【Java多线程】之1进程与线程概述

该系列博客转载于博客https://www.cnblogs.com/xrq730,为原博客博主点赞

进程与线程

谈到多线程,就得先讲进程和线程的概念。

进程

进程可以理解为受操作系统管理的基本运行单元。360浏览器是一个进程、WPS也是一个进程,正在操作系统中运行的".exe"都可以理解为一个进程。

线程

进程中独立运行的子任务就是一个线程。像QQ.exe运行的时候就有很多子任务在运行,比如聊天线程、好友视频线程、下载文件线程等等。

为什么要使用多线程

如果使用得当,线程可以有效地降低程序的开发和维护等成本,同时提升复杂应用程序的性能。具体说,线程的优势有:

发挥多处理器的强大能力

现在,多处理器系统正日益盛行,并且价格不断降低,即时在低端服务器和中断桌面系统中,通常也会采用多个处理器,这种趋势还在进一步加快,因为通过提高时钟频率来提升性能已变得越来越困难,处理器生产厂商都开始转而在单个芯片上放置多个处理器核。试想,如果只有单个线程,双核处理器系统上程序只能使用一半的CPU资源,拥有100个处理器的系统上将有99%的资源无法使用。多线程程序则可以同时在多个处理器上执行,如果设计正确,多线程程序可以通过提高处理器资源的利用率来提升系统吞吐率。

在单处理器系统上获得更高的吞吐率

如果程序是单线程的,那么当程序等待某个同步I/O操作完成时,处理器将处于空闲状态。而在多线程程序中,如果一个线程在等待I/O操作完成,另一个线程可以继续运行,使得程序能在I/O阻塞期间继续运行。

建模的简单性

通过使用线程,可以将复杂并且异步的工作流进一步分解为一组简单并且同步的工作流,每个工作流在一个单独的线程中运行,并在特定的同步位置进行交互。我们可以通过一些现有框架来实现上述目标,例如Servlet和RMI,框架负责解决一些细节问题,例如请求管理、线程创建、负载平衡,并在正确的时候将请求分发给正确的应用程序组件。编写Servlet的开发人员不需要了解多少请求在同一时刻要被处理,也不需要了解套接字的输入流或输出流是否被阻塞,当调用Servlet的service方法来响应Web请求时,可以以同步的方式来处理这个请求,就好像它是一个单线程程序。

异步事件的简化处理

服务器应用程序在接受多个来自远程客户端的套接字连接请求时,如果为每个连接都分配其各自的线程并且使用同步I/O,那么就会降低这类程序的开发难度。如果某个应用程序对套接字执行读操作而此时还没有数据到来,那么这个读操作将一直阻塞,直到有数据到达。在单线程应用程序中,这不仅意味着在处理请求的过程中将停顿,而且还意味着在这个线程被阻塞期间,对所有请求的处理都将停顿。为了避免这个问题,单线程服务器应用程序必须使用非阻塞I/O,但是这种I/O的复杂性要远远高于同步I/O,并且很容易出错。然而,如果每个请求都拥有自己的处理线程,那么在处理某个请求时发生的阻塞将不会影响其他请求的处理。

创建线程的方式

创建线程有两种方式:

继承Thread,重写父类的run()方法

public class MyThread00 extends Thread
{        
    public void run()
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在运行!");
        }
    }
}
public static void main(String[] args)
{
    MyThread01 mt0 = new MyThread01();
    Thread t = new Thread(mt0);
    t.start();
        
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在运行!");
    }
}

看一下运行结果:

main在运行!
Thread-0在运行!
main在运行!
Thread-0在运行!
main在运行!
Thread-0在运行!
main在运行!
Thread-0在运行!
main在运行!
Thread-0在运行!

看到main线程和Thread-0线程交替运行,效果十分明显。

有可能有些人看不到这么明显的效果,这也很正常。所谓的多线程,指的是两个线程的代码可以同时运行,而不必一个线程需要等待另一个线程内的代码执行完才可以运行。对于单核CPU来说,是无法做到真正的多线程的,每个时间点上,CPU都会执行特定的代码,由于CPU执行代码时间很快,所以两个线程的代码交替执行看起来像是同时执行的一样。那具体执行某段代码多少时间,就和分时机制系统有关了。分时系统把CPU时间划分为多个时间片,操作系统以时间片为单位片为单位各个线程的代码,越好的CPU分出的时间片越小。所以看不到明显效果也很正常,一个线程打印5句话本来就很快,可能在分出的时间片内就执行完成了。所以,最简单的解决办法就是把for循环的值调大一点就可以了(也可以在for循环里加Thread.sleep方法,这个之后再说)。

实现Runnable接口

和继承自Thread类差不多,不过实现Runnable后,还是要通过一个Thread来启动

public class MyThread01 implements Runnable
{
    public void run()
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在运行!");
        }
    }
}
public class MyThread01 implements Runnable
{
    public void run()
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在运行!");
        }
    }
}

效果也十分明显:

main在运行!
Thread-0在运行!
main在运行!
Thread-0在运行!
main在运行!
Thread-0在运行!
main在运行!
Thread-0在运行!
main在运行!
Thread-0在运行!

两种多线程实现方式的对比

看一下Thread类的API:


image

其实Thread类也是实现的Runnable接口。两种实现方式对比的关键就在于extends和implements的对比,当然是后者好。因为第一,继承只能单继承,实现可以多实现;第二,实现的方式对比继承的方式,也有利于减小程序之间的耦合。
因此,多线程的实现几乎都是使用的Runnable接口的方式。不过,后面的文章,为了简单,就用继承Thread类的方式了。

线程状态

虚拟机中的线程状态有六种,定义在Thread.State中:

1、新建状态NEW

new了但是没有启动的线程的状态。比如"Thread t = new Thread()",t就是一个处于NEW状态的线程

2、可运行状态RUNNABLE

new出来线程,调用start()方法即处于RUNNABLE状态了。处于RUNNABLE状态的线程可能正在Java虚拟机中运行,也可能正在等待处理器的资源,因为一个线程必须获得CPU的资源后,才可以运行其run()方法中的内容,否则排队等待

3、阻塞BLOCKED

如果某一线程正在等待监视器锁,以便进入一个同步的块/方法,那么这个线程的状态就是阻塞BLOCKED

4、等待WAITING

某一线程因为调用不带超时的Object的wait()方法、不带超时的Thread的join()方法、LockSupport的park()方法,就会处于等待WAITING状态

5、超时等待TIMED_WAITING

某一线程因为调用带有指定正等待时间的Object的wait()方法、Thread的join()方法、Thread的sleep()方法、LockSupport的parkNanos()方法、LockSupport的parkUntil()方法,就会处于超时等待TIMED_WAITING状态

6、终止状态TERMINATED
线程调用终止或者run()方法执行结束后,线程即处于终止状态。处于终止状态的线程不具备继续运行的能力

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,445评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,889评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,047评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,760评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,745评论 5 367
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,638评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,011评论 3 398
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,669评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,923评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,655评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,740评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,406评论 4 320
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,995评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,961评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,197评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,023评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,483评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容

  • 进程和线程 进程 所有运行中的任务通常对应一个进程,当一个程序进入内存运行时,即变成一个进程.进程是处于运行过程中...
    胜浩_ae28阅读 5,084评论 0 23
  • 本文是我自己在秋招复习时的读书笔记,整理的知识点,也是为了防止忘记,尊重劳动成果,转载注明出处哦!如果你也喜欢,那...
    波波波先森阅读 11,232评论 4 56
  • 进程和线程 进程 所有运行中的任务通常对应一个进程,当一个程序进入内存运行时,即变成一个进程.进程是处于运行过程中...
    小徐andorid阅读 2,797评论 3 53
  • 单任务 单任务的特点是排队执行,也就是同步,就像再cmd输入一条命令后,必须等待这条命令执行完才可以执行下一条命令...
    Steven1997阅读 1,165评论 0 6
  • 文 | 引荐 二十五年前,杏树弯的杨林外出时,在三叉路口旁捡了一个弃婴,弱瘦体痿。看起来像养不活的样子,众乡亲都劝...
    生活简单多些付出阅读 389评论 0 0