多线程
1.程序与进程:程序就是一堆静态的代码,存储在硬盘上,程序如果不运行,本质就是一个文件,程序一旦运行产生进程,进程一直向前运行,直到进程结束。
2.操作系统的发展:单任务操作系统:一段时间只能运行一个程序(任务)CPU利用率极低。引入进程的概念:把程序的一次运行产生进程(内存空间。资源。程序的执行堆栈)进程作为操作系统分配资源的基本单位。多任务操作系统:一台电脑就一个CPU,多个任务轮流使用CPU,从宏观上看,一段时间有多个任务正在运行,从微观上看,一个车时间点只有一个任务在运行。CPU时间片:多个进程通过CPU时间片轮转实现多任务。这种现象称为并发操作。并行:一个时间段,多个任务同时运行,多个CPU运行各自的进程。线程的引入解决实时性的问题。
3.进程和线程的区别
4.多线程实现:thread类位于Java.lang包中,表示进程中的执行线程。实现多线程有两种方式;1.继承thread,main主线程和其它定义线程抢CPU执行。多线程在提升CPU利用率的同时,增加程序的复杂度。2.实现runnable接口:共享资源
结论:1.多线程抢占CPU执行,可能在任意位置被切换出去(挂起);
2.多线程抢占CPU后,从上次挂起的位置开始执行(先回复上次的执行堆栈)
3.多线程都可以独立运行,相互不干扰,多个线程都可以能访问共享资源,很容易导致数据错乱。
5.现成的声明周期
5.1新生状态:用new关键字建立一个线程后,该线程对象就处于新生状态,处于新生状态的线程有自己的内存空间,通过吊用start()方法进入就绪状态。
5.2就绪状态:处于就绪状态线程具备了运行条件,但还没分配到CPU,处于线程就绪队列,等待系统为其分配CPU,当系统选定一个等待执行的线程后,他就会从就绪状态进入执行状态,该动作称为CPU调度
5.3运行状态:在运行状态的线程执行自己的run方法中代码,直到等待某资源而阻塞 或完成任何而死亡,如果在给定的时间片内没有执行结束,就会被系统给换下来回到等待执行状态。
5.4阻塞状态:处于运行状态的线程在某些情况下,如执行了sleep(睡眠)方法,或等待I/O设备等资源,将让出CPU并暂时停止自己运行,进入阻塞状态。在阻塞状态的线程不能进入就绪队列。只有当引起阻塞的原因消除时,如睡眠时间已到,或等待的I/O设备空闲下来,线程便转入就绪状态,重新到就绪队列中排队等待,被系统选中后从原来停止的位置开始继续执行。
5.5死亡状态:死亡状态是线程生命周期中的最后一个阶段。线程死亡的原因有三个,一个是正常运行的线程完成了它的全部工作;另一个是线程被强制性地终止,如通过stop方法来终止一个线程【不推荐使用】;三是线程抛出未捕获的异常。
”6.线程常用方法:1.线程优先级:线程优先级高,被CPU调度的几率大,并不表示一定先运行。
System.out.println(Thread.MIN_PRIORITY);
System.out.println(Thread.MAX_PRIORITY);
System.out.println(Thread.NORM_PRIORITY);
//主线程的优先级(默认优先级)
System.out.println(Thread.currentThread().getPriority());
Thread01 t1 = new Thread01();
//设置线程的优先级
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t1.start();
Thread01 t2 = new Thread01();
//设置线程的优先级
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t2.start();
2.isalive:判断 线程是否处于活动状态,线程调用start之后就处于活动状态。
Thread01 t1 = new Thread01();
System.out.println(t1.isAlive());
//设置线程的优先级
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t1.start();
System.out.println(t1.isAlive());
3.join:调用该方法的线程强制执行,其它线程处于阻塞状态,该线程执行完毕后,其它 线程再执行join称为线程的强制执行,有可能被外界中断产生InterruptedException 中断异常。
public class Test02 {
public static void main(String[] args){
Thread02 t = new Thread02("线程A");
t.start();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
if(i == 2) {
try {
t.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "->" + i);
}
}
}
4.sleep:在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠,休眠的线程进入阻塞状态
public static void main(String[] args) {
Thread03 t = new Thread03("线程A");
t.start();
Thread mainThread = Thread.currentThread();
System.out.println(mainThread.getName()+"即将进入休眠");
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//中断线程
t.interrupt();
System.out.println(mainThread.getName()+"休眠完成");
}
5.yield:A hint to the scheduler that the current thread is willing to yield its current use of a processor. The scheduler is free to ignore this hint.当前线程给cpu调度器一个暗示,暗示其想礼让一次其拥有的cpu,CPU调度者也可以狐狸这次暗示。此时当前线程进入就绪状态。
public static void main(String[] args) {
Thread mainThread = Thread.currentThread();
Thread04 t = new Thread04("线程A");
t.start();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
if (i == 2) {
// yield使当前礼让一次
Thread.yield();
}
System.out.println(mainThread.getName() + "->" + i);
}
}
6.线程的终止:目前而言,不推荐使用stop直接终止线程。用interrupt()方法去中断正在执行的线程,而在线程内部一定要写捕获中断的异常。通过异常处理机制正常结束线程。
7.线程的安全问题:线程在执行过程中,通过cpu的调度,执行轨迹不确定,对共享资源的访问很容易造成数据的错误。我们称这个错乱称为线程安全问题。
1.同步概念:原子性操作:一个操作要么一次性做完,要么根本不开始,不存在中间状态。同步就是让操作保持原子性!java提供两种方式实现同步。1.同步代码块synchronized(obj){}中的obj称为同步监视器.同步代码块中同步监视器可以是任何对象,但是推荐使用共享资源作为同步监视器
把所有的同步操作放到同步代码块中,
synchronized (mutex) {
// .. .
}
mutex称为互斥锁/同步锁。对共享资源进行加锁实现同步。一般用共享资源作为同步锁,也称同步监视器。
public class MyRun implements Runnable {
//共享资源
private int count = 5;
@Override
public void run() {
//模拟一个窗口5个人
for (int i = 0; i < 5; i++) {
//同步代码块
// mutex 互斥锁
synchronized (this) {
if (count > 0) {
try {
Thread.sleep(3000);
count--;
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出一张票,还剩" + count + "张票");
2.同步方法:如果同步代码(原子性)很多,可以考虑使用同步方法。把普通方法用 synchronized修饰,同步方法的同步监视器是this。
Public class MyRun implements Runnable {
//共享资源
private int count = 5;
@Override
public void run() {
//模拟一个窗口5个人
for (int i = 0; i < 5; i++) {
this.saleTicket();
}
}
//同步方法默认对this加锁
private synchronized void saleTicket() {
if (count > 0) {
try {
Thread.sleep(3000);
count--;
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出一张票,还剩" + count + "张票");
8.死锁:线程t1,拥有A资源,再次申请B资源,线程t2,拥有B资源,再申请A资源,t1因为没有申请到B资源而进入阻塞;t2因为没有申请到A资源进入阻塞。此时两个线程都处于阻塞状态而不能正常结束,而此时cpu空转,这种情况称为死锁。