前言
之前花了一个星期回顾了Java集合:
- Collection总览
- List集合就这么简单【源码剖析】
- Map集合、散列表、红黑树介绍
- HashMap就是这么简单【源码剖析】
- LinkedHashMap就这么简单【源码剖析】
- TreeMap就这么简单【源码剖析】
- ConcurrentHashMap基于JDK1.8源码剖析
- Set集合就这么简单!
- Java集合总结【面试题+脑图】,将知识点一网打尽!
在写文章之前通读了一遍《Java 核心技术 卷一》的并发章节和《Java并发编程实战》前面的部分,回顾了一下以前写过的笔记。从今天开始进入多线程的知识点咯~
之前在学习Java基础的时候学多线程基础还是挺认真的,可是在后面一直没有回顾它,久而久之就把它给忘掉得差不多了..在学习JavaWeb上也一直没用到多线程的地方(我做的东西太水了...)。
由于面试这一部分是占很大比重的,并且学习多线程对我以后的提升也是很有帮助的(自以为)。
我其实也是相当于从零开始学多线程的,如果文章有错的地方还请大家多多包含,不吝在评论区下指正呢~~
一、初识多线程
1.1介绍进程
讲到线程,又不得不提进程了~
进程我们估计是很了解的了,在windows下打开任务管理器,可以发现我们在操作系统上运行的程序都是进程:
进程的定义:
进程是程序的一次执行,进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动,进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程,它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
- 进程是系统进行资源分配和调度的独立单位。每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源
1.2回到线程
那系统有了进程这么一个概念了,进程已经是可以进行资源分配和调度了,为什么还要线程呢?
为使程序能并发执行,系统必须进行以下的一系列操作:
- (1)创建进程,系统在创建一个进程时,必须为它分配其所必需的、除处理机以外的所有资源,如内存空间、I/O设备,以及建立相应的PCB;
- (2)撤消进程,系统在撤消进程时,又必须先对其所占有的资源执行回收操作,然后再撤消PCB;
- (3)进程切换,对进程进行上下文切换时,需要保留当前进程的CPU环境,设置新选中进程的CPU环境,因而须花费不少的处理机时间。
可以看到进程实现多处理机环境下的进程调度,分派,切换时,都需要花费较大的时间和空间开销
引入线程主要是为了提高系统的执行效率,减少处理机的空转时间和调度切换的时间,以及便于系统管理。使OS具有更好的并发性
- 简单来说:进程实现多处理非常耗费CPU的资源,而我们引入线程是作为调度和分派的基本单位(取代进程的部分基本功能【调度】)。
那么线程在哪呢??举个例子:
也就是说:在同一个进程内又可以执行多个任务,而这每一个任务我就可以看出是一个线程。
- 所以说:一个进程会有1个或多个线程的!
1.3进程与线程
于是我们可以总结出:
- 进程作为资源分配的基本单位
- 线程作为资源调度的基本单位,是程序的执行单元,执行路径(单线程:一条执行路径,多线程:多条执行路径)。是程序使用CPU的最基本单位。
线程有3个基本状态:
- 执行、就绪、阻塞
线程有5种基本操作:
- 派生、阻塞、激活、 调度、 结束
线程的属性:
- 1)轻型实体;
- 2)独立调度和分派的基本单位;
- 3)可并发执行;
- 4)共享进程资源。
线程有两个基本类型:
- 用户级线程:管理过程全部由用户程序完成,操作系统内核心只对进程进行管理。
- 系统级线程(核心级线程):由操作系统内核进行管理。操作系统内核给应用程序提供相应的系统调用和应用程序接口API,以使用户程序可以创建、执行以及撤消线程。
值得注意的是:多线程的存在,不是提高程序的执行速度。其实是为了提高应用程序的使用率,程序的执行其实都是在抢CPU的资源,CPU的执行权。多个进程是在抢这个资源,而其中的某一个进程如果执行路径比较多,就会有更高的几率抢到CPU的执行权
1.4并行与并发
并行:
- 并行性是指同一时刻内发生两个或多个事件。
- 并行是在不同实体上的多个事件
并发:
- 并发性是指同一时间间隔内发生两个或多个事件。
- 并发是在同一实体上的多个事件
由此可见:并行是针对进程的,并发是针对线程的。
1.5Java实现多线程
上面说了一大堆基础,理解完的话。我们回到Java中,看看Java是如何实现多线程的~
Java实现多线程是使用Thread这个类的,我们来看看Thread类的顶部注释:
通过上面的顶部注释我们就可以发现,创建多线程有两种方法:
- 继承Thread,重写run方法
- 实现Runnable接口,重写run方法
1.5.1继承Thread,重写run方法
创建一个类,继承Thread,重写run方法
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 200; x++) {
System.out.println(x);
}
}
}
我们调用一下测试看看:
public class MyThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建两个线程对象
MyThread my1 = new MyThread();
MyThread my2 = new MyThread();
my1.start();
my2.start();
}
}
1.5.2实现Runnable接口,重写run方法
实现Runnable接口,重写run方法
public class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 100; x++) {
System.out.println(x);
}
}
}
我们调用一下测试看看:
public class MyRunnableDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建MyRunnable类的对象
MyRunnable my = new MyRunnable();
Thread t1 = new Thread(my);
Thread t2 = new Thread(my);
t1.start();
t2.start();
}
}
结果还是跟上面是一样的,这里我就不贴图了~~~
1.6Java实现多线程需要注意的细节
不要将run()
和start()
搞混了~
run()和start()方法区别:
-
run()
:仅仅是封装被线程执行的代码,直接调用是普通方法 -
start()
:首先启动了线程,然后再由jvm去调用该线程的run()方法。
jvm虚拟机的启动是单线程的还是多线程的?
- 是多线程的。不仅仅是启动main线程,还至少会启动垃圾回收线程的,不然谁帮你回收不用的内存~
那么,既然有两种方式实现多线程,我们使用哪一种???
一般我们使用实现Runnable接口
- 可以避免java中的单继承的限制
- 应该将并发运行任务和运行机制解耦,因此我们选择实现Runnable接口这种方式!
二、总结
这篇主要是讲解了线程是什么,理解线程的基础对我们往后的学习是有帮助的。这里主要是简单的入了个门
在阅读顶部注释的时候我们发现有”优先级“、”后台线程“这类的词,这篇是没有讲解他们是什么东西的所以下一篇**主要讲解的是Thread的API**敬请期待哦~
使用线程其实会导致我们数据不安全,甚至程序无法运行的情况的,这些问题都会再后面讲解到的~
之前在学习操作系统的时候根据《计算机操作系统-汤小丹》这本书也做了一点点笔记,都是比较浅显的知识点。或许对大家有帮助~
参考资料:
- 《Java 核心技术卷一》
- 《Java并发编程实战》
- 《计算机操作系统-汤小丹》
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