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线程Thread

文章目录

  • 一、概念
    • 1、进程
    • 2、线程
    • 3、CPU与线程的关系
    • 4、并行、并发
    • 5、线程的生命周期
  • 二、创建
    • 1、继承Thread
    • 2、实现Runnable接口
    • 3、实现Callable接口
  • 三、API
    • 1、获取运行使用的线程
    • 2、唯一标识
    • 3、线程名
    • 4、优先级
    • 5、是否处于活动状态
    • 6、守护线程
    • 7、join
      • 1、API
      • 2、有无join对比
    • 8、yield
    • 9、sleep
    • 10、线程中断


一、概念

1、进程

  • 进程就是正在运行中的程序

2、线程

  • 是1个进程(程序内部)的1条执行路径
  • 单线程:1个进程中只有1个线程(1条执行路径)
  • 多线程:1个进程中包含多个线程(多条执行路径)
  • 线程之间堆内存、方法区内存共享;但是栈内存独立,1个线程一个栈

3、CPU与线程的关系

  1. 单核CPU:不能够做到真正的多线程并发,因为在一个时间单元内,只能执行一个线程的任务,多个线程谁获取时间片运行谁,每个线程获取时间片的概率相等,可能:t1、t2、t2、t2;给人一种多线程并发的感觉:其实是由于CPU的处理速度极快,多个线程之间频繁切换执行,跟人来的感觉是多个事情同时在做

4、并行、并发

  1. 并行:多核CPU同时执行多个任务。比如:多个人同时做不同的事
  2. 并发:单核CPU同时执行多个任务。比如:多个人做同一件事

5、线程的生命周期

  1. 新建状态
    • 新建了线程对象,还没调用start方法
  2. 就绪状态
    • 线程调用了start方法等待获取CPU时间片
    • 表示当前线程具有抢夺CPU时间片的权力
  3. 运行状态
    • 线程对象开始执行run方法
    • run方法的开始执行标志着这个线程进入运行状态,当之前占有的CPU时间片用完之后,会重新回到就绪状态继续抢夺CPU时间片,当再次抢到CPU时间之后,会重新进入run方法接着上一次的代码继续往下执行
  4. 阻塞状态
    • 当一个线程遇到阻塞事件,例如:sleep方法、获取synchronized排他锁失败(因为锁被其它线程所占用)等,此时线程会进入阻塞状态,阻塞状态的线程会放弃之前占有的CPU时间片,之前的时间片没了需要再次回到就绪状态抢夺CPU时间片
  5. 死亡状态
    • run方法执行完毕或者因异常退出了run方法,该线程生命周期结束

二、创建

1、继承Thread

  • class Thread implements Runnable
  • 缺点:
    • 由于java是单继承的,这导致继承了Thread后就不能在继承其它类了;在实际开发中会经常继承某个超类来复用其中的方法,这导致两者不能同时继承
    • 继承线程后重写run方法来定义任务,这又导致我们将任务直接定义在线程上使得线程只能做该任务,无法并发执行其他任务,重用性变差
public class HandleMsg extends Thread{/** 线程标识 */private String threadKey;/** 构造方法用来区分不同线程便于测试 */public HandleMsg(String threadKey){this.threadKey=threadKey;}@Overridepublic void run(){for(int i=0;i<10;i++){System.err.println(threadKey+":run");}}}//匿名内部类lambda
Thread t1=new Thread(()->{for(int i=0;i<10;i++) {System.err.println("t1:run");}
};//创建2个线程对象
HandleMsg h1=new HandleMsg("h1");
HandleMsg h2=new HandleMsg("h2");//启动线程,开始执行实现的run方法
h1.start();
h2.start();

2、实现Runnable接口

  • 优点:线程和线程执行的任务分离
public class HandleMsg implements Runnable{/** 线程标识 */private String threadKey;/** 构造方法用来区分不同线程便于测试 */public HandleMsg(String threadKey){this.threadKey=threadKey;}@Overridepublic void run(){for(int i=0;i<10;i++){System.err.println(threadKey+":run");}}}//创建2个任务对象
HandleMsg h1=new HandleMsg("h1");
HandleMsg h2=new HandleMsg("h2");//将任务1交给线程1
Thread t1=new Thread(h1);
//将任务2交给线程2
Thread t2=new Thread(h2);//启动线程,开始执行任务的run方法
t1.start();
t2.start();

3、实现Callable接口

  • FutureTask implements RunnableFutureRunnableFuture<V> extends Runnable
  • 优点
    • 线程和线程执行的任务分离
    • 有返回值
    • 可以声明抛出的异常
//Callable的泛型就是重写的call方法的返回值类型
public class HandleMsg implements Callable<String>{/** 线程标识 */private String threadKey;/** 构造方法用来区分不同线程便于测试 */public HandleMsg(String threadKey){this.threadKey=threadKey;}@Overridepublic String call() throws Exception{for(int i=0;i<10;i++){System.err.println(threadKey+":run");}return threadKey;}}//创建2个任务对象
HandleMsg h1=new HandleMsg("h1");
HandleMsg h2=new HandleMsg("h2");//创建FutureTask类包装任务对象,泛型就是任务类实现Callable的泛型,也就是call方法返回值的类型
FutureTask<String> f1=new FutureTask<>(h1);
FutureTask<String> f2=new FutureTask<>(h2);//将FutureTask对象交给线程
Thread t1=new Thread(f1);
Thread t2=new Thread(f2);//启动线程,开始执行任务的run方法
t1.start();
t2.start();//获取返回值
String result1=f1.get();
String result2=f2.get();

三、API

1、获取运行使用的线程

//在哪个方法执行就获取执行该方法的线程
Thread thread=Thread.currentThread();

2、唯一标识

long getId();

3、线程名

String getName();//线程启动之前可以设置线程名
void setName(String name);

4、优先级

  • 线程有10个优先级,用1-10表示,默认为5
int getPriority();//启动之前设置
//线程无法主动获取cpu时间片,唯一可以干涉线程调度工作的方式就是修改线程的优先级,最大程度的改善获取cpu时间片的几率,理论上,线程优先级越高的线程获取cpu时间片的次数越多
void setPriority(int newPriority);

5、是否处于活动状态

boolean isAlive();

6、守护线程

  • 守护线程又称为后台线程,默认创建出来的线程都是普通线程或称为前台线程
  • 当进程结束时,所有正在运行的守护线程都会被强制中断
  • 进程的结束:当一个进程中没有任何前台线程时即结束
  • main主线程就是前台线程,不受其他线程影响,分配其他线程后接着干自己的事,其他线程执行的时候,main线程可能已经结束了
//是否为守护线程
boolean isDaemon();//启动之前设置
void setDaemon(boolean on);

7、join

  • 作用是:让当前执行的线程陷入等待(内部调用了wait方法)。
    • 永久等待:其实现原理是不停的检查当前线程是否存活,该线程的任务执行完毕后就会处于死亡状态,如果存活则说明任务还未执行完毕-继续等待
  • 线程启动之后调用

1、API

//等待线程执行完任务后再往下执行,join(0);
void join();//等待线程执行一段时间后再往下执行,无论线程任务是否执行完毕,单位:毫秒
void join(long millis);

2、有无join对比

//1、程序正常运行顺序是不会等待线程任务执行完毕,就会往下执行
Thread t1=new Thread(()->{for(int i=0;i<5;i++){System.err.println(i);}
});
t1.start();System.err.println("next task");// 输出结果
//		next task
//		0
//		1
//		2
//		3
//		4//2、调用join
Thread t1=new Thread(()->{for(int i=0;i<5;i++){System.err.println(i);}
});
t1.start();t1.join();System.err.println("next task");//		0
//		1
//		2
//		3
//		4
//		next task

8、yield

  • 线程让步
  • 暂停(不是终止)当前正在执行的线程任务,让其它具有相同优先级或更高优先级的等待的线程执行任务(其它也会包含暂停的线程,所以有可能刚暂停就执行)
  • 暂停的线程状态变化:运行状态 -> 就绪状态
  • 暂停期间不会释放锁,所以其他线程获取不到锁

9、sleep

  • 使线程睡眠
  • sleep的睡眠期间不会释放锁,所以其它线程获取不到锁
  • 睡眠线程的状态变化:运行状态 -> 阻塞状态 -> 就绪状态
//Thread的静态方法,单位:毫秒
static void sleep(long millis) throws InterruptedException;
  • sleep和wait的区别
sleepwait
属于Thread类属于Object类
可以在任何地方使用wait、notify、notifyAll 只能在同步方法、同步控制块里面使用
睡眠期间不会释放锁会释放锁,而且会将当前线程加入到等待队列中
不需要唤醒可以被notify、notifyAll唤醒

10、线程中断

  • 只是打断线程的睡眠,不会终止线程的继续执行
//线程是否中断
boolean isInterrupted();//中断线程睡眠
Thread t1=new Thread(()->{System.err.println("run......");try{//睡眠10sThread.sleep(10000L);}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}System.err.println("end......");
});//启动线程
t1.start();//中断睡眠
//线程不会睡眠10s,而是被中断,抛出InterruptedException,捕获该异常后,继续执行后续的代码
t1.interrupt();System.err.println("next task");// 执行结果
//		next task
//		run......
//		end......

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