进程与线程

进程是程序在处理机中的一次运行。一个进程既包括其所要执行的指令，也包括了执行指令所需的系统资源，不同进程所占用的系统资源相对独立。所以进程是重量级的任务，它们之间的通信和转换都需要操作系统付出较大的开销。

线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源，但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。所以线程是轻量级的任务，它们之间的通信和转换只需要较小的系统开销。

Java支持多线程编程，因此用Java编写的应用程序可以同时执行多个任务。Java的多线程机制使用起来非常方便，用户只需关注程序细节的实现，而不用担心后台的多任务系统。

Java语言里，线程表现为线程类。Thread线程类封装了所有需要的线程操作控制。在设计程序时，必须很清晰地区分开线程对象和运行线程，可 以将线程对象看作是运行线程的控制面板。在线程对象里有很多方法来控制一个线程是否运行，睡眠，挂起或停止。线程类是控制线程行为的唯一的手段。一旦一个 Java程序启动后，就已经有一个线程在运行。可通过调用Thread.currentThread方法来查看当前运行的是哪一个线程。

线程创建的两种方法

JAVA中创建线程可以通过继承Thread类和实现Runnable接口来创建一个线程。Runnable方式可以避免Thread 方式由于JAVA单继承特性带来的缺陷。Runnable的代码可以被多个线程(Thread实例)共享，适合于多个线程处理同一资源的情况。

• 继承Thread类

class MyThread extends Thread{    .....    @Override    public void run(){    }  }  MyThread mt=new MyThread();  mt.start();

• 实现Runnable接口

class MyThread implements Runnable{    ....    @Override    public void run(){    }  }  MyThread mt=new MyThread();  Thread td=new Thread(mt);  sd.start();

Thread&Runnable分别模拟卖火车票

• Thread方式

class MyThread extends Thread  {    private int ticketsCont=5; //一共有5张火车票    private String name; //窗口, 也即是线程的名字    public MyThread(String name){      this.name=name;    }    @Override    public void run(){      while(ticketsCont>0){        ticketsCont--; //如果还有票，就卖掉一张票        System.out.println(name+"卖掉了1张票，剩余票数为:"+ticketsCont);      }    }  }  public class TicketsThread  {    public static void main(String args[]){      //创建三个线程，模拟三个窗口卖票      MyThread mt1=new MyThread("窗口1");      MyThread mt2=new MyThread("窗口2");      MyThread mt3=new MyThread("窗口3");      //启动三个线程，也即是窗口，开始卖票      mt1.start();      mt2.start();      mt3.start();    }  }

• Runnable方式

class MyThread2 implements Runnable  {    private int ticketsCont=1000; //一共有5张火车票        @Override    public void run(){        while(true){           synchronized(this){            if(ticketsCont<=0){              break;            }            ticketsCont--; //如果还有票，就卖掉一张票                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖掉了1张票，剩余票数为:"+ticketsCont);            /*try{              Thread.sleep(50);  //通过阻塞程序来查看效果            }            catch(Exception e){              System.out.println(e);            }*/          }        }    }    /*@Override  //不加同步锁    public void run(){      while(ticketsCont>0){        ticketsCont--; //如果还有票，就卖掉一张票        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖掉了1张票，剩余票数为:"+ticketsCont);      }    }*/  }  public class TicketsRunnable  {    public static void main(String args[]){      MyThread2 mt=new MyThread2();      //创建三个线程来模拟三个售票窗口      Thread th1=new Thread(mt,"窗口1");      Thread th2=new Thread(mt,"窗口2");      Thread th3=new Thread(mt,"窗口3");      //启动三个线程，也即是三个窗口，开始卖票      th1.start();      th2.start();      th3.start();    }  }

线程的生命周期

• 创建:新建一个线程对象,如Thread thd=new Thread()
• 就绪:创建了线程对象后,调用了线程的start()方法(此时线程知识进入了线程队列,等待获取CPU服务 ,具备了运行的条件,但并不一定已经开始运行了)
• 运行:处于就绪状态的线程,一旦获取了CPU资源，便进入到运行状态，开始执行run()方法里面的逻辑
• 终止:线程的run()方法执行完毕，或者线程调用了stop()方法,线程便进入终止状态
• 阻塞:一个正在执行的线程在某些情况系，由于某种原因而暂时让出了CPU资源，暂停了自己的执行，便进入了阻塞状态，如调用了sleep()方法

线程的分类

• 用户线程:运行在前台，执行具有的任务程序的主线程，连接网络的子线程等都是用户线程
• 守护线程:运行在后头，为其他前台线程服务。一旦所有用户线程都结束运行，守护线程会随JVM一起结束工作。可以通过调用Thread类的 setDaemon(true)方法来设置当前的线程为守护线程，该方法必须在start()方法之前调用，否则会抛出 IllegalThreadStateException异常。在守护线程中产生的新线程也是守护线程。不是所有的任务都可以分配给守护线程来执行，比如 读写操作或者计算逻辑。

守护线程测试案例

场景:一个主线程，一个守护线程，守护线程会在很长一段时间内向本地文件中写入数据，主线程进入阻塞状态等待用户的输入，一旦确认了用户的输入阻塞就会解除掉，主线程继续运行直到结束，守护线程也会随虚拟机一同结束。

import java.io.*;  import java.util.Scanner;  class Daemon  implements Runnable  {    @Override    public void run(){      System.out.println("进入守护线程");      try{        writeToFile();      }      catch(Exception e){        e.printStackTrace();      }      System.out.println("退出守护线程");    }    private void writeToFile() throws Exception{        File filename=new File("F:/慕课网(imooc)/细说多线程之Thread VS Runnable/daemon.txt");        OutputStream os=new FileOutputStream(filename,true);        int count=0;        while(count<999){          os.write(("\r\nword"+count).getBytes());          System.out.println("守护线程"+Thread.currentThread().getName()+"向文件中写入word"+count++);          Thread.sleep(1000);        }    }  }  public class DaemonThreadDemo  {    public static void main(String args[]){      System.out.println("进入主线程"+Thread.currentThread().getName());      Daemon daemonThread=new Daemon();      Thread thread =new Thread(daemonThread);      thread.setDaemon(true);      thread.start();      Scanner sc=new Scanner(System.in);      sc.next();      System.out.println("退出主线程"+Thread.currentThread().getName());    }  }

测试结果

使用jstack生成线程快照

jstack工具到jdk安装目录bin文件夹下。jstack能生成JVM当前时刻线程的快照(threaddump, 即当前进程中所有线程的信息)。帮助定位程序问题出现的原因，如长时间停顿、CPU占用率过高等。

使用方法

jstack [-l] <pid> : [-l]可有可无，表示关于锁的二位信息;<pid>表示进程ID。

总结

建议使用Runnable这种方式创建线程。 程序中的同一资源指的是同一个Runnable对象。安全的卖票程序中需要加入同步synchronized。

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