線程與程序

線程

一條線程指的是程序中一個單一順序的控制流，一個程序中可以并發多個線程，每條線程并行執行不同的任務。多線程是多任務的一種特别形式，但多線程使用了更小的資源開銷。

程序

一個程序包括有作業系統配置設定的記憶體空間，包含一個或多個線程。一個線程不能獨立的存在。它必須是程序的一部分。一個程序一直運作直到所有的非守護線程都結束運作後才能結束。

程序	線程
定義	程序是處于運作中的程式，并且具有一定的獨立功能。程序是系統進行資源配置設定和排程的一個機關。當程式進入内容時，即為程序。	線程是程序的組成部分，一個程序可以擁有多個線程，而一個線程必須擁有一個父程序。線程可以擁有自己的堆棧，自己的程式計數器和局部變量，但不能擁有系統資源。它與父程序的其他線程共享該程序的所有資源。
特點	1. 獨立性：程序是系統中獨立存在的實體，它可以獨立擁有資源，每一個程序都有自己獨立的位址空間，沒有程序本身的運作，使用者程序不可以直接通路其他程序的位址空間。2. 動态性：程序與程式的差別在于程序是動态的，程序中有時間的概念，程序具有自己的生命周期和各種不同的狀态。3. 并發性：多個程序可以在單個處理器上并發執行，互不影響。	1. 線程可以完成一定任務，可以和其他線程共享父程序的共享變量和部分環境，互相協作來完成任務。2. 線程是獨立運作的，其不知道程序中是否還有其他線程存在。3. 線程的執行時是搶占式，也就是說目前執行的線程随時可能被挂起，一邊運作另一個線程。4. 一個線程可以建立或撤銷另一個線程，一個程序中的多個線程可以并發執行。

生命周期

一個線程對象在它的生命周期内，需要經曆五種狀态：

新生狀态（New）：使用 new 關鍵字建立一個線程對象後，該線程對象就處于新生狀态。處于新生狀态的線程有自己的記憶體空間，通過調用 start() 方法進入就緒狀态。
就緒狀态（Runnable）：處于就緒狀态的線程已經具備了運作條件，但是還沒有被配置設定到CPU，處于“線程就緒隊列”，等待系統為其配置設定CPU。就緒狀态并不是執行狀态，當系統標明一個等待執行的Thread對象後，它就會進入執行狀态。一旦獲得CPU，線程就進入運作狀态并自動調用自己的run方法。
運作狀态（Running）：在運作狀态的線程執行自己run方法中的代碼，直到調用其他方法而終止或等待某資源而阻塞或完成任務而死亡。如果在給定的時間片内沒有執行結束，就會被系統給換下來回到就緒狀态。也可能由于某些“導緻阻塞的事件”而進入阻塞狀态。
阻塞狀态（Blocked）：阻塞指的是暫停一個線程的執行以等待某個條件發送（如某資源就緒）。
死亡狀态（Terminated）：死亡狀态是線程聲明周期中的最後一個階段，當一個線程進入死亡狀态以後，就不能再回到其他狀态了。

導緻線程進入就緒狀态的原因

建立線程：調用 start() 方法，進入就緒狀态；
阻塞線程：阻塞解除，進入就緒狀态；
運作線程：調用 yield() 方法，直接進入就緒狀态；
運作線程：JVM将CPU資源從本線程切換到其他線程。

導緻線程進入阻塞狀态的原因

執行 sleep(int millsecond) 方法，使目前線程休眠，進入阻塞狀态。當指定的時間到了後，線程進入就緒狀态。
執行 wait() 方法，使目前線程進入阻塞狀态。當使用 nofity() 方法喚醒這個線程後，它進入就緒狀态。
線程運作時，某個操作進入阻塞狀态，比如執行IO流操作（ read() / write() 方法本身就是阻塞的方法）。隻有當引起該操作阻塞的原因消失後，線程進入就緒狀态。
join() 線程聯合：當某個線程等待另一個線程執行結束後，才能繼續執行時（使用 join() 方法）。

導緻線程進入死亡狀态的原因

正常運作的線程完成了 run() 方法内的全部工作；
當程式發生異常，線程抛出一個未捕獲的 Exception 或 Error；
線程被強制終止，如通過執行 stop() 或者 destroy() 方法來終止一個線程（該方法容易導緻死鎖，不推薦使用）。

Thread 簡介

Thread 類實作了 Runnable 接口，在 Thread 類中，有一些比較關鍵的屬性，比如：

name 是表示 Thread 的名字，可以通過 Thread 類的構造器中的參數來指定線程名字；
priority 表示線程的優先級（最大值為10，最小值為1，預設值為5）；
daemon 表示線程是否是守護線程；
target 表示要執行的任務。

由于使用 Thread 需要繼承該類，限制了程式的擴充，一般不推薦使用 Thread。

Runnable 簡介

如果一個類繼承 Thread，則不适合資源共享。但是如果實作了 Runnable 接口的話，則很容易的實作資源共享。

實作 Runnable 接口比繼承 Thread 類具有以下優勢：

可以避免 JAVA 中的單繼承限制。
多個線程都是基于某一個Runnable對象建立的，它們會共享Runnable對象上的資源。
線程池隻能放入實作 Runnable 或 callable 類線程，不能直接放入繼承 Thread 的類。

一般推薦使用 Runnable。

Thread 和 Runnable 示例

下面通過示例更好的了解Thread和Runnable，借鑒網上一個比較具有說服性的例子：3個人一共賣10張門票。

Thread 示例

Java

class MyThread extends Thread {

    private int ticket = 10;
    private int count = 20;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            if (this.ticket > 0) {
                System.out.println(this.getName() + " 賣票：" + this.ticket--);
            }
        }
    }
}

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啟動線程

Java

public static void main(String[] args) {

    // 啟動三個線程，t1,t2,t3，每個線程各賣10張票
    MyThread t1 = new MyThread();
    MyThread t2 = new MyThread();
    MyThread t3 = new MyThread();

    t1.start();
    t2.start();
    t3.start();
}

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運作結果

Code

Thread-0 賣票：10
Thread-0 賣票：9
Thread-0 賣票：8
Thread-0 賣票：7
Thread-0 賣票：6
Thread-0 賣票：5
Thread-0 賣票：4
Thread-0 賣票：3
Thread-0 賣票：2
Thread-0 賣票：1
Thread-1 賣票：10
Thread-1 賣票：9
Thread-1 賣票：8
Thread-1 賣票：7
Thread-1 賣票：6
Thread-1 賣票：5
Thread-1 賣票：4
Thread-2 賣票：10
Thread-1 賣票：3
Thread-2 賣票：9
Thread-1 賣票：2
Thread-2 賣票：8
Thread-1 賣票：1
Thread-2 賣票：7
Thread-2 賣票：6
Thread-2 賣票：5
Thread-2 賣票：4
Thread-2 賣票：3
Thread-2 賣票：2
Thread-2 賣票：1

複制

說明

主線程 main 建立并啟動 3個 MyThread 子線程，每個子線程都各自賣出了10張門票。

Runnable 示例

Java

class MyRunnable implements Runnable {

    private int ticket = 10;
    private int count = 20;

    public void run() {
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            if (this.ticket > 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 賣票：" + this.ticket--);
            }
        }
    }
}

複制

啟動線程

Java

public static void main(String[] args) {

    MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
    // 啟動三個線程，t1,t2,t3(它們共用一個Runnable對象)，這三個線程一共賣10張票
    Runnable target;
    Thread t1 = new Thread(myRunnable);
    Thread t2 = new Thread(myRunnable);
    Thread t3 = new Thread(myRunnable);

    t1.start();
    t2.start();
    t3.start();
}

複制

運作結果

Code

Thread-0 賣票：10
Thread-0 賣票：9
Thread-0 賣票：8
Thread-0 賣票：7
Thread-0 賣票：6
Thread-1 賣票：5
Thread-0 賣票：4
Thread-0 賣票：2
Thread-0 賣票：1
Thread-1 賣票：3

---- 但會存在以下情況 ----
Thread-0 賣票：10
Thread-0 賣票：9
Thread-0 賣票：8
Thread-0 賣票：7
Thread-0 賣票：6
Thread-0 賣票：5
Thread-0 賣票：4
Thread-0 賣票：3
Thread-0 賣票：2
Thread-0 賣票：1
Thread-2 賣票：0
Thread-1 賣票：10

複制

說明

主線程main建立并啟動3個子線程，而且這3個子線程都是基于“myRunnable這個Runnable對象”而建立的。運作結果是這3個子線程一共賣出了10張票。這說明它們是共享了MyRunnable接口的。

多線程筆記0406線程與程序生命周期Thread 簡介Runnable 簡介Thread 和 Runnable 示例

線程與程序

線程

程序

生命周期

導緻線程進入就緒狀态的原因

導緻線程進入阻塞狀态的原因

導緻線程進入死亡狀态的原因

Thread 簡介

Runnable 簡介

Thread 和 Runnable 示例

Thread 示例

Runnable 示例