final String getName() {
        return String.valueOf(name);
    }
}

class MyThread extends Thread {
	public MyThread() {
		super();
	}
}

*/

 

初始态(NEW)
创建一个Thread对象,但还未调用start()启动线程时,线程处于初始态。
运行态(RUNNABLE),在Java中,运行态包括 就绪态 和 运行态。
就绪态
该状态下的线程已经获得执行所需的所有资源,只要CPU分配执行权就能运
行。
所有就绪态的线程存放在就绪队列中。
运行态
获得CPU执行权,正在执行的线程。
由于一个CPU同一时刻只能执行一条线程,因此每个CPU每个时刻只有一条
运行态的线程。
阻塞态(BLOCKED)
当一条正在执行的线程请求某一资源失败时,就会进入阻塞态。
而在Java中,阻塞态专指请求锁失败时进入的状态。
由一个阻塞队列存放所有阻塞态的线程。
处于阻塞态的线程会不断请求资源,一旦请求成功,就会进入就绪队列,等待执
行。
等待态(WAITING)
当前线程中调用wait、join、park函数时,当前线程就会进入等待态。
也有一个等待队列存放所有等待态的线程。
线程处于等待态表示它需要等待其他线程的指示才能继续运行。
进入等待态的线程会释放CPU执行权,并释放资源(如:锁)
超时等待态(TIMED_WAITING)
当运行中的线程调用sleep(time)、wait、join、parkNanos、parkUntil时,就
会进入该状态;
它和等待态一样,并不是因为请求不到资源,而是主动进入,并且进入后需要其
他线程唤醒;
进入该状态后释放CPU执行权 和 占有的资源。
与等待态的区别:到了超时时间后自动进入阻塞队列,开始竞争锁。
终止态(TERMINATED)
线程执行结束后的状态
 

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