java线程

Posted 2020-08-23

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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线程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

java线程

1.区分线程、进程的区别

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。（进程中的线程数量是有限的）

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。

多线程的并发运行：指可以有两个或两个以上的线程同时运行（ “同时”执行是人的感觉，在线程之间实际上轮换执行。 ）

2.同步与异步（不是在时间上的同步与异步）

同步：更多是指一个事件依赖于另一个事件的发生，效率比较低（为了防止多个线程访问一个数据对象时，对数据造成的破坏）

锁机制：在线程中当对其中一个线程进行数据改变时，会对该线程进行枷锁，等到该空间释放后，其他在执行，有点偏向于是单线程

在java中，每个对象都有一个内置锁，当代码运行到synchronized关键字时，会获得与正在执行代码相关对象（this）的锁

一个对象只有一个锁，当一个进程获得该对象的锁时，其余进程便不能再获取该对象，进入等待状态，直至该线程释放该对象

而当该对象进入休眠状态时，也不会释放该对象的锁

当两个进程互相等待对象释放被锁对象时，就会进入死锁状态

而一个线程可以获得多个锁，同时只能同步方法，不能同步变量和类

而当同步静态方法时，则是获得整个类的锁

静态同步方法和非静态同步方法将永远不会彼此阻塞，因为静态方法锁定在Class对象上，非静态方法锁定在该类的对象上。

两种方法：

public int fix(int y) {
        synchronized (this) {
            x = x - y;
        }
        return x;

}

public synchronized int getX() {
return x++;

}

在使用synchronized关键字时候，应该尽可能避免在synchronized方法或synchronized块中使用sleep或者yield方法，因为synchronized程序块占有着对象锁，你休息那么其他的线程只能一边等着你醒来执行完了才能执行。不但严重影响效率，也不合逻辑。

异步：则是指几个线程互不相干，两者可以分开进行

3.线程状态：创建+就绪+运行+结束+阻塞（实现Thread 类或实现runabled接口、callable接口）

创建：new Thread（）

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。

就绪：start（）方法运行，进入可调度状态

等待/阻塞/睡眠：还没有满足条件时，需要的等待条件满足，解决后，又回到就绪状态等待CPU调度

[通过改变线程的优先级别可改变线程的运行顺序，但线程的优先级别不可依靠]

死亡：线程的run（）方法运行结束，进入死亡状态，不能再次使用start（）方法，会报错（ java.lang.IllegalThreadStateException异常）

线程的调度是JVM的一部分，在一个CPU的机器上上，实际上一次只能运行一个线程。一次只有一个线程栈执行。（多个线程轮换执行：同时的假象）

同一个线程不能开始两次

线程离开原先状态的三种方法：

1、休眠：调用Thread.sleep()：使当前线程睡眠至少多少毫秒（尽管它可能在指定的时间之前被中断）。

2、让步：调用Thread.yield()：不能保障太多事情，尽管通常它会让当前运行线程回到可运行性状态，使得有相同优先级的线程有机会执行。

3、合并：调用join()方法：保证当前线程停止执行，直到该线程所加入的线程完成为止。然而，如果它加入的线程没有存活，则当前线程不需要停止。

比如a加入b线程后，b线程需等a线程执行完后才可以执行

（两线程互相join时，出现死锁现象）

设置优先级别：t1.setPriority(1-10);

4.守护线程：顾名思义，守护线程就是专门为用户线程服务的线程，他与用户线程最明显的区别就在于：当jvm 中存在用户线程时，jvm就不会退出，而当只剩下守护线程时，jvm就会退出服务，并且守护线程也会想对应终止服务。因为他最大的任务就是服务用户线程，当用户线程不存在时，它便没有存在的必要了。jvm中典型的守护线程就是垃圾回收线程。

它主要通过设置线程对象的daemon属性，要在调用之前使用；所以在设置daemon的线程会出现执行一半就停止的现象，在守护线程中创建的线程也是属于守护线程，需慎用守护线程

Thread类中run()和start()方法的区别如下：
run()方法:在本线程内调用该Runnable对象的run()方法，可以重复多次调用；

start()方法:启动一个线程，调用该Runnable对象的run()方法，不能多次启动一个线程；

5.线程交互：指线程之间的信息通知和相应处理

void notify()
唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
void notifyAll()
唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
void wait()

导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify()方法或 notifyAll()方法。

必须从同步环境内调用wait()、notify()、notifyAll()方法。线程不能调用对象上等待或通知的方法，除非它拥有那个对象的锁。

wait()、notify()、notifyAll()都是Object的实例方法。与每个对象具有锁一样，每个对象可以有一个线程列表，他们等待来自该信号（通知）。线程通过执行对象上的wait()方法获得这个等待列表。从那时候起，它不再执行任何其他指令，直到调用对象的notify()方法为止。如果多个线程在同一个对象上等待，则将只选择一个线程（不保证以何种顺序）继续执行。如果没有线程等待，则不采取任何特殊操作。

简单理解就是，每个对象上都有一个锁，当执行wait（）时，其他线程会放弃该对象的锁，而执行wait（）的线程将获得该对象的锁

当执行notify（）时，线程却未必会放弃锁，会当他执行完之后再放弃锁

6.线程异常：线程的错误只能在本地处理，不能往上抛，就算往上抛，也只会现实问题出现在线程内

7.线程池：

线程池的基本思想还是一种对象池的思想，开辟一块内存空间，里面存放了众多（未死亡）的线程，池中线程执行调度由池管理器来处理。当有线程任务时，从池中取有限个，执行完成后线程对象归池，这样可以避免反复创建线程对象所带来的性能开销，节省了系统的资源。

在Java5中，需要了解的是java.util.concurrent.Executors类的API，这个类提供大量创建连接池的静态方法

虽然线程池的顶级接口是executors，但这个只是一个执行线程的工具，executorsService才是线程池的接口

newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
newFixedThreadPool：创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。
newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。
newScheduledThreadPool：创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求，可在给定延期后或定期执行

pool.schedule(t4, 10, TimeUnit.MILLISECONDS);（延时执行）

publicclass Test {

publicstaticvoid main(String[] args) {

//创建一个可重用固定线程数的线程池

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); //固定大小的线程池，每次执行两条线程

                //创建实现了Runnable接口对象，Thread对象当然也实现了Runnable接口
                Thread t1 = new MyThread();
                Thread t2 = new MyThread();
                Thread t3 = new MyThread();
                Thread t4 = new MyThread();

Thread t5 = new MyThread();

//将线程放入池中进行执行，按任务的提交顺序执行，线程的命名顺序也是按线程池中执行顺序来命名

                pool.execute(t1);
                pool.execute(t2);
                pool.execute(t3);
                pool.execute(t4);
                pool.execute(t5);
                //关闭线程池
                pool.shutdown();
        }

}

可以自定义线程池：（主要是新建ThreadPoolExecutor对象）

ThreadPoolExecutor pool = newThreadPoolExecutor(2,3,2,TimeUnit.MILLISECONDS,bqueue);

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,

BlockingQueue<Runnable> workQueue)

参数：

corePoolSize -池中所保存的线程数，包括空闲线程。

maximumPoolSize -池中允许的最大线程数。

keepAliveTime -当线程数大于核心时，此为终止前多余的空闲线程等待新任务的最长时间。

unit - keepAliveTime参数的时间单位。

workQueue -执行前用于保持任务的队列。此队列仅保持由execute方法提交的Runnable任务。

8.并发协作：生产消费模型