简述Java线程（一）_小言_互联网的博客

简述Java线程（一）

2020-04-01 15:16 361人阅读评论(0)

本人小白一枚，欢迎大家一起讨论学习，如有错误，还望大家指教。

简述：

在我们阐述线程时，我们先了解下进程，进程是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间，一个应用程序可以同时运行多个进程；进程是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到小王的过程。而线程是进程的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程，而一个进程中可以存在多个线程，简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程。我们把操作系统中的多个任务称为进程，而把程序中的多个任务称为线程。
并发：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。
并行：指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。

线程调度：

分时调度： 所有线程轮流使用CPU的使用权，平均分配每个线程占用CPU的时间。
抢占式调度： 优先让优先级高的线程使用CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个（线程随机性），java使用的为抢占式调度，在电脑里我们可以自己手动设置线程的优先级。抢占式具有随机性，因为多个线程都在获取CPU的执行权，谁获取了CPU的执行权，谁就运行，明确一点，在某一个时刻，只能有一个程序在运行（多核除外），CPU在做着快速切换，切换的速度相对我们而言很快，从而我们看上去像是在同时运行。

线程使用：

创建线程有两种方法：一种是继承java.lang.Thread，另一种是实现java.lang.Runnable类。
方法一：继承Thread类

创建子类，继承java.lang.Thread类
重写Threa父类中的run方法。
创建子类对象并调用start()方法启动线程。

执行流程：当程序启动运行时，java的JVM会启动一个进程，main方法运行时会创建一个主线程，当我们创建子类线程对象并调用start方法时，另一个线程也启动了，当执行线程的任务结束了，线程会自动在栈内存释放，只有当所有线程都结束时，进程才会结束。我们可以看下图来了解下内存中的变化：start方法有两个作用：1、开始线程 2、调用run方法

Thread方法：

构造方法：
- public Thread()：创建一个新的线程对象。
- public Thread(String name)：创建线程对象并指定线程名称。
- public Thread(Runnable target)：这是创建的第二种方法，我们在下面进行介绍。
- public Thread(Runnable target, String name)：同上，并指定线程名称。
常用方法：
- public String getName()：获取当前线程的名称。
- public void srart()：开启线程并调用此线程的run方法。
- public void run()：此线程要执行的任务代码。
- public static void sleep()：使当前正在执行的线程以指定毫秒数暂停（暂时停止执行）。
- public static Thread currentThread()：返回对当前正在执行线程对象的引用。

方法二：实现Runnable接口

定义Runnable接口的实现类，并重写该接口的run方法。
创建实现类对象，并将此对象作为Thread的参数创建Thread对象。
调用Thread对象的start方法类启动线程。

public class RunnableDmeo1 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1;i <= 5;i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---->" + i);
        }
    }
}
public class MainDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Runnable实现类对象
        Runnable runnable = new RunnableDmeo1();
        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start();
        for (int i = 1;i <= 5;i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---->" + i);
        }
    }
}

main---->1
Thread-0---->1
Thread-0---->2
main---->2
main---->3
main---->4
main---->5
Thread-0---->3
Thread-0---->4
Thread-0---->5

Thread和Runnable的区别：

继承Thread类：线程代码放在Thread子类中的run方法中。
实现Runnable接口：线程代码放在实现类中的润方法中。
实现Runnable接口比继承Thread类的好处：

避免了单继承的局限性。
增加程序的健壮性，实现解耦操作，代码可以被多个线程共享，代码和线程独立。
适合多个相同的程序代码的线程去共享一个资源。
线程池只能放入实现Runnable或Callable类线程，不能直接放入继承Thread的类。

扩展：在java中，每次程序运行至少启动两个线程，一个是main线程，一个是垃圾收集线程，因为每当使用java命令去执行一个类的时候，实际上都会启动一个JVM，每一个JVM其实就是在操作系统中启动了一个进程。

线程安全：

什么是线程安全问题：就是当多条语句都在操作同一个线程共享的数据时，一个线程只执行了一部分还没有执行完，另一个线程就参与起来，导致了共享数据的错误。解决的办法就是 对于多条操作共享数据的语句，只能让一个线程执行完，在执行的过程中，其他的线程是不可以参与进来的，java对于多线程安全问题，提供了一下三种的解决方式：

同步代码块
同步方法
锁机制

一、同步代码块：
使用synchronized关键字对方法中操作共享数据的区块进行标识，表示对这个区块的共享数据实行互斥访问。就是最多允许一个线程拥有同步锁，谁拿到同步锁就可以进步代码块，其他线程在外面等着该锁执行完。
格式：

synchronized (同步锁) {
    需要同步操作的代码
}

同步的前提：锁对象可以是任意类型。

必须要有两个或两个以上的线程。
必须是多个线程使用同一个锁。

案例：解决售票问题

public class Ticket implements Runnable {
    private int ticket = 100;
    Object lock = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (lock) {
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(50);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖：" + ticket--);
                }
            }
        }
    }
}

二、同步方法
使用synchronized修饰的方法。叫做同步方法，保证A线程执行该方法的时候，其他线程同样在方法外面等待。
格式：

public synchronized void method() {
    对于会产生线程安全问题的代码
}

案例：解决售票问题

public class Ticket implements Runnable {
    private int ticket = 100;
    
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            sellTicket();
        }
    }

    /**
     * 使用synchronized修饰，锁对象是this
     */
    private synchronized void sellTicket() {
        if (ticket > 0) {
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖：" + ticket--);
        }
    }
}

同步函数是使用哪一个锁呢？
函数需要被对象调用，那么函数都有一个对象的引用，就是this，所以同步函数使用的锁就是this。
如果同步函数被静态修饰，使用的锁是什么呢？
静态进内存中，没有本类对象，但是一定有该类对象的字节码类名.class，所以静态同步方法使用的锁就是该方法所在类的字节码文件对象，即类名.class。
三、Lock锁
java.util.concurrent.locks.Lock机制提供了比synchronized代码块和synchronized方法更广泛的锁定操作，同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有，除此之外，Lock更体现了面向对象。
Lock锁使用如下：

public void lock()：加同步锁。
public void unlock()：释放同步锁。

public class Ticket implements Runnable {
    private int ticket = 100;
    //创建锁对象
    Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            sellTicket();
        }
    }
    
    private void sellTicket() {
        // 加同步锁
        lock.lock();
        if (ticket > 0) {
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖：" + ticket--);
        }
        // 释放锁
        lock.unlock();
    }
}

转载：https://blog.csdn.net/qq_43138206/article/details/102054233

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