java 线程学习。

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了java 线程学习。相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一、操作系统中线程和进程的概念

现在的操作系统是多任务操作系统。多线程是实现多任务的一种方式。

进程是指一个内存中运行的应用程序,每个进程都有自己独立的一块内存空间,一个进程中可以启动多个线程。比如在Windows系统中,一个运行的exe就是一个进程。 

线程是指进程中的一个执行流程,一个进程中可以运行多个线程。比如java.exe进程中可以运行很多线程。线程总是属于某个进程,进程中的多个线程共享进程的内存。 

同时执行是人的感觉,在线程之间实际上轮换执行。

二、Java中的线程

使用java.lang.Thread类或者java.lang.Runnable接口编写代码来定义、实例化和启动新线程。

一个Thread类实例只是一个对象,像Java中的任何其他对象一样,具有变量和方法,生死于堆上。

Java中,每个线程都有一个调用栈,即使不在程序中创建任何新的线程,线程也在后台运行着。

一个Java应用总是从main()方法开始运行,mian()方法运行在一个线程内,它被称为主线程。

一旦创建一个新的线程,就产生一个新的调用栈。

线程总体分两类:用户线程和守候线程。

当所有用户线程执行完毕的时候,JVM自动关闭。但是守候线程却不独立于JVM,守候线程一般是由操作系统或者用户自己创建的

三、 Java 线程的状态

Java 线程在某个时刻只能处于以下六种状态
1. 新建(NEW),线程尚未启动的状态。
2. 可运行(RUNNABLE),可运行状态的线程正在Java虚拟机中执行,但它可能正在等待来自操作系统(例如处理器)的其他资源。
3. 阻塞中(BLOCKED),一个线程试图获取监视器锁(JVM规范实现的内容,每个对象和类在逻辑上都是和一个监视器相关联的),但该锁正在被其它线程持有时的状态。例如进入Synchronize块或者其它线程线程调用了Object.wait方法。
4. 等待(WAITING),一个线程调用了 Object.wait、Thread.join或者LockSupport.park后的状态。例如一个线程调用了 Object.wait 等待 Object.notify 或者 Object.notifyAll 方法。
5. 计时等待(TIMED_WAITING),就是触发等待状态的相关方法加上时间参数的状态。
6. 终止(TERMINATED),线程被终止(抛出一个未被捕获的异常)或正常退出的状态。

四、启动线程

在语言层面有两种方式。java.lang.Thread 类的实例就是一个线程但是它需要调用java.lang.Runnable接口来执行,由于线程类本身就是调用的Runnable接口所以你可以继承java.lang.Thread 类或者直接调用Runnable接口来重写run()方法实现线程

在线程的Thread对象上调用start()方法,而不是run()或者别的方法。

在调用start()方法之前:线程处于新状态中,新状态指有一个Thread对象,但还没有一个真正的线程。

在调用start()方法之后:发生了一系列复杂的事情;

启动新的执行线程(具有新的调用栈);

该线程从新状态转移到可运行状态;

当该线程获得机会执行时,其目标run()方法将运行。

start()方法被用来启动新创建的线程,而且start()内部调用了run()方法,这和直接调用run()方法的效果不一样。当你调用run()方法的时候,只会是在原来的线程中调用,没有新的线程启动,start()方法才会启动新线程。

注意:对Java来说,run()方法没有任何特别之处。像main()方法一样,它只是新线程知道调用的方法名称(和签名)。因此,在Runnable上或者Thread上调用run方法是合法的。但并不启动新的线程。

五、Java中的竞态条件

竞态条件会导致程序在并发情况下出现一些bugs。多线程对一些资源的竞争的时候就会产生竞态条件,如果首先要执行的程序竞争失败排到后面执行了,那么整个程序就会出现一些不确定的bugs。这种bugs很难发现而且会重复出现,因为线程间的随机竞争。一个例子就是无序处理。

六、一个线程运行时发生异常

如果异常没有被捕获该线程将会停止执行。Thread.UncaughtExceptionHandler是用于处理未捕获异常造成线程突然中断情况的一个内嵌接口。当一个未捕获异常将造成线程中断的时候JVM会使用Thread.getUncaughtExceptionHandler()来查询线程的UncaughtExceptionHandler并将线程和异常作为参数传递给handler的uncaughtException()方法进行处理。

七、Java线程的死锁

Java多线程中的死锁 死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。这是一个严重的问题,因为死锁会让你的程序挂起无法完成任务,死锁的发生必须满足以下四个条件:

  • 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
  • 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
  • 不剥夺条件:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。
  • 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

避免死锁最简单的方法就是阻止循环等待条件,将系统中所有的资源设置标志位、排序,规定所有的进程申请资源必须以一定的顺序(升序或降序)做操作来避免死锁。

八、线程的同步

把竞争访问的资源封装类的某个需要更改的变量标识为private;
同步哪些修改变量的代码,使用synchronized关键字同步方法或代码。

//同步方法

public synchronized int fix(int y) {
        x = x - y;
        System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName() + "运行结束,减少“" + y
                + "”,当前值为:" + x);
        return x;
 }
关于锁和同步,有一下几个要点:
1)、只能同步方法,而不能同步变量和类;
2)、每个对象只有一个锁;当提到同步时,应该清楚在什么上同步?也就是说,在哪个对象上同步?
3)、不必同步类中所有的方法,类可以同时拥有同步和非同步方法。
4)、如果两个线程要执行一个类中的synchronized方法,并且两个线程使用相同的实例来调用方法,那么一次只能有一个线程能够执行方法,另一个需要等待,直到锁被释放。也就是说:如果一个线程在对象上获得一个锁,就没有任何其他线程可以进入(该对象的)类中的任何一个同步方法。
5)、如果线程拥有同步和非同步方法,则非同步方法可以被多个线程自由访问而不受锁的限制。
6)、线程睡眠时,它所持的任何锁都不会释放。
7)、线程可以获得多个锁。比如,在一个对象的同步方法里面调用另外一个对象的同步方法,则获取了两个对象的同步锁。
8)、同步损害并发性,应该尽可能缩小同步范围。同步不但可以同步整个方法,还可以同步方法中一部分代码块。
9)、在使用同步代码块时候,应该指定在哪个对象上同步,也就是说要获取哪个对象的锁。

 

 

 























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