java多线程指的是什么

  • 作者:zccc
  • 来源:网络
  • 2020-08-11 18:03:03

java多线程是指: 多线程一种机制,它允许在程序中并发执行多个指令流,每个指令流都称为一个线程,彼此间互相独立,Java中所有变量都储存在主存中,对于所有线程都是共享的。java多线...

java多线程是指: 多线程一种机制,它允许在程序中并发执行多个指令流,每个指令流都称为一个线程,彼此间互相独立,Java中所有变量都储存在主存中,对于所有线程都是共享的。

java多线程详解:

一、理解多线程

多线程是这样一种机制,它允许在程序中并发执行多个指令流,每个指令流都称为一个线程,彼此间互相独立。线程又称为轻量级进程,它和进程一样拥有独立的执行控制,由操作系统负责调度,区别在于线程没有独立的存储空间,而是和所属进程中的其它线程共享一个存储空间,这使得线程间的通信远较进程简单。

具体到java内存模型,由于Java被设计为跨平台的语言,在内存管理上,显然也要有一个统一的模型。系统存在一个主内存(Main Memory), Java中所有变量都储存在主存中,对于所有线程都是共享的。每条线程都有自己的工作内存(Working Memory),工作内存中保存的是主存中某些变量的拷贝,线程对所有变量的操作都是在工作内存中进行,线程之间无法相互直接访问,变量传递均需要通过主存完成。

多个线程的执行是并发的,也就是在逻辑上“同时”,而不管是否是物理上的“同时”。如果系统只有一个CPU,那么真正的“同时”是不可能的。多线程和传统的单线程在程序设计上最大的区别在于,由于各个线程的控制流彼此独立,使得各个线程之间的代码是乱序执行的,将会带来线程调度,同步等问题。 网管网bitsCN.com

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二、在Java中实现多线程

我们不妨设想,为了创建一个新的线程,我们需要做些什么?很显然,我们必须指明这个线程所要执行的代码,而这就是在Java中实现多线程我们所需要做的一切!

作为一个完全面向对象的语言,Java提供了类 java.lang.Thread 来方便多线程编程,这个类提供了大量的方法来方便我们控制自己的各个线程。

那么如何提供给 Java 我们要线程执行的代码呢?让我们来看一看 Thread 类。Thread 类最重要的方法是 run() ,它为Thread 类的方法 start() 所调用,提供我们的线程所要执行的代码。为了指定我们自己的代码,只需要覆盖它!

方法一:继承 Thread 类,重写方法 run(),我们在创建的 Thread 类的子类中重写 run() ,加入线程所要执行的代码即可。下面是一个例子:

public class TwoThread extends Thread {
    public void run() {
        for ( int i = 0; i < 10; i++ ) {
            System.out.println("New thread");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        TwoThread tt = new TwoThread();
        tt.start();
        for ( int i = 0; i < 10; i++ ) {
            System.out.println("Main thread");
        }
    }
}

这种方法简单明了,符合大家的习惯,但是,它也有一个很大的缺点,那就是如果我们的类已经从一个类继承,则无法再继承 Thread 类。

方法二:实现 Runnable 接口

Runnable 接口只有一个方法 run(),我们声明自己的类实现 Runnable 接口并提供这一方法,将我们的线程代码写入其中,就完成了这一部分的任务。但是 Runnable 接口并没有任何对线程的支持,我们还必须创建 Thread 类的实例,这一点通过 Thread 类的构造函数public Thread(Runnable target);来实现。下面是一个例子:

public class MyThread implements Runnable {
int count=1, number;
public MyThread(int num) {
number = num;
System.out.println("创建线程 " + number);
}
public void run() {
while(true) {
System.out.println("线程 " + number + ":计数 " + count);
if(++count== 6) return;
}
}
public static void main(String args[]) {
for(int i = 0; i < 5; i++)
new Thread(new MyThread(i+1)).start();
}
}

使用 Runnable 接口来实现多线程使得我们能够在一个类中包容所有的代码,有利于封装下面让我们一起来研究一下多线程使用中的一些问题。

三、线程的四种状态

1、新状态:线程已被创建但尚未执行(start() 尚未被调用)。

2、可执行状态:线程可以执行,虽然不一定正在执行。CPU 时间随时可能被分配给该线程,从而使得它执行。

3、阻塞状态:线程不会被分配 CPU 时间,无法执行;可能阻塞于I/O,或者阻塞于同步锁。

4、死亡状态:正常情况下run() 返回使得线程死亡。调用 stop()或 destroy() 亦有同样效果,但是不被推荐,前者会产生异常,后者是强制终止,不会释放锁。

四、线程的优先级

线程的优先级代表该线程的重要程度,当有多个线程同时处于可执行状态并等待获得 CPU 时间时,线程调度系统根据各个线程的优先级来决定给谁分配 CPU 时间,优先级高的线程有更大的机会获得 CPU 时间,优先级低的线程也不是没有机会,只是机会要小一些罢了。

你可以调用 Thread 类的方法 getPriority() 和 setPriority()来存取线程的优先级,线程的优先级界于1(MIN_PRIORITY)和10(MAX_PRIORITY)之间,缺省是5(NORM_PRIORITY)。

五、线程的同步

由于同一进程的多个线程共享同一片存储空间,在带来方便的同时,也带来了访问冲突这个严重的问题。Java语言提供了专门机制以解决这种冲突,有效避免了同一个数据对象被多个线程同时访问。

我们只需针对方法提出一套机制,这套机制就是 synchronized 关键字,它包括两种用法:synchronized 方法和 synchronized 块。

1. synchronized 方法:通过在方法声明中加入synchronized关键字来声明 synchronized 方法。synchronized 方法控制对类成员变量的访问:每个类实例对应一把锁,每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能执行,否则所属线程阻塞,方法一旦执行,就独占该锁,直到从该方法返回时才将锁释放,此后被阻塞的线程方能获得该锁,重新进入可执行状态。这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例,其所有声明为 synchronized 的成员函数中至多只有一个处于可执行状态(因为至多只有一个能够获得该类实例对应的锁),从而有效避免了类成员变量的访问冲突(只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized)。

在 Java 中,不光是类实例,每一个类也对应一把锁,这样我们也可将类的静态成员函数声明为 synchronized,以控制其对类的静态成员变量的访问。

synchronized 方法的缺陷:若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率,典型地,若将线程类的方法run()声明为synchronized ,由于在线程的整个生命期内它一直在运行,因此将导致它对本类任何synchronized方法的调用都永远不会成功。

2. synchronized 块:通过 synchronized关键字来声明synchronized 块。语法如下:

synchronized(syncObject) {
//允许访问控制的代码
}

synchronized 块是这样一个代码块,其中的代码必须获得对象 syncObject 的锁方能执行,具体机制同前所述。由于可以针对任意代码块,且可任意指定上锁的对象,故灵活性较高。

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