Java SE——线程

1、基本概念描述

首先区分进程和线程的概念:

进程——即正在运行的程序,负责了这个程序的内存空间分配,代表了内存中的执行区域。

线程——就是在一个进程中负责一个执行路径。

比如在用某60清理电脑时,一键优化与垃圾清除同时在运行,这时在一个进程中就同时在执行了多个任务——多线程(一个进程中多个执行路径同时执行)


多线程的好处:

1.解决了一个进程里面可以同时运行多个任务(执行路径)。

2.提高资源的利用率(注意并不是提高效率)。

多线程的弊端:

1.降低了一个进程里面的线程的执行频率。

2.对线程进行管理要求额外的CPU开销。线程的使用会给系统带来上下文切换的额外负担。

3.当多个线程需要对公有变量进行写操作时,后一个线程往往会修改掉前一个线程存放的数据,发生线程安全问题。

4.即较长时间的等待或资源竞争以及死锁等多线程症状。


进程的假象

“多任务”操作系统能同时运行多个进程(程序)——但实际是由于CPU分时机制的作用,使每个进程都能循环获得自己的CPU时间片。但由于轮换速度非常快,使得所有程序好象是在“同时”运行一样。


2、Java中创建线程的方式

2.1、方式一:继承Thread

创建步骤:
1. 自定义一个类继承Thread类。

2. 重写Thread类的run方法 , 把自定义线程的任务代码写在run方法中

3. 创建Thread的子类对象,并且调用start方法开启线程。

具体例子如下

注意:一个线程一旦开启,那么线程就会执行run方法中的代码,run方法千万不能直接调用,直接调用run方法就相当调用了一个普通的方法而已,并没有开启新的线程。


常用方法:

Thread(String name) ——初始化线程的名字

setName(String name)——设置线程对象名

getName()——返回线程的名字

sleep()——线程睡眠指定的毫秒数,静态方法

currentThread() ——返回当前的线程对象,静态方法

getPriority()——返回当前线程对象的优先级,默认线程的优先级是5(最大的优先级是10,最小的1)

setPriority(int newPriority)——设置线程的优先级。虽然设置了线程的优先级,但是具体的实现取决于底层的操作系统的实现

通过一个实例来体会以上方法

首先我们自定义一个线程

接着在主函数中实例化这个线程,并尝试调用之前所述的方法

控制台输出结果如下

自定义线程的优先级:10

当前线程对象:Thread[铁蛋,10,main]

主线程的优先级:5

主线程的名字:main


线程同步机制

如之前所讲,当多个线程需要对公有变量进行写操作时,后一个线程往往会修改掉前一个线程存放的数据,发生线程安全问题

出现线程安全问题的根本原因:

1. 存在两个或者两个以上的线程对象,而且线程之间共享着一个资源。

2. 有多个语句操作了共享资源。

sun公司提供了线程同步机制让我们解决这类问题。

实现同步机制有两种方式:同步代码块与同步函数,下面来看一个利用同步代码块实现同步机制的经典案例。

需求: 模拟3个窗口同时在售50张票

定义一个售票线程

主函数创建三个售票窗口

同步代码块要注意事项:

1. 任意的一个对象都可以做为锁对象。

2. 只有真正存在线程安全问题的时候才使用同步代码块,否则会降低效率的。

3. 多线程操作的锁对象必须是唯一共享的,否则无效。(例子中的“锁”在字符串常量池中,唯一且共享)


死锁现象:

java中同步机制解决了线程安全问题,但是也同时引发死锁现象。

死锁现象出现 的根本原因:

1. 存在两个或者两个以上的线程。

2. 存在两个或者两个以上的共享资源。

死锁现象的解决方案: 没有方案,只能尽量避免发生而已。


2.2、方式二:自定义类实现Runnable接口

创建步骤

1. 自定义一个类实现Runnable接口。

2. 实现Runnable接口的run方法,把自定义线程的任务定义在run方法上。

3. 创建Runnable实现类对象。

4. 创建Thread类的对象,并且把Runnable实现类的对象作为实参传递。

5. 调用Thread对象的start方法开启一个线程。

注意:Runnable实现类的对象并不是一个线程对象,只不过是实现了Runnable接口的对象而已。只有是Thread或者是Thread的子类才是线程对象。

例子如下:


3、线程间通讯

线程通讯指的是:一个线程完成了自己的任务时,要通知另外一个线程去完成另外一个任务

线程间通讯主要通过以下几个方法实现:

wait()——如果线程执行了wait方法,那么该线程会进入等待的状态,等待状态下的线程必须要被其他线程调用notify方法才能唤醒。

notify()——唤醒线程池等待线程其中的一个。

notifyAll() ——唤醒线程池所有等待线程。

wait与notify方法要注意的事项:

1. wait方法与notify方法是属于Object对象的。

2. wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中才能使用。

3. wait方法与notify方法必需要由锁对象调用。

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