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Java进阶篇③——多线程

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2022-04-03 / 0 评论 / 0 点赞 / 265 阅读 / 2,587 字 / 正在检测是否收录...
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多线程

实现多线程

进程

  • 进程:是正在运行的程序
    • 是系统进行资源分配和调用的独立单位
    • 每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源

线程

  • 线程:是进程中的单个顺序控制流,是一条执行路径
  • 单线程:一个进程如果只有一条执行路径,则称为单线程程序
  • 多线程:一个进程如果有多条执行路径,则称为多线程程序

多线程的实现方式(一)

  • 继承Thread

    • 定义一个类MyThread继承Thread
    • MyThread类中重写run()方法
    • 创建MyThread类的对象
    • 启动线程
  • 重写run()方法的原因:

    因为run()是用来封装被线程执行的代码

  • run()方法和strat()方法的区别:

    run():封装线程执行的代码,直接调用,相当于普通代码的调用

    start():启动线程,然后由JVM调用此线程的run()方法

设置和获取线程名称

  • Thread类中设置和获取线程名称的方法

    • void setName(String name):将此线程的名称更改为等于参数name

    • String getName():返回此线程的名称

    • 通过Thread类的带参构造方法 Thread(String name) 设置线程名称

    • public static Thread currentThread():返回对当前正在执行的线程对象的引用

线程调度

  • 线程有两种调度模型

    • 分时调度模型:所有线程轮流使用CPU的使用权,平均分配每个线程占用CPU的时间片
    • 抢占式调度模型:优先让优先级高的线程使用CPU,如果线程的优先级相同,则随机选择一个,优先级高的线程获取的CPU时间片相对多一些
  • Java使用的是抢占式调度模型

  • Thread类中设置和获取线程优先级的方法

    • public final int getPriority():返回此线程的优先级
    • public final void setPriority(int newPriority):更改此线程的优先级
    • 线程默认优先级是5;线程优先级的范围是:1~10
    • 线程优先级仅仅表示线程获取CPU时间片的几率高,而不是指执行顺序

线程控制

方法名说明
static void sleep(long millis)使当前正在执行的线程停留(暂停执行)指定的毫秒数
void join()等待这个线程死亡
void setDaemon(boolean on)将此线程标记为守护线程,当运行的线程都是守护线程时,Java虚拟机将退出

线程生命周期

线程生命周期

多线程的实现方式(二)

  • 方式:实现Runnable接口
    • 定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
    • MyRunnable类中重写run()方法
    • 创建MyRunnable类的对象
    • 创建Thread类的对象,把MyRunnable对象作为构造方法的参数
    • 启动线程
  • 相比继承Thread类,实现Runnable接口的好处
    1. 避免了Java单继承的局限性
    2. 适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况,把线程和程序的代码、数据有效分离

线程同步

同步代码块

  • 锁多条语句操作共享数据,可以使用同步代码块实现

  • 格式:

    synchronized(任意对象){
        多条语句操作共享数据的代码
    }
    
    // synchronized(任意对象):相当于给代码加锁了,任意对象可以看成是一把锁
    
  • 同步的好处和弊端

    • 好处:解决了多线程的数据安全问题
    • 弊端:当线程很多时,因为每个线程都需要判断同步上的锁,会耗费资源,降低程序的运行效率

同步方法

  • 同步非静态方法:就是把 synchronized 关键字加到方法上

    • 格式:

      修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数){ }
      
    • 同步非静态方法的锁对象:this

  • 同步静态方法:就是把 synchronized 关键字加到静态方法上

    • 格式:

      修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名(方法参数){ }
      
    • 同步静态方法的锁对象:类名.class

线程安全的类

  • StringBuffer

    • 线程安全,可变的字符序列
    • 从版本JDK5开始,被StringBuilder替代。通常使用StringBuilder类,因为它支持所有相同的操作,但它更快(不执行同步)
  • Vector

    • 从Java2平台开始,该类改进了List接口,使其成为Java Collections Framework的成员。与新的集合实现不同,Vector被同步。如果不需要线程安全的实现,可使用ArrayList代替Vector
  • Hashtable

    • 该类实现了一个哈希表。它将键映射到值。任何非null对象都可以用作键或者值
  • Collections类也提供了多个静态方法实现ListMap的实现类的线程安全,例如:

    方法名说明
    static Collection synchronizedCollection(Collection c)返回由指定集合支持的同步(线程安全)集合。
    static List synchronizedList(List c)返回由指定列表支持的同步(线程安全)列表。
    static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(**Map<K,V> ** c)返回由指定地图支持的同步(线程安全)映射。

Lock锁

  • Lock实现提供比使用synchronized方法和语句可以获得更广泛的锁定操作

  • Lock中提供了获得锁和释放锁的方法

    • void lock():获得锁
    • void unlock():释放锁
  • Lock是接口,可以采用它的实现类ReentrantLock来实例化

    • ReentrantLock的构造方法

      ReentrantLock():创建一个ReentrantLock的实例
      

生产者和消费者

概述

  • 生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式,所谓生产者消费者问题,实际上主要包含了两类线程:
    • 一类是生产者线程用于生产数据
    • 一类是消费者线程用于消费数据
  • 为了解耦生产者和消费者的关系,通常会采用共享的数据区域,类似于仓库
    • 生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中,并不需要关心消费者的行为
    • 消费者只需要从共享数据区中去获取数据,并不需要关心生产者的行为

生产者消费者模式

  • 为了体现生产和消费过程中的等待和唤醒,Java提供了几个方法在Object类中

    • Object类的等待和唤醒方法:

      方法名说明
      void wait()导致当前线程等待,直到另一个线程调用该对象的notify()方法或notifyAll()方法
      void notify()唤醒正在等待对象监视器的单个线程
      void notifyAll()唤醒正在等待对象监视器的所有线程
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