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夯實(shí)Java基礎(chǔ)，一篇文章全解析線程問題

1. 線程是什么

操作系統(tǒng)支持多個應(yīng)用程序并發(fā)執(zhí)行，每個應(yīng)用程序至少對應(yīng)一個進(jìn)程 ，彼此之間的操作和數(shù)據(jù)不受干擾，彼此通信一般采用管道通信、消息隊列、共享內(nèi)存等方式。當(dāng)一個進(jìn)程需要磁盤IO的時候，CPU就切換到另外的進(jìn)程，提高了CPU利用率。

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有了進(jìn)程，為什么還要線程？因?yàn)檫M(jìn)程的成本太高了。

啟動新的進(jìn)程必須分配獨(dú)立的內(nèi)存空間，建立數(shù)據(jù)表維護(hù)它的代碼段、堆棧段和數(shù)據(jù)段，這是昂貴的多任務(wù)工作方式。線程可以看作輕量化的進(jìn)程。線程之間使用相同的地址空間，切換線程的時間遠(yuǎn)小于切換進(jìn)程的時間。

進(jìn)程是資源分配的最小單位，而線程是CPU調(diào)度的最小單位。每一個進(jìn)程中至少有一個線程，同一進(jìn)程的所有線程共享該進(jìn)程的所有資源，多個線程可以完成多個不同的任務(wù)，也就是我們常說的并發(fā)多線程。

2. 怎樣創(chuàng)建線程

創(chuàng)建線程常用的有四種方式，分別是：

  • 繼承Thread類
  • 實(shí)現(xiàn)Runnable接口
  • 實(shí)現(xiàn)Callable接口
  • 使用線程池創(chuàng)建

分別看一下怎么具體怎么使用代碼創(chuàng)建的？

2.1 繼承Thread類

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args){
        Thread thread = new MyThread();
        thread.start(); // 啟動線程
    }
}

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run(){
        System.out.println("關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)");
    }
}

輸出結(jié)果：

關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)

start方法用來啟動線程，只能被調(diào)用一次。

run方法是線程的核心方法，業(yè)務(wù)邏輯都寫在run方法中。

2.2 實(shí)現(xiàn)Runnable接口

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args){
    MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread1 = new Thread(myRunnable, "線程1");
        Thread thread2 = new Thread(myRunnable, "線程2");
        thread1.start(); // 啟動線程1
        thread2.start(); // 啟動線程2
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {
    private int count = 5;

    @Override
    public void run(){
        while (count > 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                    + "，關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)，" + count--);
        }
    }
}

輸出結(jié)果：

線程2，關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)，4
線程1，關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)，5
線程1，關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)，2
線程1，關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)，1
線程2，關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)，3

需要把Runnable實(shí)例放到Thread類中，才能執(zhí)行，Thread對象才是真正的線程對象。

使用實(shí)現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線程方式，相比繼承Thread類創(chuàng)建線程，優(yōu)點(diǎn)是：

  • 實(shí)現(xiàn)的方式?jīng)]有類的單繼承性的局限性
  • 實(shí)現(xiàn)的方式更適合來處理多個線程有共享數(shù)據(jù)的情況

2.3 實(shí)現(xiàn)Callable接口

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        MyCallable myCallable = new MyCallable();
        FutureTask futureTask = new FutureTask(myCallable);
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();
        System.out.println(futureTask.get());
    }
}

class MyCallable implements Callable {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        return "關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)";
    }
}

輸出結(jié)果：

關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)

實(shí)現(xiàn)Callable接口的線程實(shí)例對象，配合FutureTask使用，可以接收返回值。

2.4 使用線程池創(chuàng)建

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args){
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        executorService.execute(() -> System.out.println("關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)"));
    }
}

輸出結(jié)果：

關(guān)注公眾號:一燈架構(gòu)

使用線程池創(chuàng)建線程是工作開發(fā)中最常用的方式，優(yōu)點(diǎn)是：

  • 線程池幫忙管理對象的創(chuàng)建與銷毀，減輕開發(fā)者工作量
  • 線程池幫忙管理任務(wù)的調(diào)用，資源的創(chuàng)建與分配
  • 復(fù)用線程和對象，提高使用效率

3. 線程的狀態(tài)

線程共有6種狀態(tài)，分別是NEW（初始化）、RUNNABLE（可運(yùn)行）、WAITING（等待）、TIMED_WAITING（超時等待）、BLOCKED（阻塞）、TERMINATED（終止）。

  • NEW（初始化）

表示創(chuàng)建線程對象之后，還沒有調(diào)用start方法。

  • RUNNABLE（可運(yùn)行）

表示調(diào)用start方法之后，等待CPU調(diào)度。為了便于理解，通常又把RUNNABLE分別RUNNING（運(yùn)行中）和READY（就緒）。處在RUNNING（運(yùn)行中）狀態(tài)的線程可以調(diào)用yield方法，讓出CPU時間片，然后跟其他處于READY（就緒）一起等待被調(diào)度。

  • WAITING（等待）

處于RUNNABLE狀態(tài)的線程調(diào)用wait方法之后，就處于等待狀態(tài)，需要其他線程顯示地喚醒。

  • TIMED_WAITING（超時等待）

處于RUNNABLE狀態(tài)的線程調(diào)用wait(long)方法之后，就處于等待狀態(tài)，需要其他線程顯示地喚醒。

  • BLOCKED（阻塞）

等待進(jìn)入synchronized方法/代碼塊，處于阻塞狀態(tài)。

  • TERMINATED（終止）

表示線程已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束。

4. 線程常用方法

說一下線程有哪些常用的方法。

方法定義

含義

使用方式

public synchronized void start() {……}

啟動線程

MyThread myThread = new MyThread();

myThread.start();

public static native Thread currentThread();

獲取當(dāng)前線程實(shí)例對象

Thread thread = Thread.currentThread();

public static native void yield();

讓出CPU時間片

Thread.yield();

public static native void sleep(long millis);

睡眠指定時間

Thread.sleep(1L);

public void interrupt() {……}

中斷線程

MyThread myThread = new MyThread();

myThread.interrupt();

public static boolean interrupted() {……}

判斷線程是否已中斷

MyThread myThread = new MyThread();

boolean interrupted = myThread.isInterrupted();

public final native boolean isAlive();

判斷線程是否是存活狀態(tài)

MyThread myThread = new MyThread();

boolean alive = myThread.isAlive();

public final String getName() {……}

獲取線程名稱

MyThread myThread = new MyThread();

String name = myThread.getName();

public State getState() {……}

獲取線程狀態(tài)

MyThread myThread = new MyThread();

Thread.State state = myThread.getState();

public long getId() {……}

獲取線程ID

MyThread myThread = new MyThread();

long id = myThread.getId();

public final void join() {……}

等待其他線程執(zhí)行完再執(zhí)行

MyThread myThread = new MyThread();

myThread.join();


當(dāng)前名稱：夯實(shí)Java基礎(chǔ)，一篇文章全解析線程問題
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