多线程作为面试必问点,必须系统的深入学习才能经受住面试官的拷打。 笔者认为不管学什么,都是先要有个整体的认知,再逐步的分解学习,以达到化难为简的目的。下表是我们接下来要学习的技能点, *** 最重要,先整体了解,之后再逐步学习。 程序: 程序是一段静态的代码,一般存储在硬盘 进程: 进程是指一种正在运行程序,一般运行在内存 进程的特点 并发和并行区别 并行(parallel): 指在同一时刻,有多条指令在多个处理器上同时执行。所以无论从微观还是从宏观来看,二者都是一起执行的。 并发(concurrency): 指在同一时刻只能有一条指令执行,但多个进程指令被快速的轮换执行,使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果,但在微观上并不是同时执行的,只是把时间分成若干段,使多个进程快速交替的执行。 线程Thread 线程特点 进程与线程的区别 面试常问点,注意根本区别的理解,必答点。 举个例子帮助理解CPU,进程,线程之间的关系: 班级:501、502、503 小组:1、2、3、4、5… (真正做事的,看作线程) 完成一件事份:大扫除 对比 面试常问,线程创建有几种方式?必须掌握,下面将以龟兔赛跑的例子帮助大家理解 举个龟兔赛跑的栗子 运行结果: 总结 学习编程查看源代码是非常重要的 先看看Runnable接口的源码,发现它只有一个方法run(),功能并不完善,并不是真正意义上的线程。 举个龟兔赛跑的栗子 思考:如果多个同种乌龟和一个兔子赛跑呢?,假设这种乌龟的体力值为100,在TortoiseThread类中定义体力值Physicalstrength 再次思考,如果某个Runnable的实现类只使用一次,能否用优雅的代码实现? 优雅代码的编写是程序员必须考虑得事情,思考?在龟兔赛跑的比赛中,他们身份都是赛跑选手,那能否根据这些共同点用其它的方式创建这些选手? 创建Test类 总结 两种定义线程类的优略 Thread常用的方法 匿名内部类的使用 先查看源代码,我们可以发现几点和之前runnable不一样的地方,支持泛型,可以抛出各种异常,等等,不过我们可以通过源码判断Callable接口也并非真正意义上的线程。 用new关键字建立一个线程对象后,该线程对象就处于新生状态。 处于新生状态的线程有自己的内存空间,通过调用 start()进入就绪状态 处于就绪状态线程具备了运行条件,但是还没有分配到内存,处于线程就绪队列,等待系统为其分配CPU 当系统选定一个等待执行的线程后,它就会从就绪状态进入执行状态,该动作称之为“cpu调度“。 在运行状态的线程执行自己的run方法中代码,直到等待某资源而阻塞或完成任务而死亡 如果在给定的时间片内没有执行结束,就会被系统给换下来回到等待执行状态。 处于运行状态的线程在某些情况下,如执行了sleep(睡眠)方法,或等待IO设备等資源,将让出CPU并暂时停止自己的运行,进入阻塞状态 在阻壅状态的线程不能进入就绪队列。只有当引起胆壅的原因消除时,如睡眠时间已到,或等待的I/O设备空闲下来,线程便转入就绪状态,重新到就绪队列中排队等待,被系统选中后从原来停止的位詈开始继续运行 更完整的生命周期 后续补充
技能点名称
难易程度
认知程度
重要程度
进程和线程
易
理解
**
线程的创建和启动
中
应用
***
线程生命周期
易
理解
***
线程控制
易
理解
*
线程同步
中
应用
***
同步代码块
中
应用
***
同步方法
中
应用
***
Reentrant Lock锁
中
应用
***
线程通信
难
应用
**
线程组
易
了解
*
线程池
中
理解
**
1.线程基础内容
1.1程序、进程与线程
区别
进程
线程
根本区别
作为资源分配的单位
cpu调度和执行的单位
开销
每个进程都有独立的代码和数据空间(进程上下文),进程间的切换会有较大的开销。
线程可以看成是轻量级的进程,同一类进程共享代码和数据空间,每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC),线程切换的开销小
所处环境
在操作系统中能同时运行多个任务(程序)
在同一应用程序中有多个顺序流同时执行
分配内存
系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存区域
除CPU外,不会为线程分配内存(线程使用的线程是它所属进程的资源),线程组只能共享资源
包含关系
没有线程的进程可以被看作单线程的,如果一个进程内拥有多个线程,则执行过程不是一条线的,而是多条线(线程)共同完成的。
线程是进程一部分,所以线程有时被称为轻量级进程
1.2线程的创建和启动
1.2.1线程的创建
方式1:继承Java.lang.Thread类,并覆run()方法
/** * 功能:龟兔赛跑 * 技能:线程的创建和启动 */ public class Test { public static void main(String[] args) { //创建线程对象 Thread thread= new TortoiseThread(); //启动线程 //thread.run();//错误 thread.start(); while(true){ System.out.println("兔子暂时领先 "+"线程名:"+Thread.currentThread().getName()+"线程优先级:"+Thread.currentThread().getPriority()); } } }
public class TortoiseThread extends Thread{ //继承 /* *方法体,线程执行的代码,线程要完成的任务 */ @Override public void run() { while (true){ System.out.println("乌龟领先了,add oil..."+this.getName()+" "+this.getPriority()); } } }
乌龟领先了,add oil... 线程名:Thread-0 线程优先级:5 乌龟领先了,add oil... 线程名:Thread-0 线程优先级:5 乌龟领先了,add oil... 线程名:Thread-0 线程优先级:5 兔子领先了,add oil... 线程名:main 线程优先级:5 兔子领先了,add oil... 线程名:main 线程优先级:5
public class TortoiseThread extends Thread{ public void run(){ //线程体 //线程执行的代码 } }
Thread thread= new TortoiseThread();//子类对象赋给父类的引用
thread.run();//错误,可以理解为直接调用run()方法里的代码,并非真正开启线程 thread.start();//正确
方式2:实现java.lang.Runnable接口,并实现run()方法
Thread源码中的构造方法,说明我们通过Runnable创建线程实际还是通过Thread类创建的。
/** * 功能:龟兔赛跑 * 技能:定义线程类方法2 */ public class Test { public static void main(String[] args) { //创建线程对象 Runnable runnable= new TortoiseRunnable(); Thread thread = new Thread(runnable); //启动线程 thread.start(); while(true){ System.out.println("兔子领先了,add oil..."+" 线程名:"+Thread.currentThread().getName()+" 线程优先级:"+Thread.currentThread().getPriority()); } } }
public class TortoiseRunnable implements Runnable{ /* *方法体,线程执行的代码,线程要完成的任务 */ @Override public void run() { while (true){ System.out.println("乌龟领先了,add oil..."+" 线程名:"+this.getName()+" 线程优先级:"+this.getPriority()); } } }
public class Test { public static void main(String[] args) { //创建线程对象 Runnable runnable= new TortoiseRunnable(); //多个线程使用同一种资源,即同一种体力值的乌龟,共享成员变量 Thread thread1 = new Thread(runnable); Thread thread2 = new Thread(runnable); Thread thread3 = new Thread(runnable); //启动线程 thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); while(true){ System.out.println("兔子领先了,add oil..."+" 线程名:"+Thread.currentThread().getName()+" 线程优先级:"+Thread.currentThread().getPriority()); } } }
public class TortoiseRunnable implements Runnable{ private int Physicalstrength = 100; /* *方法体,线程执行的代码,线程要完成的任务 */ @Override public void run() { while (true){ System.out.println("乌龟领先了,add oil..."+" 线程名:"+this.getName()+" 线程优先级:"+this.getPriority()); } } }
tip:使用匿名内部类
此时只需要一个类即可public class Test2 { public static void main(String[] args) { Runnable runnable = new Runnable() { @Override public void run() { while (true){ System.out.println("乌龟领先了,add oil..."+" 线程名:"+Thread.currentThread().getName()+" 线程优先级:"+Thread.currentThread().getPriority()); } } }; //Runnable()如果只传入 一次,推荐使用此方法 Thread thread = new Thread( new Runnable() { @Override public void run() { while (true){ System.out.println("乌龟领先了,add oil..."+" 线程名:"+Thread.currentThread().getName()+" 线程优先级:"+Thread.currentThread().getPriority()); } } } ); //多个线程使用同一种资源,即同一种体力值的乌龟,共享成员变量 Thread thread1 = new Thread(runnable); Thread thread2 = new Thread(runnable); Thread thread3 = new Thread(runnable); //启动线程 thread.start(); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); while(true){ System.out.println("兔子领先了,add oil..."+" 线程名:"+Thread.currentThread().getName()+" 线程优先级:"+Thread.currentThread().getPriority()); } } }
public class RunnerThread extends Thread { private String runnerName;//参赛选手的名字 public RunnerThread() { } public RunnerThread(String name) {//线程得名称,默认得名称 thread-0 thread-1 thread-2 super(name); } public RunnerThread(String name1 , String name2){//构造方法创建线程,传入线程名称和选手名称 super(name1); this.runnerName = name2; } @Override public void run() {//共同行为代码 while (true){ System.out.println(this.runnerName+"领先了,add oil..."+" 线程名:"+this.getName()+" 线程优先级:"+this.getPriority()); } } }
package RunnerThread; public class Test { public static void main(String[] args) { //这样无论多少选手参加比赛,我们只要重复下面代码即可 Thread thread1 = new RunnerThread("刘翔线程","刘翔"); Thread thread2 = new RunnerThread("博尔特线程","博尔特"); thread1.start(); thread2.start(); } }
public class TortoiseRunnable implements Runnable{ public void run() { } }
Runnable runnable= new TortoiseRunnable(); Thread thread = new Thread(runnable);
thread.start();
优点:编程较简单
缺单:无法继承其它类
缺点:编程稍微复杂
优点:可以继承其它类,更方便多个线程共享同一个资源
run()
:线程体start()
:启动线程currentThread()
:获取当前线程
如果某个Runnable的实现类只使用一次,使用匿名内部类即可方式3:实现Callable接口,并实现call()方法
我们通过一个例子思考它的特点,与用法/** * 定义线程类的第三种方式 *public class RandomThread implements Callable<Integer> { * @Override * public Integer call() throws Exception { * } * } * 特点: * 1.有返回值 * 2.抛出异常(检查异常和运行时异常)之前的Runnable只能抛出运行时异常 * 3.支持泛型 * 4.jdk1.5提供的,功能强大 * 5.如果没有返回值,如果没有抛出检查异常,建议使用方式一和方式二 * 6.线程体方法名不是run,是call * * public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> * public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> */ //使用Callable注意有返回值,确定泛型种类 public class RandomThread implements Callable<Integer> { @Override public Integer call() throws Exception {//注意线程体是call Thread.sleep(3000);//暂停3秒 return new Random().nextInt(10); } public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { //创建一个线程对象 Callable callable = new RandomThread(); FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(callable);//FutureTask可以理解为拥有了Runnable, Future的功能,建议查看源码 Thread thread = new Thread(task); //启动线程 thread.start(); //得到返回值 System.out.println(task.isDone()); Integer result = task.get();//必须等线程执行完毕才能得到返回值,之前再次阻塞。 System.out.println(task.isDone()); System.out.println(result); } }
线程的启动
线程的生命周期
线程控制
线程同步
线程同步的必要性
线程同步的实现
死锁
线程间通信
线程间通信的必要性
线程间通信的实现
其他
线程组
线程池
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