Java 多线程实现

Posted 2020-10-14 云飞

多线程的目的

提到多线程就只有一个目录，更好的利用CPU资源，我们让CPU同时处理多个任务，缩短计算和处理时间。

在实现多线程之前，首先了解一个下多线程的一些概念：

多线程：在一个进程中，运行不止一个线程

并行：多个CPU 实例或者多台计算机同时运行一段处理逻辑，该中情况是真正的在时间上同时值行哦

并发：通过CPU的调度算法，让用户看上去好像是在并行，但是实际上CPU并不是真正的同时，下面引用网友一张图：

 

 

线程安全：线程安全一般是对变量或者一段代码而言，指在并发的情况下，该代码被多线程使用，但是线程的调度顺序并不会应用最终结果，我们编写程序只需要考虑系统的内存和CPU是否够用即可，反过来，非线程安全即使线程的先后值行可能造成不一样的结果

同步：在Java中的同步指的是通过人为的控制程序值行，保证共同资源来对多线程访问是线程安全的，一般同步有多种实现比如 synchronized 关键字还有CAS算法等

线程的状态

线程从开始到结果经过了如下几种状态：

NEW：新建一个线程，该线程还没有开始运行

RUNNABLE：线程在JAVA虚拟机中运行，但是在等待操作系统资源，比如CPU资源

BLOCKED：线程被阻塞，在等待监视器锁的释放进入同步方法

WAITING：线程等待，该状态是当前线程等待另一个线程值行一个特定的程序

TIMED_WAITING：和WAITING类型，不过该等待会指定一个特定时间

TERMINATED：进程运行完成

以上状态可以参考JAVA 源码中对进程状态的描述：Thread.State

 

进程状态间转换

锁

JAVA中锁是监视器提供了必要的支持。逻辑上锁是对象内存堆中头部的一部分数据，JVM中每个对象都拥有一个锁（互斥锁），任何程序都可以使用它来协调对对象的访问，如果任何程序想访问该对象实例，则必须获取该对象的锁（在锁中有区域设置），其他线程试图访问该对象必须等到获取该锁的实例释放锁（改变锁的标记）

锁用来保护代码片段，任何时刻只能有一个线程执行被保护的代码，如果一个方法使用synchronized关键字声明，那么对象的锁将保护整个方法

监视器

监视器可以看作是一个特殊的房间，该房间中有一些数据和代码，但是一次只能有一个人（消费者）使用该房间，如果想进入该房间，必须到大厅（Entry Set）去排队，调度程序会使用某种标准比如FIFO，从大厅中选择一个消费者（线程）进入特殊房间，如果这个线程因为某种原因被挂起，它将会被调度程序安排的等待房间（Wait Set），并经过一段时间之后重新分配到特殊房间。

 

 

简单来说：监视器就是用来监视线程进入特殊房间，他确保同一时间只能有一个线程可以访问特殊房间中的数据和代码。

 

 

wait/notify必须存在于synchronized中，并且，这三个关键字针对同一个监视器