Java線程總結(jié)

2019-11-18 10:47:31

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在論壇上面經(jīng)常看到初學(xué)者對線程的無可奈何，所以總結(jié)出了下面一篇文章，希望對一些正在學(xué)習(xí)使用java線程的初學(xué)者有所幫助。

首先要理解線程首先需要了解一些基本的東西，我們現(xiàn)在所使用的大多數(shù)操作系統(tǒng)都屬于多任務(wù)，分時操作系統(tǒng)。正是由于這種操作系統(tǒng)的出現(xiàn)才有了多線程這個概念。我們使用的windows,linux就屬于此列。什么是分時操作系統(tǒng)呢，通俗一點與就是可以同一時間執(zhí)行多個程序的操作系統(tǒng)，在自己的電腦上面，你是不是一邊聽歌，一邊聊天還一邊看網(wǎng)頁呢？但實際上，并不上cpu在同時執(zhí)行這些程序，cpu只是將時間切割為時間片，然后將時間片分配給這些程序，獲得時間片的程序開始執(zhí)行，不等執(zhí)行完畢，下個程序又獲得時間片開始執(zhí)行，這樣多個程序輪流執(zhí)行一段時間，由于現(xiàn)在cpu的高速計算能力，給人的感覺就像是多個程序在同時執(zhí)行一樣。
一般可以在同一時間內(nèi)執(zhí)行多個程序的操作系統(tǒng)都有進程的概念.一個進程就是一個執(zhí)行中的程序,而每一個進程都有自己獨立的一塊內(nèi)存空間,一組系統(tǒng)資源.在進程概念中,每一個進程的內(nèi)部數(shù)據(jù)和狀態(tài)都是完全獨立的.因此可以想像創(chuàng)建并執(zhí)行一個進程的系統(tǒng)開像是比較大的，所以線程出現(xiàn)了。在java中，程序通過流控制來執(zhí)行程序流,程序中單個順序的流控制稱為線程,多線程則指的是在單個程序中可以同時運行多個不同的線程,執(zhí)行不同的任務(wù).多線程意味著一個程序的多行語句可以看上去幾乎在同一時間內(nèi)同時運行.（你可以將前面一句話的程序換成進程，進程是程序的一次執(zhí)行過程,是系統(tǒng)運行程序的基本單位）

線程與進程相似,是一段完成某個特定功能的代碼,是程序中單個順序的流控制;但與進程不同的是,同類的多個線程是共享一塊內(nèi)存空間和一組系統(tǒng)資源,而線程本身的數(shù)據(jù)通常只有微處理器的寄存器數(shù)據(jù),以及一個供程序執(zhí)行時使用的堆棧.所以系統(tǒng)在產(chǎn)生一個線程,或者在各個線程之間切換時,負擔(dān)要比進程小的多,正因如此,線程也被稱為輕負荷進程(light-weight PRocess).一個進程中可以包含多個線程.

多任務(wù)是指在一個系統(tǒng)中可以同時運行多個程序,即有多個獨立運行的任務(wù),每個任務(wù)對應(yīng)一個進程，同進程一樣,一個線程也有從創(chuàng)建,運行到消亡的過程,稱為線程的生命周期.用線程的狀態(tài)(state)表明線程處在生命周期的哪個階段.線程有創(chuàng)建,可運行,運行中,阻塞,死亡五中狀態(tài).通過線程的控制與調(diào)度可使線程在這幾種狀態(tài)間轉(zhuǎn)化每個程序至少自動擁有一個線程,稱為主線程.當(dāng)程序加載到內(nèi)存時,啟動主線程.

[線程的運行機制以及調(diào)度模型]
java中多線程就是一個類或一個程序執(zhí)行或治理多個線程執(zhí)行任務(wù)的能力，每個線程可以獨立于其他線程而獨立運行，當(dāng)然也可以和其他線程協(xié)同運行，一個類控制著它的所有線程，可以決定哪個線程得到優(yōu)先級，哪個線程可以訪問其他類的資源，哪個線程開始執(zhí)行，哪個保持休眠狀態(tài)。
下面是線程的機制圖：
Java線程總結(jié)

線程的狀態(tài)表示線程正在進行的活動以及在此時間段內(nèi)所能完成的任務(wù).線程有創(chuàng)建,可運行,運行中,阻塞,死亡五中狀態(tài).一個具有生命的線程,總是處于這五種狀態(tài)之一：
1.創(chuàng)建狀態(tài)
使用new運算符創(chuàng)建一個線程后,該線程僅僅是一個空對象,系統(tǒng)沒有分配資源,稱該線程處于創(chuàng)建狀態(tài)(new thread)
2.可運行狀態(tài)
使用start()方法啟動一個線程后,系統(tǒng)為該線程分配了除CPU外的所需資源,使該線程處于可運行狀態(tài)(Runnable)
3.運行中狀態(tài)
Java運行系統(tǒng)通過調(diào)度選中一個Runnable的線程,使其占有CPU并轉(zhuǎn)為運行中狀態(tài)(Running).此時,系統(tǒng)真正執(zhí)行線程的run()方法.
4.阻塞狀態(tài)
一個正在運行的線程因某種原因不能繼續(xù)運行時,進入阻塞狀態(tài)(Blocked)
5.死亡狀態(tài)
線程結(jié)束后是死亡狀態(tài)(Dead)

同一時刻假如有多個線程處于可運行狀態(tài),則他們需要排隊等待CPU資源.此時每個線程自動獲得一個線程的優(yōu)先級(priority),優(yōu)先級的高低反映線程的重要或緊急程度.可運行狀態(tài)的線程按優(yōu)先級排隊,線程調(diào)度依據(jù)優(yōu)先級基礎(chǔ)上的"先到先服務(wù)"原則.
線程調(diào)度治理器負責(zé)線程排隊和CPU在線程間的分配,并由線程調(diào)度算法進行調(diào)度.當(dāng)線程調(diào)度治理器選種某個線程時,該線程獲得CPU資源而進入運行狀態(tài).

線程調(diào)度是先占式調(diào)度,即假如在當(dāng)前線程執(zhí)行過程中一個更高優(yōu)先級的線程進入可運行狀態(tài),則這個線程立即被調(diào)度執(zhí)行.先占式調(diào)度分為:獨占式和分時方式.
獨占方式下,當(dāng)前執(zhí)行線程將一直執(zhí)行下去,直到執(zhí)行完畢或由于某種原因主動放棄CPU,或CPU被一個更高優(yōu)先級的線程搶占
分時方式下,當(dāng)前運行線程獲得一個時間片,時間到時,即使沒有執(zhí)行完也要讓出CPU,進入可運行狀態(tài),等待下一個時間片的調(diào)度.系統(tǒng)選中其他可運行狀態(tài)的線程執(zhí)行
分時方式的系統(tǒng)使每個線程工作若干步,實現(xiàn)多線程同時運行

另外請注重下面的線程調(diào)度規(guī)則（假如有不理解，不急，往下看）：
①假如兩個或是兩個以上的線程都修改一個對象，那么把執(zhí)行修改的方法定義為被同步的（Synchronized）,假如對象更新影響到只讀方法，那么只度方法也應(yīng)該定義為同步的
②假如一個線程必須等待一個對象狀態(tài)發(fā)生變化，那么它應(yīng)該在對象內(nèi)部等待，而不是在外部等待，它可以調(diào)用一個被同步的方法，并讓這個方法調(diào)用wait()
③每當(dāng)一個方法改變某個對象的狀態(tài)的時候，它應(yīng)該調(diào)用notifyAll()方法，這給等待隊列的線程提供機會來看一看執(zhí)行環(huán)境是否已發(fā)生改變
④記住wait(),notify(),notifyAll()方法屬于Object類，而不是Thread類，仔細檢查看是否每次執(zhí)行wait()方法都有相應(yīng)的notify()或notifyAll()方法，且它們作用與相同的對象在java中每個類都有一個主線程，要執(zhí)行一個程序，那么這個類當(dāng)中一定要有main方法，這個man方法也就是java class中的主線程。

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