多线程优点:最大限度的利用CPU的空闲时间来处理其他任务。
1.1 线程与进程的关系
* 进程是操作系统资源分配的最小单位,是指一个内存中运行的应用程序,每个进程都有自己独立的一块内存空间,相互不影响。
* 线程是程序执行(CPU调度f)的最小单位,是进程中的一个执行流程,一个进程中可以运行多个线程。线程总是属于某个进程,进程中的多个线程共享进程的内存。
* 运行一个程序会产生一个进程,进程包含至少一个线程。
1.2 创建线程
线程的调度是由CPU决定,CPU执行子任务时间具有不确定性。线程数据共享,只的是同一个类中的不同实例,共享数据。
1.2.1 继承 Thread 类 创建线程
继承Thread 类,然后重写父类的 run() 方法。
1.2.2 實現 Runnabel 接口
實現Runnable的接口,重寫run() 方法
1.2.3 匿名內部类
匿名内部类的方式适用于创建启动线程次数较少的环境,书写更加简便。即在类中直接new Thread
1.2.4 继承 callable 接口
继承callable接口后,重写call方法,返回接口类型
1.2.5 Spring实现多线程
1.3 生命周期和状态
1.3.1 Java 线程有5种基本状态,分别是:
新建状态(New):当线程对象对创建后,即进入了新建状态,如:Thread t = new MyThread();
就绪状态(Runnable):线程创建后,其他线程调用了该线程对象的 start() 方法。该方法状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取 CPU 的使用权;
运行状态(Running):当CPU开始调度处于就绪状态的线程时,此时线程才得以真正执行,即进入到运行状态。注:就 绪状态是进入到运行状态的唯一入口,也就是说,线程要想进入运行状态执行,首先必须处于就绪状态中;
阻塞状态(Blocked):阻塞状态是线程因为某种原因放弃 CPU 使用权,暂时停止运行。知道线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。阻塞的情况分为三种:
1)等待阻塞:运行的线程执行 wait() 方法,JVM 会把该线程放入线程池中。
2)同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则 JVM 会把该线程放入锁池中。
3)其他阻塞:运行的线程执行 sleep() 或 join() 方法,或者发出了 I/O 请求时,JVM 会把该线程设置为阻塞状态。当 sleep() 超时、join() 等待线程终止或者超时、或者 I/O 处理完毕时,线程重新转入就绪状态。
死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了 run() 方法,该线程结束生命周期。
1.3.2 线程阻塞
上文说了线程的阻塞有三种情况,等待阻塞,同步阻塞,其它阻塞。
1)阻塞线程的方法: sleep()、join() 、 yield()、wait()
slepp() 方法是线程休眠指定的时间,让其它的线程先走,但是它不会释放对象锁(如果有对象锁的话),其它线程不能修改所对象的数据
yied() 让当前线程放弃系统分配的时间片,把状态变为就绪状态,它不会释放所对象。
join() 是Thread类的非静态方法底层调用的是wait(),是当前线程A调用另一个线程B的join()方法,当前线程转A入阻塞状态,直到线程B运行结束,线程A才由阻塞状态转为可执行状态。
他有几个构造函数,例如:join(long millis) ,当millis==0时,会进入while(isAlive())循环;即只要子线程是活的,主线程就不停的等待。
有个问题,join 会不会释放锁。
wait() 需要在synchronized 代码块执行,会释放对象锁(资源),线程状态变为就绪状态,等待被唤醒。
1.3.3 线程的各方法介绍
1.3.3.1 wait, notify, notifyAll, join, yied
wait()、notify/notifyAll() 在synchronized 代码块执行, 她们属于Object类,而不属于Thread类。
wait( )会先释放锁住的对象,然后再执行等待的动作
1.3.3.2 sleep() 方法和 wait() 方法区别和共同点
sleep()释放CPU执行权,但不释放同步锁;
wait()释放CPU执行权,也释放同步锁,使得其他线程可以使用同步控制块或者方法。
1.3.4 线程安全与竟态
1.3.4.1线程死锁和避免死锁
死锁产生的四个条件:
互斥条件: 该资源任意一个时刻只由一个线程占用;
请求与保持条件:一个线程因请求资源而阻塞,对已获得的资源保持不放;
不剥夺条件:线程已经获得的资源在未使用完之前不能被其他线程强行剥夺,只由自己使用完毕后才释放资源;
循环等待条件:若干线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
怎么避免线程死锁?
只需要破坏产生死锁的四个条件之一即可。
破坏互斥条件:这个条件我们没有办法破坏,因为我们用锁本身就是想让他们互斥的(临界资源需要互斥访问)。
破坏请求与保持条件:一次性申请所有的资源
破坏不剥夺条件:占用部分资源的线程进一步申请其他资源时,如果申请不到,可以主动释放它占有的资源。
破坏循环等待条件:靠按顺序申请资源来预防。按照某一顺序申请资源,释放资源则反序释放。破坏循环等待条件。