1、概念
基本概念
进程:就是电脑中一个一个的正在执行的应用程序;
线程:负责执行这个程序的执行单元;
单线程:效率低,但是安全;
多线程:效率高,但是数据不安全;
进程和线程的理解:
操作系统可以同时执行多个任务,每个任务就是进程;进程可以同时执行多个任务,每个任务就是线程。(通常一个任务就是一个程序,每个运行中的程序就是一个进程。一个程序运行时,内部可能包含了多个顺序执行流,每个顺序执行流就是一个线程)
多线程的优点:
1.进程之间不能共享内存,但是线程之间共享内存非常容易。
2.系统创建进程时需要为该进程重新分配系统资源,但创建线程代价小得多,因此使用多线程来实现多任务并发比多进程的效率高。
3.Java语言内置了多线程功能支持,而不是单纯地作为底层操作系统的调度方式,简化了Java的多线程编程。
2、多线程实现方式
方式一:
1、自定义一个继承Thread类,重写run()方法;
2、创建Thread子类对象,调用start()方法,开启线程;
使用继承Thread类的方法创建线程类时,多个线程之间无法共享线程类的成员变量(子类定义的成员变量)。
方式二:推荐使用
1、自定义一个类,实现Runnable接口,重写run()方法;
2、创建Thread对象,创建该类对象, 通过Thread类构造方法,把该类对象传进去;
3、调用Thread类的start()方法开启线程;
实现Runnable接口的方式,多个线程可以共享同一个线程类的成员变量。
方式三:使用Callable和Future创建线程
创建线程的三种方式对比(实现接口和继承Thread类):
实现Runnable或Callable接口创建多线程
优点:
1.线程类只是实现了接口,还可以继承其他的类;
2.多个线程可以共享同一个target对象,非常适合多个线程来处理同一份资源的情况,从而可以将CPU、代码和数据分开,形成清晰地模型,较好地体现了面向对象的思想;
缺点:
1.编程稍微复杂,如果需要访问当前线程,则必须使Thread.currentThread()方法;
继承Thread类创建多线程:
优点:编写简单,如果需要访问当前线程,直接 使用this可以获得当前线程;
缺点:不能再继承其他父类;
3、线程的生命周期
新建:使用new关键字创建一个线程;
此时,仅仅Java虚拟机为其分配内存,并初始化其成员变量的值。
就绪:调用start()方法后,线程处于就绪状态,等待获取CPU的使用权。
此时,具备了执行条件,不具备执行权利。
运行:就绪状态的线程得到CPU的使用权后,进入运行状态。
此时,具备了执行条件,具备了执行权利。
等待:运行状态下的线程,调用thread类中的wait()方法,线程进入等待状态。
此时,必须调用thread类中的notify()方法才能被唤醒,唤醒后处于就绪状态。
休眠:运行状态下的线程,调用thread类中的sleep()方法,则会进入休眠状态。休眠时间结束后,进入就绪状态;
阻塞:运行状态下的线程,发出输入/输出请求时,线程进入阻塞状态,等待输入/输出结束时线程进入就绪状态。对于阻塞的线程,即使系统资源空闲,线程依然不能回到运行状态。
死亡:三种情况:
1.当线程的run()方法或call()方法执行完毕后,线程进入死亡状态。
2.线程抛出一个未捕获的Exception或Error
3.直接调用该线程的stop()方法来结束该线程。(该方法容易导致死锁,不推荐使用)
Note:不能对一个已经死亡的线程调用start()方法使他重新启动,死亡就是死亡,该线程将不可能再次作为线程执行。对死亡的线程调用start()方法或对新创建的线程两次调用start()方法,会引发IllegalThreadStateException异常;
//当线程在同步代码块中,sleep()和wait()的区别就很明显。
4、同步方法和同步代码块
同步方法:(使用同步方法可以非常方便地实现线程安全的类)
用synchronized关键字修饰的方法,作用是每次只允许一条线程进入方法执行代码;
静态同步方法:本类的字节码对象;
非静态同步方法:无须显示指定同步监视器,同步方法的监视器是this,也就是调用该方法的对象。
同步代码块:
一个用synchronized关键字修饰的代码块,这个代码块中的代码是被锁住的代码,每次只允许一条线程来执行;
必须确保同步代码块的锁对象唯一;//所对象为被访问的共享资源作为同步监视器。
synchronized(obj){
//此处的代码就是同步代码块
}
其中,obj是同步监视器,代码的含义是:线程开始执行同步代码块之前,必须先获得对同步监视器的锁定。任何时刻只能有一个线程可以获得对同步监视器的锁定,当同步代码块执行完成后,该线程会释放对该同步监视器的锁定。
同步监视器的目的:阻止两个线程对同一个共享资源进行并发访问。因此通常使用可能被并发访问的共享资源充当同步监视器。
线程安全的类具有如下特征:
该类的对象可以被多个线程安全地访问。
每个线程调用该对象的任意方法之后都可以得到正确结果;
可变类和不可变类:
不可变类总是线程安全的,因为它的对象状态不可改变,但可变对象需要额外的方法来保证其线程安全。