多线程
一、进程【理解】
1. 进程:操作系统(OS)中,每一个被执行的应用程序。
2. 注意:目前操作系统支持多进程,并发执行的任务。
3. 多进程并发执行的原理:微观上串行(一个一个的进程进行执行,获取cpu时间片的进程具有执行权),宏观上并行(所有的进程看似一起执行)
二、线程
1. 概念:在一个进程中,并发执行的多个任务。线程是进程执行任务的单元、单位。线程也被称为轻量级的进程。【理解】
2. 主线程:目前程序为单线程,此线程以main函数的开始为开始,以main函数的结束为结束,此线程称主线程(主线程默认执行main函数)
3. 线程的组成部分:【理解】
(1) cpu:获取到cpu时间片的线程获取执行权
(2) 数据:栈空间独立(每一个线程有独立的栈空间);堆空间共享(多个线程可以操作同一个空间)
(3) 程序代码:栈空间用于存储局部变量;堆空间用于存储对象。
4. 代码实现多线程【重点】
(1) 第一种方式:
a. 类继承 java.lang.Thread 类,覆盖 run 方法
b. 创建线程对象: MyThread t1 = new MyThread();
c. 开启线程: t1.start(); //JVM默认执行 run 方法
(2) 第二种方式:
a. 类实现 java.lang.Runnable 接口,同时实现 run 方法
b. 创建线程的目标对象: Mytarget mt = new MyTarget();
c. 创建线程对象: Thread t2 = new Thread(mt); //将目标对象作为参数进行传递
d. 开启线程: t2.start(); //JVM默认调用 run 方法
三、线程状态【理解】
1. static void sleep(long ms) :让当前线程处于休眠状态,休眠的单位是毫秒(ms),处于休眠状态的线程进入有限期等待状态。 sleep 方法会让当前线程释放cpu,但是不释放标记。
2. void join() :让某一线程加入到自身任务中,在哪个线程中调用其他线程 join 方法,则代表此线程让其他线程优先执行,此线程从而进入无限期的等待状态。
例如:在主线程中main函数中: t.join(); 代表主线程让步于线程t执行
(线程状态流转图相关标注):
- New(新建状态):调用 start() 方法前的状态
Ready(就绪状态):获取CPU时间片则进入运行状态
- Running(运行状态):执行 run() / main() 方法;调用 synchronized 进入阻塞,调用 sleep() / join() 进入等待
Timed Waiting(限时等待): sleep() 时间到期回到就绪
Waiting(无限等待): join() 触发,需其他线程操作唤醒
Blocked(阻塞状态): synchronized 竞争资源失败时进入,获取到资源回到就绪
Terminated(终止状态): run() 方法执行完毕
四、线程同步【重点】
1. 临界资源:多线程并发时,被多个线程共享的同一个对象,称为临界资源。
2. 原子操作:不可以分割的多步操作,被视为一个整体,其执行顺序和步骤不能被打破。
3. 线程同步:多线程并发访问时,为了保证临界资源的正确性,从而不破坏操作中的原子操作(保护原子操作不能被破坏)
4. 线程同步的两种方式:
(1) 同步代码块:对临界资源对象进行加锁。
a. 定义位置:方法内部
b. 利用 synchronized 对临界资源加锁
c. 语法: synchronized(临界资源对象){ //原子操作 }
d. 执行的原理:当线程获取临界资源的标记时,锁标记空闲,则能获取该对象的锁标记,获取锁标记之后,可以执行同步代码块{}中的代码,而且只有当{}中所有的内容全部执行完,才释放锁对象的锁标记;但是当线程获取临界资源对象的锁标记时,锁标记已被其他线程占用,则此线程进入阻塞状态(Blocked状态),只有当其他线程释放锁标记,此线程获取锁标记,才结束阻塞状态,同时获取cpu,可以执行{}中的内容。