Java核心技术卷一 多线程

1. 线程和进程:相同,不同

2. 同步和异步

3. 线程的状态

4. 线程之间的转换

5. 如何新建一个线程,并管理它的状态

6. 锁,synchronize和条件锁

7. 临界区

8. 系统调度

9. Volatile关键字


1. 线程和进程

  一个应用程序中最少有一个进程,而一个进程中又至少有一个线程。这意味着线程是属于进程的。

  最开始的时候,多线程其实是CPU对于不同线程进行处理的分配,实现了类似于多个任务同时进行的现象。这也是一开始多任务的基础,多线程中的线程就是一个任务的处理。现在的CPU多核已经好多了。

  而每一个进程拥有自己一整套的变量(有独立的地址空间),和线程之间则可以共享数据

2. 同步方法:

  当使用多个线程来访问同一个数据时,非常容易出现线程安全问题(比如多个线程都在操作同一数据导致数据不一致),所以我们用同步机制来解决这些问题。

3. 线程的状态

  首先在查看API的时候我们可以发现JVM中又定义线程状态,对线程对象使用getStatue就可以查看


  要注意的是,这几个状态代表的是JVM中的线程状态,而不是反映操作系统中的线程状态。

  下面是各个不同状态对应的意思

NEW:意味着你刚刚新建了一个线程对象,但是还没进行start操作

RUNNABLE:线程对象已经使用了start方法,这里虽然是表示可运行的状态,但是实际上,当线程被CPU调度了在进行任务处理时,也是属于在这个状态里,所以在这里这个意味着线程所处的状态是:就绪(等待CPU的调度处理)和运行中(正在被CPU使用)

BLOCKED:线程要求执行一个方法时没有获得锁对象,就会进入阻塞状态

WAITING: 我的理解是使用到了某些方法(例如wait(),或者await()),需要等待其他线程的唤起(例如notify()、notifyAll()、signal()、signalAll())才能继续进入就绪态

TIME_WAITING:则是设置了固定的时间,在这时间内获得锁并执行。

TERMINATED(又称DEAD):则是表示这个线程中的任务正常结束了,或者是出现异常而退出这个任务的执行。但是!这个线程可以恢复,所以GC是不会回收的


  实际上除了JVM给出的定义,其实我们可以将线程从操作系统的层面上理解为一下这几类(除了刚创的情况外,以下默认都是线程正常的状态),除了这些我们需要知道的是CPU的调度并不是完全执行完一个任务才会执行下一个线程,它在执行的任意时刻都有可能会暂时放下当前线程,然后去执行其他线程(正因如此才会出现不适用同步的方法,可能数据会出错),而原子操作可以认为则是CPU在执行任务时最小的单位,即只有在执行完这个单位的时候才会切换线程,原子操作不需要进行同步,因为它已经不可能出现不使用同步时出现的数据异常。


一、就绪态:前面说了由于CPU是分配时间去执行不同的线程的,所以这个状态意味着CPU还没有选取到该线程去执行,但是随时都有可能直接被CPU调度去执行这个线程的任务。时刻准备着去占用CPU



二、执行:CPU正在调度这个线程,正在执行这个线程的任务。



三、阻塞态:它是由执行状态转变而来的,当获得CPU调度时,执行时发现需要获得锁但是没有,则会进入这个状态,等待持有那个锁的线程把锁释放了,那么因为无法拥有这个锁而进入阻塞态的线程就会再次进行就绪态,等待CPU调度,然后检测是否可以获得锁等情况。若获得则继续任务(代码)进行,若无法获得再次进入阻塞态



4. 线程之间的转换

5. 如何新建一个线程,并管理它的状态

6. synchronize

  首先synchronize可以修饰代码块,和方法。当修饰方法时则意味着是同步方法。

在修饰代码块时,意味着这一片区域的代码块。


7. 临界区

8. 系统调度

9. Volatile关键字

10. 锁和条件锁

  首先在JAVA提供了一个锁的类。

ReentrantLock类的对象,可以对一段代码进行加锁设置。如下

Lock lockExample = new ReentrantLock();// 锁对象初始化, ReentrantLock implements //lock

lockExample.lock();//以下的代码开始加锁,往我们需要的同步方向

try{

//需要同步进行的code

}

finally{

lockExample.unlock();//加锁完,记得在finally中加上解锁!!

}


  需要注意的时必须要在加锁完之后,finally里面进行解锁,否则这个带着锁的对象就一直持有到它结束为止,而其他需要进行同样操作的线程会一直处于等待

  当一个线程执行一段代码(任务)时,我们希望CPU在抽到这个线程并完成这一块任务(一系列代码时,内含一些公有变量)前(即使CPU中断了这个线程并切到其他线程),其他线程在我们希望的任务完成前,无法完成与我们线程执行相同的操作(对变量赋值等)。我们可以使用锁和条件锁

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