Java 线程

heli28110

贡献于2012-07-20

字数:5435 关键词: Java开发 Java

线程 一:基本知识点 1:与进程的区别: 1): 进程不能够共享数据,同一个进程的多个线程可以共享资源 2): 进程可以独立的执行,线程必须依附于某个进程 2:名词定义 1) 临界资源:被多个线程并发访问的资源 2) 原子操作:放在一起不可分割的过程(一段代码) 3) 数据冲突:多线程并发访问的临界资源如果不加同步控制操作(也即原子操作),就会引发数据不一致或者不完整. 3: 实现线程的方式 实现线程的方式有两种: 1) 继承java.lang.Thread,并重写它的run()方法,将线程的执行主体放入其中。 2) 实现java.lang.Runnable接口,实现它的run()方法,并将线程的执行主体放入其中。 这两种实现方式的区别并不大。继承Thread类的方式实现起来较为简单,但是继承它的类就不能再继承别的类了,因此也就不能继承别的类的有用的方法了。而使用是想Runnable接口的方式就不存在这个问题了,而且这种实现方式将线程主体和线程对象本身分离开来,逻辑上也较为清晰,所以推荐大家更多地采用这种方式。 如何启动线程? 我们通过以上两种方式实现了一个线程之后,线程的实例并没有被创建,因此它们也并没有被运行。我们要启动一个线程,必须调用方法来启动它,这个方法就是 Thread类的start()方法,而不是run()方法(既不是我们继承Thread类重写的run()方法,也不是实现Runnable接口的 run()方法)。run()方法中包含的是线程的主体,也就是这个线程被启动后将要运行的代码,它跟线程的启动没有任何关系。上面两种实现线程的方式在启动时会有所不同。 继承Thread类的启动方式: Java代码 继承Thread,在run方法中写自己想要执行的代码,然后再main()方法里面启动线程 class A extends Thread{ public void run(){ // } public static void main(String []str){ A a =new A(); //a.start(); //用这个对象启动一个线程 a.start(); //不能用这个对象再启动一个线程,抱错 } } 实现Runnable接口的启动方式: Java代码 实现Runable,在run方法中写自己要执行的代码, class B imlements Runable{ public void run(){ // } public static void main(String []str){ B a =new B() //构造一个对象 new Thread(a).start();//用这个对象启动一个线程 new Thread(a).start();//用同一个对象启动一个线程,这两个线程操作同一个对象 } } 两种实现方式的区别 (1)如果选择了继承thread,那么这个类就不能够在继承其他的类,但是第二种就可以 (2)一个继承thread类的对象,不能启动两个线程,第二种可以用一个对象启动两个线程。 实际上这两种启动线程的方式原理是一样的。首先都是调用本地方法启动一个线程,其次是在这个线程里执行目标对象的run()方法。那么这个目标对象是什么呢?为了弄明白这个问题,我们来看看Thread类的run()方法的实现: Java代码 public void run() { if (target != null) { target.run(); } } 构造共享资源线程小技巧: 多个线程之间想要共享哪个资源,可以用这个资源作为参数,构造一个线程。 例如: class A{} Class Thread1 extends Tread{ Private A a; Thread1(A a){ Super(); This.a=a; } } Class Thread2 extends Tread{ Private A a; Thread2(A a){ Super(); This.a =a; } } Class test{ public static void main(String args[]_{ A a =new A(); New Thread1(a).start(); New Thread2(a).start(); } } 当我们采用实现Runnable接口的方式来实现线程的情况下,在调用new Thread(Runnable target)构造器时,将实现Runnable接口的类的实例设置成了线程要执行的主体所属的目标对象target,当线程启动时,这个实例的 run()方法就被执行了。当我们采用继承Thread的方式实现线程时,线程的这个run()方法被重写了,所以当线程启动时,执行的是这个对象自身的 run()方法。 总结起来就一句话,线程类有一个Runnable类型的target属性,它是线程启动后要执行的run()方法所属的主体,如果我们采用的是继承Thread类的方式,那么这个target就是线程对象自身,如果我们采用的是实现Runnable接口的方式,那么这个target就是实现了Runnable接口的类的实例。 线程的状态 线程的7种状态图: (有的书上也只有认为前五种状态:而将“锁池”和“等待队列”都看成是“阻塞”状态的特殊情况:这种认识也是正确的,但是将“锁池”和“等待队列”单独分离出来有利于对程序的理解) Runnable可运行状态 Running运行状态 初始 Dead Block Pool阻塞池 sleep() 系统调度 时间片结束 或 yield() Lock Pool锁池 Wait Pool等待池 等待输入 t1.join() wait() notifyAll() start() synchronized 见synchronized进淌池。因为对象锁锁住的线程对象 线程运行结束、遇到未捕获的异常 有钥匙(对象锁) (1)t1.join()表示运行该语句的线程放弃执行权,进入阻塞状态。join要在start启动之后调用。 在mian方法中,t1.join(),那么main线程)放弃执行权,进入阻塞状态;;当t1 结束时,main()可以重新进入运行状态。t1.join 实际上是把并发的线程编程并行运行。 (2)当一个线程对象调用yield()方法时会马上交出执行权,回到可运行状态,等待OS 的再次调用。由一个高优先级的线程进入运行状态。 注:设置线程优先级只有在独占式系统中有效。 程序员需要关注的线程同步和互斥的问题。 (3)sleep()和yield() 1)sleep()的线程自身会停止运行(阻塞),而yield()不会阻塞,相当于雷锋。 2)sleep()与优先级无关,yield会让位比自身优先级大的。 3)sleep()会抛出InterruptedException,yield()不会。 sleep() 雷锋方法,地上有钱,sleep自己不捡,只喊人; yield() 喊人,自己也捡,弱小的不让你捡。 (4)this.wait()让当前正在执行的线程到this对象的等待池去等待,并且同时释放this对象的锁,它一定要出现在synchronized的内部,并且synchronized锁的对象和这儿this.wait()的this对象是同一个对象 多线程出故障的原因: (1).两个线程同时访问一个数据资源(该资源称为临界资源),形成数据发生不一致和不完整。 (2).数据的不一致往往是因为一个线程中的两个关联的操作只完成了一步。 避免以上的问题可采用对数据进行加锁的方法 在Java 1.4及以下的版本中,每个线程都具有新建、可运行、阻塞、死亡四种状态,但是在Java 5.0及以上版本中,线程的状态被扩充为新建、可运行、阻塞、等待、定时等待、死亡六种。线程的状态完全包含了一个线程从新建到运行,最后到结束的整个生命周期。线程状态的具体信息如下: NEW(新建状态、初始化状态):线程对象已经被创建,但是还没有被启动时的状态。这段时间就是在我们调用new命令之后,调用start()方法之前。 RUNNABLE(可运行状态、就绪状态):在我们调用了线程的start()方法之后线程所处的状态。处于RUNNABLE状态的线程在JAVA虚拟机(JVM)上是运行着的,但是它可能还正在等待操作系统分配给它相应的运行资源以得以运行。 BLOCKED(阻塞状态、被中断运行):线程正在等待其它的线程释放同步锁,以进入一个同步块或者同步方法继续运行;或者它已经进入了某个同步块或同步方法,在运行的过程中它调用了某个对象继承自java.lang.Object的wait()方法,正在等待重新返回这个同步块或同步方法。 WAITING(等待状态):当前线程调用了java.lang.Object.wait()、 java.lang.Thread.join()或者java.util.concurrent.locks.LockSupport.park()三个中的任意一个方法,正在等待另外一个线程执行某个操作。比如一个线程调用了某个对象的wait()方法,正在等待其它线程调用这个对象的notify() 或者notifyAll()(这两个方法同样是继承自Object类)方法来唤醒它;或者一个线程调用了另一个线程的join()(这个方法属于 Thread类)方法,正在等待这个方法运行结束。 TIMED_WAITING(定时等待状态):当前线程调用了 java.lang.Object.wait(long timeout)、java.lang.Thread.join(long millis)、java.util.concurrent.locks.LockSupport.packNanos(long nanos)、java.util.concurrent.locks.LockSupport.packUntil(long deadline)四个方法中的任意一个,进入等待状态,但是与WAITING状态不同的是,它有一个最大等待时间,即使等待的条件仍然没有满足,只要到了这个时间它就会自动醒来。 TERMINATED(死亡状态、终止状态):线程完成执行后的状态。线程执行完run()方法中的全部代码,从该方法中退出,进入TERMINATED 状态。还有一种情况是run()在运行过程中抛出了一个异常,而这个异常没有被程序捕获,导致这个线程异常终止进入TERMINATED状态。 在Java5.0及以上版本中,线程的全部六种状态都以枚举类型的形式定义在java.lang.Thread类中了,代码如下: Java代码 public enum State { NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED; } 二:Synchronized的使用 1:对象锁 (1):给代码块直接加锁 synchronized (object o){代码块} 使用注意; ◆锁的是对象O,而不是代码块。 ◆对O加锁的代码块中放的是原子操作,只有获得O的锁标记,线程才能进入,退出代码块的时候,线程会释放O的锁标记。 ◆这个被锁的对象是所有操作这个代码块的线程共同拥有的。 (2)给方法加上Synchronized修饰。例如: Public synchronized void m(){} Synchronized作为方法修饰符的时候是在整个方法内部对当前对象加锁。线程能获得this的锁标记,才能调用这个方法,一般情况下一个类里面不要有两个加锁的方法。 3):给代码块和方法加锁的区别: 给对象加锁,效率更高,但是使用方法加锁更方便, 2:类锁: (1)作用:给类的静态变量或者资源加锁,锁的对象是类对象(反射里面的概念) (2)原因:类的所有对象共用这一个变量。 3:对象锁和类锁的区别 ◆对于实例变量,如果有可能多个线程去访问,应该加上对象锁, 可以给代码块加,也可以给方法加锁 对于静态变量,如果存在多个线程去访问,那么需要加类锁。(给静态方法加的锁。) 三:锁池状态及使用规则: (1)锁池:每个共享资源都有一个锁池,锁池中存放的是等待该资源的锁标记的线程,当一个线程拿不到这个资源的锁标记的时候,就在这个资源的锁池中等待, (2)当资源的锁被释放的时候,锁池中哪个线程可以拿到这个锁,是由操作系统决定的。 (3)一个共享资源只能由一个锁标记,但是一个线程可以拥有多个共享资源的锁标记。(加锁可以嵌套),例如: Synchronized (o1){ Synchronized (o2){ } } 拿到O1的锁标记的时候 ,如果还没有拿到O2 的锁标记,那么它就在O2 的锁池的等待,但是不会放弃O1 的锁池。(造成死锁的原因) 三:死锁 1;造成死锁的原因, 多线程中,每个线程不放自己所拥有的资源,却申请别的线程拥有的资源,就会构成死锁现象。 例如: (1):Synchronized (o1){ ∣(2) Synchronized (o2){ Synchronized (o2){  ∣ Synchronized 2007年1月19日星期五 java day13 (o1){ }            ∣   }    }               ∣ }    这种情况,谁也不让出锁标记。 2:解决死锁的方案 (1):线程间的通信: 线程1同步代码块中调用wait()方法,线程1就会释放其拥有的所有锁标记。线程1进入O对象的等待队列。(想象自首,交出赃物) 线程2在同步代码块中对某个对象O调用notify()/notifyAll()方法,从O的等待队列中释放一个线程/多个线程。不会释放线程2拥有的O的锁,除非调用wait()方法。(把1释放出来) 3:等待队列和锁池的区别: (1):锁池:线程一启动拿不到锁就在锁池里面,如果抢到资源的锁,并且cpu给了时间片,就可以运行。(离运行更近一步) (2):等待队列:自己调用了wait() 方法后,才进去的(联想自首),只有别的线程调用了notify()方法后,自己才有可能出去(联想被公安释放,否则终身监禁) 2007年1月19日星期五 java day13 注意:被解救出来之后,从wait之后的代码再开始执行(联想解救出来之后,重新开始生活,入狱前的都是上辈子的事了)

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