j2se-------进程与线程

本文详细介绍了多线程的基本概念,包括多线程与多进程的区别、线程的状态及生命周期、线程的创建与启动方式、线程的优先级与礼让、同步与死锁等问题。通过具体代码示例讲解如何实现线程同步,防止数据竞争。

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多进程:在操作系统中能(同时)运行多个任务(程序)

多线程:在同一应用程序(进程)中有多个顺序流(同时--从宏观上看,从微观上看叫交错执行)执行


windows 是多进程的操作系统,也就是说在同一个时间段内可以打开word编写东西,而且也可以打开暴风影音看电影

所以进程就是:正在运行的程序集合体(在有多线程情况下)。。。。

线程体会: 我们在编写word的时候,经常word会给我们写错的字画上一个小红下划线,那么在这个进程之上 我们可以如入文字,而且word会同时检测错误。

在同一个进程上面并行运行多个东西,他是对进程的进一步划分,所以如果一个进程消失了,那么在他上面的线程就消失了,在多线程任务中所有的程序共享系统资源。

多线程上同时有多个程序在运行。 一个线程对应一个程序哈,所谓程序在执行意思是:程序区段(代码段)正在命令cpu做事情

注意:在Thread源码中的start方法,会调用一个private native void start0();的方法,
而native关键字表示是一个由java调用本机操作系统函数的关键字,在java中,运行java程序调用本机的操作系统的函数以完成特定的功能

这证明:如果现在想要实现多线程,则肯定需要操作系统的支持,因为多线程操作中牵涉到一个抢占cpu的情况,要等待cpu进行调度,那么这一点肯定需要操作系统的底层支持,所以使用了native调用本机的系统函数

Thread和Runnable的区别:
1。使用Thread类在操作多线程的时候无法达到资源共享的目的,而使用Runnable接口实现的多线程操作可以实现资源共享。。。。只共享实例变量哈,局部变量还是不共享哈
2。单继承有开发局限,因为你继承了Thread你就不能继承其他的类了

其原因是,如果使用Thread ,那么多线程的话会要 new出来多个Thread
而使用Runnable的话 public class MyThread implements Runnable{ int i = 0...}
MyThread m = new MyThread();
new Thread(m).start();
new Thread(m).start();
new Thread(m).start(); //这样同一个类被变成三个线程启动,那么里面的实例变量当然也会被共享


创建状态: 准备好了一个多线程的对象,Thread t = new Thread();
就绪状态:调用了start()方法,等待cpu进行调度
运行状态: 执行run()方法
阻塞状态: 暂时停止执行,可能将资源交给其他线程使用

就像一个运动员跑不一样,来到跑场(创建),准备跑步(就绪),跑步(运行),摔跤(阻塞)。。
-----------------------------------------------------------------------------------Name
在Thread类中,可以通过getName()方法取得线程名称,可以setName()设置线程名称,
线程的名称一般在启动线程前设置,但也允许为已经允许的线程设置名称,允许两个Thread对象有相同的名称
如果没有设置名称,那么系统会自动分配一个名称

类比: 一个人在出生的时候给了一个名字,但是这个人活到60岁想改名称,这肯定很麻烦,
线程的名字在线程启动之前设置,避免重名


------------------------------------------------------------------------------------
Thread.currentTHread();方法可以取得当前正在运行的线程对象,如果有多个线程的话,那么我们可以写这个代码放到线程之中,就可以把线程相区别
public class MyThread implements Runnable{ int i = 0.;
public void run(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}

public class Test{
public static void main(String[] args){
MyThread m = new MyThread();
new Thread(m,"我是线程").start(); //创建并就绪线程
m.run(); //在主方法里面启动线程
}
}


每当java程序执行的时候,实际上会启动一个JVM,每个JVM实际就是操作系统中启动了一个进程(java.exe),而主方法是以线程的形式启动的,所以当一个java运行的时候至少启动两个线程,一个是主线程,一个垃圾回收期(GC)

t.isLive(); //表示是否t线在start()之后,在destory()之前,就算他是在阻塞状态没得到cpu他也是存活的,如果没start()那么不算存活,类比就是:是否这个运动员在比赛中。。。


t.join();//线程强制运行,当这个方法被调用,那么这个t小子就开始插队到第一个,并告诉cpu,你得先把我的命令全部执行完后,你再去交叉调用别人。。。

public static void main(String[] args){
MyThread mt = new MyThread();
Thread t = new Thread(mt);
t.start();
for(int i=0;i<50;i++){
if(i>10){
try{
t.join(); //这里是主方法让t小子插队的,也就是我主方法排在t的后面去执行后面的代码,我们可以把这个东西想象成为 加入队列顺序执行,当t执行完成之后再启动并行执行
}catch(InterruptedException e){
}
System.out.println("main"+i);
}
}
}


-------------------------------------------------------------------------Thread.sleep(500);

线程休眠 : 那个线程调用这个方法,就相当于那个线程问Thread类要一个床,我们可以把这句话理解为: Thread大主管,请给俺一个床,我睡500毫秒即可,注意他睡醒之后不一定立刻得到cpu哦

------------------------------------------------------------------------t.interrupt(); //打断t的休眠,也就是叫醒t,如果t在睡觉,那么叫醒他的话会发生状态转换,会抛异常,如果t本身没有睡觉,那么叫不叫他都是醒的,这个时候当然不会发送状态转换异常啦


class MyThread implements Runnable{
public void run(){
System.out.println("1.进入run()方法");
try{
Thread.sleep(1000);
System.out.println("2,已经完成了休眠"); //try catch的作用是当try里面的东西执行出错了之后由catch里面的代码代替try中的错误代码及其以后的代码执行,所以有了try catch之后,程序报错也和没报错一样
}catch(InterruptedException e){
System.out.println("3,休眠被终止");
return; //这个意思是如果报错了,那么不执行下面的代码了
}
System.out.println("4.run()方法正常结束");
}
}


public class Test{
public static void main(String[] args){
MyThread mt = new MyThread();
Thread t = new Thread(mt);
t.start();
try{
Thread.sleep(2000);
}catch(Exception e){
System.out.println("3,休眠终止了");
}
t.interrupt();
}
}

--------------------------------------------------------------------------后台线程,也就是能够脱离进程的线程

在java中,只要一个程序没有执行完(一个线程在运行),则整个java进程不会消失,所以此时可以设置一个后台线程,这样即使java 进程结束了,此后台线程依然会继续执行
后台线程是为其他的线程提供服务的,又称为守护进程,他牛逼就牛逼在JVM退出了他还会执行,也就是说他是直接脱离JVM的,不归JVM管的东西


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线程的优先级

t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY) ; //优先级最低 值为1
t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY) ; //优先级最高 值为5
t3.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY) ; //优先级普通,也就是中等,值为10
t1.start();
t2.start();
t3.start();
优先级越高越有可能被先执行,但是也会别抢占哦,只是他的机会多些
注意: main()方法的优先级是 普通优先级。。。

------------------------------------------------------------------------------线程的礼让

Thread.yield(); //和join不同的是,他只是让调用它的线程让出cpu,并不指定让出spu后指定谁来执行


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同步与死锁

什么情况下需要同步?
条件一:此数据时在线程间共享的数据。
条件二:当共享数据正在被写入的时候可能被另一个线程读到 或者 当共享数据正在被读到的时候可能被另一个线程改写

所以如果共享数据牵涉到被改变的时候就要同步
那么在java中,怎样的数据时共享数据呢?
第一: static标识的数据
第二:一个实现了Runnable接口的类的实例变量,也就是说同一个实例别放到多个线程中。。。看下面代码
第三: 直接传递同一个对象给多个线程,那么这些线程就有对这个对象的共享资格了,可以见下面的生产者和消费者例子
class MyThread implements Runnable{
private int ticket = 5;
public void run(){
for(int i=0;i<100;i++){
if(ticket > 5){ //这是读取共享数据
try{
System.out.println("出售第ticket ="+ticket);
ticket -- ; //这是改写共享数据
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedException e){}

}
}
}
public class Test{
public static void main(String[] args){
MyThread m = new MyThread();
Thread t1 = new Thread(m); //把这个东西放入了两个线程中间,显然就会对共享数据进行操作
Thread t2 = new Thread(m);
t1.start();
t2.start();
}
}

上面的代码会出现被修改的情况。。。。下面改进,使用同步代码块
class MyThread implements Runnable{
private int ticket = 5;
public void run(){
for(int i=0;i<100;i++){
synchronized(this){ //同步时为了把这一系列的操作当成一个原子操作
if(ticket > 5){ //这是读取共享数据
try{
System.out.println("出售第ticket ="+ticket);
ticket -- ; //这是改写共享数据
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedException e){}
}//if
}
}
}


同步真的安全吗?
过多的同步可能引起死锁
故事: 张三想要李四的画,李四想要张三的书,于是张三对李四说:你把你的画给我,我就给你我的书,李四对张三说:你把你的书给我,我就给你我的画。。。于是。。。死锁出现了

class Zhangsan{
public void say(){
System.out.println("张三对李四说:”你给我画,我就给你书“");
}
public void get(){

System.out.println("张三得到画了");
}
}

class Lisi{
public void say(){
System.out.println("李四对张三说:”你给我书,我就给你画“");
}
public void get(){
System.out.println("李四得到书了");
}
}

class ThreadDeadLock implements Runnable{
private static Zhangsan zs = new Zhangsan();
private static Lisi ls = new Lisi();
public boolean isZhangsanFirst = true;
public void run(){
if(isZhangsanFirst){
synchronized (zs) { //不让别的线程来问zs有没有书,因为这里zs,ls都是共享变量
zs.say();
try{
Thread.sleep(500);
}catch(InterruptedException e){}
synchronized(ls){ //不让别的线程去拿李四的书
zs.get();
}
}
}else{
synchronized (ls) {
ls.say();
try{
Thread.sleep(500);
}catch(InterruptedException e){}
synchronized(zs){ //这里告诉我们两层嵌套很容易死锁
ls.get();
}
}
}
}

public static void main(String[] args){
ThreadDeadLock zsFirst = new ThreadDeadLock();
ThreadDeadLock lsFirst = new ThreadDeadLock();
zsFirst.isZhangsanFirst = true;
lsFirst.isZhangsanFirst = false;
Thread t1 = new Thread(zsFirst);
Thread t2 = new Thread(lsFirst);
}
}

下面对synchronized(ls){}来做几点说明
synchronized可以用在方法上,一般不用,因为如果是放在方法上的话,那么默认的锁是这个方法所在类的实例,如果我们对这个类new了两个的话,那么根本锁不住
同理synchronized(ls){}能达到锁的目的,是因为这个ls虽然是new出来的,但是是static的,也就是说只会被new一次
还有一种解决方案是synchronized(ls.getClass()){} 因为ls这个对象的类的字节码只有一份。。。。。
或者根据String对象可以在对象池的原理,还可以这样
synchronized("a"){} 呵呵,玩玩而已啦
总之:我们要保证钥匙只有一份就可以了

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