一、概念
進(jìn)程
進(jìn)程:具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng),進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位.
線程
線程：是CPU調(diào)度和分派的基本單位,它是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位.線程自己基本上不擁有系統(tǒng)資源,只擁有一點(diǎn)在運(yùn)行中必不可少的資源(如程序計(jì)數(shù)器,一組寄存器和棧),但是它可與同屬一個(gè)進(jìn)程的其他的線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源.
進(jìn)程和線程的關(guān)系
進(jìn)程（process）和線程（thread）是操作系統(tǒng)的基本概念，但是它們比較抽象，不容易掌握。
最近，我讀到一篇材料，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)很好的類比，可以把它們解釋地清晰易懂。
計(jì)算機(jī)的核心是CPU，它承擔(dān)了所有的計(jì)算任務(wù)。它就像一座工廠，時(shí)刻在運(yùn)行。
假定工廠的電力有限，一次只能供給一個(gè)車間使用。也就是說(shuō)，一個(gè)車間開(kāi)工的時(shí)候，其他車間都必須停工。背后的含義就是，單個(gè)CPU一次只能運(yùn)行一個(gè)任務(wù)。
進(jìn)程就好比工廠的車間，它代表CPU所能處理的單個(gè)任務(wù)。任一時(shí)刻，CPU總是運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程，其他進(jìn)程處于非運(yùn)行狀態(tài)。
一個(gè)車間里，可以有很多工人。他們協(xié)同完成一個(gè)任務(wù)。
線程就好比車間里的工人。一個(gè)進(jìn)程可以包括多個(gè)線程。
車間的空間是工人們共享的，比如許多房間是每個(gè)工人都可以進(jìn)出的。這象征一個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存空間是共享的，每個(gè)線程都可以使用這些共享內(nèi)存。
可是，每間房間的大小不同，有些房間最多只能容納一個(gè)人，比如廁所。里面有人的時(shí)候，其他人就不能進(jìn)去了。這代表一個(gè)線程使用某些共享內(nèi)存時(shí)，其他線程必須等它結(jié)束，才能使用這一塊內(nèi)存。
一個(gè)防止他人進(jìn)入的簡(jiǎn)單方法，就是門口加一把鎖。先到的人鎖上門，后到的人看到上鎖，就在門口排隊(duì)，等鎖打開(kāi)再進(jìn)去。這就叫"互斥鎖"（Mutual exclusion，縮寫 Mutex），防止多個(gè)線程同時(shí)讀寫某一塊內(nèi)存區(qū)域。
還有些房間，可以同時(shí)容納n個(gè)人，比如廚房。也就是說(shuō)，如果人數(shù)大于n，多出來(lái)的人只能在外面等著。這好比某些內(nèi)存區(qū)域，只能供給固定數(shù)目的線程使用。
這時(shí)的解決方法，就是在門口掛n把鑰匙。進(jìn)去的人就取一把鑰匙，出來(lái)時(shí)再把鑰匙掛回原處。后到的人發(fā)現(xiàn)鑰匙架空了，就知道必須在門口排隊(duì)等著了。這種做法叫做"信號(hào)量"（Semaphore），用來(lái)保證多個(gè)線程不會(huì)互相沖突。
不難看出，mutex是semaphore的一種特殊情況（n=1時(shí)）。也就是說(shuō)，完全可以用后者替代前者。但是，因?yàn)閙utex較為簡(jiǎn)單，且效率高，所以在必須保證資源獨(dú)占的情況下，還是采用這種設(shè)計(jì)。
操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因此可以歸結(jié)為三點(diǎn)：
（1）以多進(jìn)程形式，允許多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行；
（2）以多線程形式，允許單個(gè)任務(wù)分成不同的部分運(yùn)行；
（3）提供協(xié)調(diào)機(jī)制，一方面防止進(jìn)程之間和線程之間產(chǎn)生沖突，另一方面允許進(jìn)程之間和線程之間共享資源。
以上轉(zhuǎn)自阮一峰的個(gè)人網(wǎng)站
二、創(chuàng)建線程的方式
創(chuàng)建線程共有三種方式，一是繼承Thread類重寫run方法、二是實(shí)現(xiàn)Runnable接口重寫run方法(推薦使用)、三是實(shí)現(xiàn)Callable接口重寫run方法
1. 繼承Thread類
package com.yjj.test01;
/**
* @Description:
* @Author: YinJunjie
* @CreateDate: 2018/9/21 17:53
* @Version: 1.0
*/
class Thread1 extends Thread {
/**
* 實(shí)現(xiàn)多線程第一種方式，繼承Thread，實(shí)現(xiàn)run方法
*/
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "運(yùn)行" + i);
}
}
}
public class ThreadMain {
public static void main(String[] args) {
Thread1 thread1 = new Thread1();
thread1.setName("A");
Thread1 thread2 = new Thread1();
thread2.setName("B");
thread1.start();
thread2.start();
}
}
輸出
B運(yùn)行0
A運(yùn)行0
A運(yùn)行1
B運(yùn)行1
A運(yùn)行2
B運(yùn)行2
A運(yùn)行3
B運(yùn)行3
A運(yùn)行4
B運(yùn)行4
2. 實(shí)現(xiàn)Runnable接口
package com.yjj.test01;
/**
* @Description:
* @Author: YinJunjie
* @CreateDate: 2018/9/21 18:03
* @Version: 1.0
*/
class Thread2 implements Runnable {
private String name;
public Thread2(String name) {
this.name = name;
}
/**
* 實(shí)現(xiàn)多線程第二種方式，實(shí)現(xiàn)Runnable，實(shí)現(xiàn)run方法
*/
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(this.name + "運(yùn)行" + i);
}
}
}
public class ThreadMain2 {
public static void main(String[] args) {
Thread thread1=new Thread(new Thread2("A"));
Thread thread2=new Thread(new Thread2("b"));
thread1.start();
thread2.start();
}
}
輸出
A運(yùn)行0
b運(yùn)行0
b運(yùn)行1
b運(yùn)行2
b運(yùn)行3
b運(yùn)行4
A運(yùn)行1
A運(yùn)行2
A運(yùn)行3
A運(yùn)行4
注意：
- 啟動(dòng)一個(gè)線程只能通過(guò)start()方法，而不能直接調(diào)用run方法，調(diào)用run方法相當(dāng)于執(zhí)行了一個(gè)普通的方法，而沒(méi)有啟動(dòng)線程，代碼將會(huì)同步執(zhí)行。
- 如果多次調(diào)用start()方法，則會(huì)出現(xiàn)異常Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException。
- 執(zhí)行start()方法的順序并不代表線程啟動(dòng)的順序，線程執(zhí)行的順序是隨機(jī)的，某個(gè)線程搶到cpu資源就會(huì)執(zhí)行，其他則等待
三、線程安全
例：
public class MyThread extends Thread {
private int count=5;
public MyThread() {
}
public MyThread(String name) {
this.setName(name);
}
@Override
public void run() {
while (count>0){
count--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+count);
}
}
}
public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
shareVariable();
}
/**
* 不共享變量 各自減各自的
*/
public static void notShareVariable (){
MyThread a=new MyThread("A");
MyThread b=new MyThread("B");
MyThread c=new MyThread("C");
a.start();
b.start();
c.start();
}
/**
* 共享變量
*
*/
public static void shareVariable(){
MyThread myThread=new MyThread();
Thread a=new Thread(myThread,"A");
Thread b=new Thread(myThread,"B");
Thread c=new Thread(myThread,"C");
a.start();
b.start();
c.start();
}
}
輸出
A:3
B:3
C:2
A:1
B:0
從輸出可看出，A和B打印的都是3，說(shuō)明A和B同事對(duì)count進(jìn)行處理，產(chǎn)生了非線程安全問(wèn)題。
在某些JVM中，i--其實(shí)是由如下3步組成:
- 讀取原有的i值
- 計(jì)算i-1
- 對(duì)i賦新值
在這3個(gè)步驟中，如果有多個(gè)線程同事訪問(wèn)，那么就會(huì)出現(xiàn)非線程安全問(wèn)題。
四、常用方法
- currentThread()
返回代碼段正在被哪個(gè)線程調(diào)用 - this()和Thread.currentThread()的區(qū)別
package com.yjj.chapter01.test05;
/**
* @Description:
* @Author: YinJunjie
* @CreateDate: 2018/9/22 18:07
* @Version: 1.0
*/
public class MyThread extends Thread {
public MyThread() {
System.out.println("構(gòu)造方法----begin");
System.out.println("Thread.currentThread().getName()="+Thread.currentThread().getName());
System.out.println("Thread.currentThread().isAlive()="+Thread.currentThread().isAlive());
System.out.println("this.getName()="+this.getName());
System.out.println("this.isAlive()="+this.isAlive());
System.out.println("構(gòu)造方法----end");
}
@Override
public void run() {
System.out.println("run方法-----begin");
System.out.println("Thread.currentThread().getName()="+Thread.currentThread().getName());
System.out.println("Thread.currentThread().isAlive()="+Thread.currentThread().isAlive());
System.out.println("this.getName()="+this.getName());
System.out.println("this.isAlive()="+this.isAlive());
System.out.println("run方法----end");
}
}
public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread=new MyThread();
myThread.setName("myThread");
Thread thread=new Thread(myThread);
System.out.println("main begin thread is Alive="+thread.isAlive());
thread.setName("thread");
thread.start();
System.out.println("main end thread is Alive="+thread.isAlive());
}
}
當(dāng)一個(gè)Thread子類被當(dāng)成參數(shù)傳入Thread對(duì)象時(shí)，this和currentThread指向不同的對(duì)象，輸出如下
構(gòu)造方法----begin
Thread.currentThread().getName()=main
Thread.currentThread().isAlive()=true
this.getName()=Thread-0
this.isAlive()=false
構(gòu)造方法----end
main begin thread is Alive=false
main end thread is Alive=true
run方法-----begin
Thread.currentThread().getName()=thread
Thread.currentThread().isAlive()=true
this.getName()=myThread
this.isAlive()=false
run方法----end
- isAlive()是否活動(dòng)狀態(tài)
- sleep()方法
讓當(dāng)前“正在執(zhí)行的線程”休眠指定毫秒數(shù)，這個(gè)“正在執(zhí)行的線程”是指this.currentThread()返回的線程 - getId()獲取線程的唯一標(biāo)識(shí)
- 停止線程
有3種方法可以終止正在運(yùn)行的線程
1). 使用退出標(biāo)志，使線程正常退出，也就是當(dāng)run方法完成后線程終止
2). 使用stop方法強(qiáng)行終止線程強(qiáng)烈不推薦使用，stop和suspend及resume都是作廢過(guò)期的方法，使用它們可能會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)料的結(jié)果。
3). 使用interrupt方法中斷線程
- yield()方法
yield()方法的作用是放棄當(dāng)前的CPU資源，將它讓給其他的任務(wù)，但放棄時(shí)間不確定，有可能剛剛放棄，馬上又獲得CPU時(shí)間片。 - 線程優(yōu)先級(jí)
在操作系統(tǒng)中，線程可以劃分優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)高的線程得到的CPU資源較多，也就CPU有限執(zhí)行優(yōu)先級(jí)較高的線程對(duì)象中的任務(wù)。
設(shè)置優(yōu)先級(jí)有助于線程規(guī)劃期確定下次選擇哪一個(gè)線程來(lái)優(yōu)先執(zhí)行，但是也并不是優(yōu)先級(jí)越高就一定越先執(zhí)行。
設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)使用setPriority()方法，線程優(yōu)先級(jí)分為1~10這10個(gè)等級(jí)
Java中線程優(yōu)先級(jí)具有如下幾個(gè)特性
- 優(yōu)先級(jí)具有繼承性
在Java中，線程的優(yōu)先級(jí)具有繼承性，比如A線程啟動(dòng)B線程，則B線程優(yōu)先級(jí)與A相同 - 優(yōu)先級(jí)具有規(guī)則性
MyThread myThread=new MyThread();
myThread.setPriority(10);
MyThread2 myThread2=new MyThread2();
myThread2.setPriority(1);
myThread2.start();
myThread.start();
雖然我是先啟動(dòng)的myThread2，再啟動(dòng)myThread，但是最先執(zhí)行完的總是myThread，因?yàn)樗膬?yōu)先級(jí)較高，這是前幾次的輸出，可以看到，雖然先啟動(dòng)的mythread2但是myThread的優(yōu)先級(jí)更高，所以搶到CPU的概率也越大
MyThread i=0
MyThread2 i=0
MyThread i=1
MyThread2 i=1
MyThread i=2
MyThread i=3
MyThread i=4
MyThread i=5
MyThread i=6
MyThread2 i=2
MyThread i=7
MyThread2 i=3
MyThread i=8
MyThread2 i=4
MyThread i=9
MyThread i=10
- 優(yōu)先級(jí)具有隨機(jī)性
優(yōu)先級(jí)高的并不一定每一次都先執(zhí)行完，不一定不一定哦~
- 守護(hù)線程
守護(hù)線程就是守護(hù)非守護(hù)線程的。。emm。。典型的就是GC辣雞回收器線程
