【學習筆記之JavaSE】-6.多線程

文章目錄

• 0.基本概念
• 1.建立
• 2.線程的同步
• 3.線程通信

0.基本概念

線程與程序

1.程序(process)：是程式（指令集合）的一次執行過成，動态的（的産生、存在和消亡）即生命周期。程序作為資源配置設定的機關，一個程序中的多個線程共享相同的記憶體單元/記憶體位址空間。

2.線程(thread)，程序可進一步細化為線程，是一個程式内部的一條執行路徑。線程作為排程和執行的機關，每個線程擁有獨立的運作棧和程式計數器(pc)。

yield()：釋放目前cpu的執行權

sleep(long millitime)：讓目前線程“睡眠”指定millitime毫秒。在指定的millitime毫秒時間内，目前線程是阻塞狀态。

join()：線上程a中調用線程b的join()此時線程a就進入阻塞狀态，直到線程b完全執行完以後，線程a才結束阻塞狀态。

并行與并發

1.并行：多個CPU同時執行多個任務。比如：多個人同時做不同的事。

2.并發：一個CPU(采用時間片)同時執行多個任務。比如：秒殺、多個人做同一件事。但肉眼錯覺，主頻太快看不出交替輪流。

1.建立

方式一：繼承于Thread類

1. 建立一個繼承于Thread類的子類

   class MyThread extends Thread {

2. 重寫Thread類的run() --> 将此線程執行的操作聲明在run()中 PS：由于該類對象調用該線程的重寫方法故這裡Thread.currentThread().getName()等同于this.getName()

   }

3. 建立Thread類的子類的對象

   MyThread t1 = new MyThread();

4. 通過此對象調用start()：①啟動目前線程 ② 調用目前線程的run()

   t1.start();

   PS：一個對象智能執行一次start，否則會報IllegalThreadStateException

方式二：實作Runnable接口

1. 建立一個實作了Runnable接口的類

   class MThread implements Runnable{

2. 實作類去實作Runnable中的抽象方法：run()

   }

3. 建立實作類的對象：MThread mThread = new MThread();

4. 将此對象作為參數傳遞到Thread類的構造器中，建立Thread類的對象：

   Thread t1 = new Thread(mThread);

   t1.setName(“線程一”); //執行個體Thread可以直接帶參"線程一"

5. 通過Thread類的對象調用start()：① 啟動線程 ②調用目前線程的run()–>調用了Runnable類型的target的run()

比較方式一與方式二：

• 聯系：1. public class Thread implements Runnable；2.兩種方式都需要重寫run(),将線程要執行的邏輯聲明在run()中。
• Runnable接口的方式 1. 實作的方式沒有類的單繼承性的局限性； 2. 實作的方式更适合來處理多個線程有共享資料的情況。

方式三：實作Callable接口

//1.建立一個實作Callable的實作類
class NumThread implements Callable{
    //2.實作call方法，将此線程需要執行的操作聲明在call()中
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(i);
                sum += i;
            }
        }
        return sum;
    }
}

//3.建立Callable接口實作類的對象：
NumThread numThread = new NumThread();
//4.将此Callable接口實作類的對象作為傳遞到FutureTask構造器中，建立FutureTask的對象：
FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
 //5.将FutureTask的對象作為參數傳遞到Thread類的構造器中，建立Thread對象，并調用start()：
 new Thread(futureTask).start();
//6.擷取Callable中call方法的傳回值
//get()傳回值即為FutureTask構造器參數Callable實作類重寫的call()的傳回值：
Object sum = futureTask.get();
           

比實作Runnable接口建立多線程方式強大：

1.call()可以有傳回值的。

2.call()可以抛出異常，被外面的操作捕獲，擷取異常的資訊

3.Callable是支援泛型的

方式四：使用線程池

1. 提供指定線程數量的線程池

   ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

   ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;

   //設定線程池的屬性

   // service1.setCorePoolSize(15);

   //service1.setKeepAliveTime();

2. 執行指定的線程的操作。需要提供實作Runnable接口或Callable接口實作類的對象

   service.execute(Runnalble的實作類對象);//适合适用于Runnable

   // service.submit(Callable callable);//适合使用于Callable

3. 關閉連接配接池

   service.shutdown();

2.線程的同步

方式一：同步代碼塊

synchronized(同步螢幕){
       //需要被同步的代碼
 }
           

PS：

1.操作共享資料的代碼，即為需要被同步的代碼。

2.共享資料：多個線程共同操作的變量。–>不能包含代碼多了，也不能包含代碼少了。

3.同步螢幕，俗稱：鎖。任何一個類的對象，都可以充當鎖。要求：多個線程必須要共用同一把鎖。

4.在實作Runnable接口建立多線程的方式中，我們可以考慮使用this充當同步螢幕。在繼承Thread類建立多線程的方式中，慎用this充當同步螢幕，考慮使用目前類（類名.class）充當同步螢幕

方式二：同步方法。

如果操作共享資料的代碼完整的聲明在一個方法中，我們不妨将此方法聲明同步的。

private static synchronized void 方法名(){

}
           

PS同步方法仍然涉及到同步螢幕，隻是不需要我們顯式的聲明：

非靜态的同步方法，同步螢幕是：this

靜态的同步方法，同步螢幕是：目前類本身

同步機制解決了線程的安全問題。但操作同步代碼時，隻能有一個線程參與，其他線程等待。相當于是一個單線程的過程，效率低。

方式三：Lock鎖

//1.執行個體化ReentrantLock
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); 
    try{
        //2.調用鎖定方法lock()
        lock.lock();
        //操作共享資料的代碼
        ...
    }finally{
	//3.調用解鎖方法：unlock()
        lock.unlock();
    }
           

synchronized 與 Lock的異同？

相同：二者都可以解決線程安全問題

不同：1.synchronized機制在執行完相應的同步代碼以後，自動的釋放同步螢幕；2. Lock需要手動的啟動同步（lock()），同時結束同步也需要手動的實作（unlock()）

死鎖：同一把鎖（同步螢幕）下的允許線程隻有一個。不同的線程分别占用對方需要的同步資源不放棄，都在等待對方放棄自己需要的同步資源，就形成了線程的死鎖。

3.線程通信

涉及的方法：

wait():一旦執行此方法，目前線程就進入阻塞狀态，并釋放同步螢幕。

notify():一旦執行此方法，就會喚醒被wait的一個線程。如果有多個線程被wait，就喚醒優先級高的那個。

notifyAll():一旦執行此方法，就會喚醒所有被wait的線程。

PS：

1.wait()，notify()，notifyAll()三個方法必須使用在同步代碼塊或同步方法中。

2.wait()，notify()，notifyAll()三個方法的調用者必須是同步代碼塊或同步方法中的同步螢幕。否則，會出現IllegalMonitorStateException異常

3.wait()，notify()，notifyAll()三個方法是定義在java.lang.Object類中。

面試題：sleep() 和 wait()的異同？

• 相同點：一旦執行方法，都可以使得目前的線程進入阻塞狀态。
• 不同點：1.兩個方法聲明的位置不同：Thread類中聲明sleep() , Object類中聲明wait()； 2.調用的要求不同：sleep()可以在任何需要的場景下調用。wait()必須使用在同步代碼塊或同步方法中；3.關于是否釋放同步螢幕：如果兩個方法都使用在同步代碼塊或同步方法中，sleep()不會釋放鎖