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Java并發編程-多執行緒基礎

2020-12-29 14:15:12 後端開發

Java多執行緒基礎

  • 1.多執行緒概述
  • 實作執行緒的兩種方式
    • 繼承Thread類
    • 實作Runnable介面
  • 2.執行緒生命周期
  • 獲取執行緒的名字和執行緒物件
  • 3.執行緒的休眠
    • sleep方法
    • 終止執行緒的休眠
    • 強行終止一個執行緒，
    • 合理的終止一個執行緒的執行
  • 4.執行緒調度
    • 執行緒調度概述
    • 執行緒優先級
    • 執行緒讓位
    • 執行緒合并

1.多執行緒概述

1、什么是行程？什么是執行緒？
??行程是一個應用程式（1個行程是一個軟體），
??執行緒是一個行程中的執行場景/執行單元，
??一個行程可以啟動多個執行緒，
2、對于java程式來說，當在DOS命令視窗中輸入：java HelloWorld 回車之后，
??會先啟動JVM，而JVM就是一個行程，
??JVM再啟動一個主執行緒呼叫main方法，
??同時再啟動一個垃圾回收執行緒負責看護，回收垃圾，
??最起碼，現在的java程式中至少有兩個執行緒并發，
??一個是垃圾回收執行緒，一個是執行main方法的主執行緒，
3、行程和執行緒是什么關系？舉個例子
??阿里巴巴：行程
??馬云：阿里巴巴的一個執行緒
??童文紅:阿里巴巴的一個執行緒
??京東：行程
??強東：京東的一個執行緒
??妹妹：京東的一個執行緒
??行程可以看做是現實生活當中的公司，
??執行緒可以看做是公司當中的某個員工，
??注意：
????行程A和行程B的記憶體獨立不共享，（阿里巴巴和京東資源不會共享的！）
??魔獸游戲是一個行程
??酷狗音樂是一個行程
??這兩個行程是獨立的，不共享資源，
??執行緒A和執行緒B呢？
??在java語言中：
????執行緒A和執行緒B，堆記憶體和方法區記憶體共享，
????但是堆疊記憶體獨立，一個執行緒一個堆疊，
??假設啟動10個執行緒，會有10個堆疊空間，每個堆疊和每個堆疊之間，
??互不干擾，各自執行各自的，這就是多執行緒并發，
??火車站，可以看做是一個行程，
??火車站中的每一個售票視窗可以看做是一個執行緒，
??我在視窗1購票，你可以在視窗2購票，你不需要等我，我也不需要等你，
??所以多執行緒并發可以提高效率，
java中之所以有多執行緒機制，目的就是為了提高程式的處理效率，
4、思考一個問題：
??使用了多執行緒機制之后，main方法結束，是不是有可能程式也不會結束，
??main方法結束只是主執行緒結束了，主堆疊空了，其它的堆疊(執行緒)可能還在壓堆疊彈堆疊，
在這里插入圖片描述
5、分析一個問題：對于單核的CPU來說，真的可以做到真正的多執行緒并發嗎？
??對于多核的CPU電腦來說，真正的多執行緒并發是沒問題的，
??4核CPU表示同一個時間點上，可以真正的有4個行程并發執行，
??什么是真正的多執行緒并發？
??t1執行緒執行t1的，
??2執行緒執行t2的，
??t1不會影響t2，t2也不會影響t1，這叫做真正的多執行緒并發，
??單核的CPU表示只有一個大腦：
??不能夠做到真正的多執行緒并發，但是可以做到給人一種“多執行緒并發”的感覺，
??對于單核的CPU來說，在某一個時間點上實際上只能處理一件事情，但是由于
??CPU的處理速度極快，多個執行緒之間頻繁切換執行，跟人來的感覺是：多個事情同時在做！！！！！
????執行緒A：播放音樂
????執行緒B：運行魔獸游戲
??執行緒A和執行緒B頻繁切換執行，人類會感覺音樂一直在播放，游戲一直在運行，
??給我們的感覺是同時并發的，
??電影院采用膠卷播放電影，一個膠卷一個膠卷播放速度達到一定程度之后，人類的眼睛產生了錯覺，感覺是影片的，這說明人類的反應速度很慢，就像一根鋼針扎到手上，到最終感覺到疼，這個程序是需要“很長的”時間的，在這個期間計算機可以進行億萬次的回圈，所以計算機的執行速度很快，

實作執行緒的兩種方式

繼承Thread類

java語言中，實作執行緒有兩種方式，那兩種方式呢？
java支持多執行緒機制，并且java已經將多執行緒實作了，我們只需要繼承就行了，
第一種方式：撰寫一個類，直接繼承java.lang.Thread，重寫run方法，
怎么創建執行緒物件？new就行了
怎么啟動執行緒？呼叫執行緒物件的start方法
注意：方法體當中的代碼永遠都是自上而下的順序依次逐行執行，

public class ThreadTest01 {
	public static void main(String[] args) {
		//這里是main方法，這里的代碼屬于主執行緒，在主堆疊中運行
		//新建一個分支執行緒物件
		MyThread myThread =new MyThread();
		//啟動執行緒，
		//start()方法作用是：啟動一個分支執行緒,
		//在jvm中開辟一個新的堆疊空間，這段代碼任務完成后，瞬間就結束了，
		//這段代碼的任務只是為了開啟一個新的堆疊空間,
		//只要新的堆疊空間開出來，start()方法就結束了，執行緒就啟動成功了，
		//啟動成功的執行緒會自動呼叫run方法，并且run方法在分支堆疊的堆疊底部（壓堆疊）
		//run方法在分支堆疊的堆疊底部，main方法在主堆疊的堆疊底部，run和main是平級的
		//myThread.run();		//不會啟動執行緒，不會分配新的分支堆疊
		myThread.start();
		//這里的代碼還是運行在主執行緒中
		for(int i=0;i<1000;i++){
			System.out.println("主執行緒---->"+i);
		}
	}

}
class MyThread extends Thread{
	@Override
	public void run() {
		//撰寫程式，這段程式運行在分支執行緒中（分支堆疊）
		for(int i=0;i<1000;i++){
			System.out.println("分支執行緒---->"+i);
		}
	}
}

以下程式的輸出結果有這樣的特點:
有先有后，有多有少，
在這里插入圖片描述

在這里插入圖片描述
總結：
第一種方式：撰寫一個類，直接繼承java.lang.Thread，重寫run方法，

		// 定義執行緒類
		public class MyThread extends Thread{
			public void run(){
			
			}
		}
		// 創建執行緒物件
		MyThread t = new MyThread();
		// 啟動執行緒，
		t.start();

實作Runnable介面

撰寫一個類，實作java.lang.Runnable介面，實作run方法，

public class ThreadTest02 {
	public static void main(String[] args) {
		//創建一個可運行的物件，將可運行的物件封裝成一個執行緒物件
		Thread t=new Thread(new MyRunnable());
		//啟動執行緒
		t.start();
		for(int i=0;i<100;i++){
			System.out.println("主執行緒---->"+i);
		}
	
	}
}
//這并不是一個執行緒類，是一個可運行的類，它還不是一個執行緒，
class MyRunnable implements Runnable{

	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<100;i++){
			System.out.println("分支執行緒---->"+i);
		}
	}	
}

總結：

		// 定義一個可運行的類
		public class MyRunnable implements Runnable {
			public void run(){
			
			}
		}
		// 創建執行緒物件
		Thread t = new Thread(new MyRunnable());
		// 啟動執行緒
		t.start();

注意：第二種方式實作介面比較常用，因為一個類實作了介面，它還可以去繼承其它的類，更靈活，
采用匿名內部類的方式

public class ThreadTest03 {
	public static void main(String[] args) {
		//創建執行緒物件，采用匿名內部類方式
		//這是通過一個沒有名字的類，new出來的物件，介面是沒有辦法new物件的
		Thread t=new Thread(new Runnable(){
			@Override
			public void run() {
				for(int i=0;i<100;i++){
					System.out.println("分支執行緒---->"+i);
				}	
			}
			
		});
		t.start();
		for(int i=0;i<100;i++){
			System.out.println("主執行緒---->"+i);
		}	
	}
}

2.執行緒生命周期

關于執行緒物件的生命周期？
新建狀態
就緒狀態
運行狀態
阻塞狀態
死亡狀態

獲取執行緒的名字和執行緒物件

1.怎么獲取當前執行緒物件
??static Thread currentThread()
??Thread t=Thread.currentThread()
??t代表當前執行緒物件

2.獲取執行緒物件的名字
??執行緒物件.getName()

3.修改執行緒物件的名字
??執行緒物件.setName(“執行緒的名字”);

4.當執行緒沒有設定名字的時候，默認的名字有什么規律
??Thread-0
??Thread-1

public class ThreadTest04 {
	public static void main(String[] args) {
		//currentThread就是當前執行緒物件
		//這個代碼出現在main方法中，所以當前執行緒就是主執行緒
		Thread currentThread=Thread.currentThread();
		System.out.println(currentThread.getName());
		//創建執行緒物件
		MyThread2 t=new MyThread2();
		//設定執行緒物件的名字
		t.setName("tttt");
		//獲取執行緒的名字
		String tName=t.getName();
		System.out.println(tName);	//默認名為Thread-0
		MyThread2 t2=new MyThread2();
		System.out.println(t2.getName());	//默認名為Thread-1
		//啟動執行緒
		t.start();
	
	}
}
class MyThread2 extends Thread{
	@Override
	public void run() {
		//current就是當前執行緒物件，當前執行緒是誰呢
		//當t1執行緒執行run方法，當前執行緒就是t1
		//當t2執行緒執行run方法，當前執行緒就是t2
		Thread currentThread=Thread.currentThread();
		System.out.println("分支執行緒"+currentThread.getName());
		for(int i=0;i<100;i++){
			System.out.println("分支執行緒"+i);
		}
	}
}

3.執行緒的休眠

sleep方法

??static void sleep(long mills)
??1.靜態方法 Thread.sleep(1000)
??2.引數是毫秒
??3.作用：讓當前執行緒進入休眠，進入”阻塞狀態“，放棄占用的CPU時間片，讓給其他執行緒使用
??這行代碼出現在A執行緒中，A執行緒就會進入休眠，
??這行代碼出現在B執行緒中，B執行緒就會進入休眠，
??4.Thread.sleep()方法，可以做到這種效果
??間隔特定的時間，去執行一段特定的代碼，每隔多久執行一次，

public class ThreadTest05 {
	public static void main(String[] args) {
//		//讓當前執行緒進入休眠，睡眠5秒
//		//當前執行緒是主執行緒
//		try {
//			Thread.sleep(1000*5);
//		} catch (InterruptedException e) {
//			// TODO Auto-generated catch block
//			e.printStackTrace();
//		}
//		//5秒之后執行這里的代碼
//		System.out.println("hello,world");
		for(int i=0;i<10;i++){
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  "+i);
			//睡眠1秒
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

sleep方法是靜態方法，它是讓當前執行緒進入休眠，這行代碼出現在哪個執行緒中，哪個執行緒就會睡眠，

sleep睡眠太久了，如果希望半道上醒來，你應該怎么辦？也就說怎么叫醒一個正在睡眠的執行緒
注意:這個不是中斷執行緒的執行，是終止執行緒的睡眠

用interrupt()方法終止t執行緒的睡眠（這種中斷睡眠的方式依靠了java的例外機制）

終止執行緒的休眠

public class ThreadTest07 {
	public static void main(String[] args) {
		Thread t=new Thread(new MyRunnable2());
		t.setName("t");
		t.start();
		//希望5秒后，t執行緒醒來(5秒之后主執行緒手里的活兒干完了)
		try {
			Thread.sleep(1000*5);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		//終止t執行緒的睡眠（這種中斷睡眠的方式依靠了java的例外機制）
		t.interrupt();	//干擾，一盆冷水過去！
	}
}
class MyRunnable2 implements Runnable{
	//重點：run()當中的例外不能throw,只能trycatch
	//因為run()方法在父類中沒有拋出任何例外，子類不能比父類拋出更多的例外
	public void run() {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->begin");
		try {
			//睡眠1小時
			Thread.sleep(1000*60*60);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			//e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->end");
	}
	
}

在這里插入圖片描述
中間間隔很短的時間

強行終止一個執行緒，

stop()方法這種方式存在很大的缺點：容易丟失資料，因為這種方式是直接將執行緒殺死了，
執行緒原有保存的資料會丟失，不建議使用
終止執行緒的執行

public class ThreadTest08 {
	public static void main(String[] args) {
		Thread t=new Thread(new MyRunnable3());
		t.setName("t");
		t.start();
		//模擬5秒
		try {
			Thread.sleep(1000*5);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		//5秒之后強行終止t執行緒
		t.stop();//已過時，不建議使用，
	}
}
class MyRunnable3 implements Runnable{
	public void run() {
		for(int i=0;i<10;i++){
			System.out.println(Thread.currentThread().getName());
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	
}

在這里插入圖片描述

合理的終止一個執行緒的執行

怎么合理的終止一個執行緒的執行，這種方式是很常用的

public class ThreadTest09 {
	public static void main(String[] args) {
		MyRunnable4 r=new MyRunnable4();
		Thread t=new Thread(r);
		t.setName("t");
		t.start();
		//模擬5秒
		try {
			Thread.sleep(5000);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		//5秒之后強行終止t執行緒
		r.run=false;
	}
}
class MyRunnable4 implements Runnable{
	public boolean run=true;

	public void run() {
		//打一個bool標記
		for(int i=0;i<10;i++){
			if(run){
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);
				try {
					Thread.sleep(1000);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}else{
				//return就結束了，你在結束之前還有什么沒保存的，在這里保存就行了，
				//終止當前執行緒的執行
				return ;
			}
			
		}
	}
}

在這里插入圖片描述

4.執行緒調度

執行緒調度概述

關于執行緒的調度
1.1、常見的執行緒調度模型有哪些？
??搶占式調度模型：
??那個執行緒的優先級比較高，搶到的CPU時間片的概率就高一些/多一些，
??java采用的就是搶占式調度模型，
??均分式調度模型：
??平均分配CPU時間片，每個執行緒占有的CPU時間片時間長度一樣，
??平均分配，一切平等，
??有一些編程語言，執行緒調度模型采用的是這種方式，
1.2、java中提供了哪些方法是和執行緒調度有關系的呢？
實體方法：
??void setPriority(int newPriority) 設定執行緒的優先級
??int getPriority() 獲取執行緒優先級
??最低優先級1
??默認優先級是5
??最高優先級10
??優先級比較高的獲取CPU時間片可能會多一些，（但也不完全是，大概率是多的，）
靜態方法：
??static void yield() 讓位方法
??暫停當前正在執行的執行緒物件，并執行其他執行緒
??yield()方法不是阻塞方法，讓當前執行緒讓位，讓給其它執行緒使用，
??yield()方法的執行會讓當前執行緒從“運行狀態”回到“就緒狀態”，
??注意：在回到就緒之后，有可能還會再次搶到，
??void join()合并執行緒

class MyThread1 extends Thread {
	public void doSome(){
			MyThread2 t = new MyThread2();
			t.join(); // 當前執行緒進入阻塞，t執行緒執行，直到t執行緒結束，當前執行緒才可以繼續，
	}
}
class MyThread2 extends Thread{
}

執行緒優先級

public class ThreadTest10 {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("最高優先級"+Thread.MAX_PRIORITY);
		System.out.println("最低優先級"+Thread.MIN_PRIORITY);
		System.out.println("默認優先級"+Thread.NORM_PRIORITY);
		//獲取當前執行緒物件，獲取當前執行緒的優先級
		Thread currentThread = Thread.currentThread();
		System.out.println(currentThread.getName()+"執行緒的默認優先級是:"+currentThread.getPriority());
		
		Thread t=new Thread(new MyRunnable5());
		t.setName("t");
		t.setPriority(8);
		t.start();
		//優先級較高的，只是搶到的CPU時間片相對多一些
		//大概率方向更偏向于優先級較高的
		for(int i=0;i<1000;i++){
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);
		}
	}

}
class MyRunnable5 implements Runnable{
	public void run() {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行緒的默認優先級是:"+Thread.currentThread().getPriority());
		for(int i=0;i<1000;i++){
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);
		}
		
	}
}

處于運行狀態的時間多一些
在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述

執行緒讓位

讓位：當前運行的執行緒暫停，會到就緒狀態，讓給其他執行緒
靜態方法：Thread.yield()

public class ThreadTest11 {
	public static void main(String[] args) {
		Thread t=new Thread(new MyRunnable6());
		t.setName("t");
		t.start();
		for(int i=0;i<1000;i++){
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);
		}
	}
}
class MyRunnable6 implements Runnable{

	public void run() {
		//假設每100個讓位一次
		for(int i=0;i<1000;i++){
			if(i%100==0){
				Thread.yield();//當前執行緒暫停一下，讓給主執行緒
			}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);
		}	
	}
}

在這里插入圖片描述

執行緒合并

public class ThreadTest12 {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("main begin");
		Thread t=new Thread(new MyRunnable7());
		t.setName("t");
		t.start();
		//合并執行緒
		try {
			t.join();
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}		//t合并到當前執行緒中，當前執行緒受阻塞，t執行緒執行直到結束，
		System.out.println("main over");
	}
}
class MyRunnable7 implements Runnable{
	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<1000;i++){
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);
		}
	}
}

在這里插入圖片描述

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    Rust中的智能指標是什么 智能指標（smart pointers）是一類資料結構，是擁有資料所有權和額外功能的指標。是指標的進一步發展 指標（pointer）是一個包含記憶體地址的變數的通用概念。這個地址參考，或 ” 指向”（points at）一些其 他資料 。參考以 & 符號為標志并借用了他們所 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:10 more
  • Java的值傳遞和參考傳遞

    值傳遞不會改變本身，參考傳遞（如果傳遞的值需要實體化到堆里）如果發生修改了會改變本身。 1.基本資料型別都是值傳遞 package com.example.basic; public class Test { public static void main(String[] args) { int ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:04 more
  • [2]SpinalHDL教程——Scala簡單入門

    第一個 Scala 程式 shell里面輸入 $ scala scala> 1 + 1 res0: Int = 2 scala> println("Hello World!") Hello World! 檔案形式 object HelloWorld { /* 這是我的第一個 Scala 程式 * 以 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:58 more
  • 理解函式指標和回呼函式

    理解 函式指標 指向函式的指標。比如： 理解函式指標的偽代碼 void (*p)(int type, char *data); // 定義一個函式指標p void func(int type, char *data); // 宣告一個函式func p = func; // 將指標p指向函式func ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:52 more
  • Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式

    本文首發于公眾號：Hunter后端 原文鏈接：Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式 日期函式主要介紹兩個大類，Extract() 和 Trunc() Extract() 函式作用是提取日期，比如我們可以提取一個日期欄位的年份，月份，日等資料 Trunc() 的作用則是截取，比如 2022-0 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:45 more
  • 一天吃透JVM面試八股文

    什么是JVM？ JVM，全稱Java Virtual Machine（Java虛擬機），是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實作的。由一套位元組碼指令集、一組暫存器、一個堆疊、一個垃圾回收堆和一個存盤方法域等組成。JVM屏蔽了與作業系統平臺相關的資訊，使得Java程式只需要生成在Java虛擬機 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:31 more
  • 使用Java接入小程式訂閱訊息！

    更新完微信服務號的模板訊息之后，我又趕緊把微信小程式的訂閱訊息給實作了！之前我一直以為微信小程式也是要企業才能申請，沒想到小程式個人就能申請。 訊息推送平臺🔥推送下發【郵件】【短信】【微信服務號】【微信小程式】【企業微信】【釘釘】等訊息型別。 https://gitee.com/zhongfuch ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:59 more
  • java -- 緩沖流、轉換流、序列化流

    緩沖流 緩沖流, 也叫高效流, 按照資料型別分類： 位元組緩沖流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream 字符緩沖流：BufferedReader，BufferedWriter 緩沖流的基本原理，是在創建流物件時，會創建一個內置的默認大小的緩沖區陣列，通過緩沖 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:49 more
  • Java-SpringBoot-Range請求頭設定實作視頻分段傳輸

    老實說，人太懶了，現在基本都不喜歡寫筆記了，但是網上有關Range請求頭的文章都太水了 下面是抄的一段StackOverflow的代碼...自己大修改過的，寫的注釋挺全的，應該直接看得懂，就不解釋了 寫的不好...只是希望能給視頻網站開發的新手一點點幫助吧. 業務場景：視頻分段傳輸、視頻多段傳輸（理 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:42 more
  • Windows 10開發教程_編程入門自學教程_菜鳥教程-免費教程分享

    教程簡介 Windows 10開發入門教程 - 從簡單的步驟了解Windows 10開發，從基本到高級概念，包括簡介，UWP，第一個應用程式，商店，XAML控制元件，資料系結，XAML性能，自適應設計，自適應UI，自適應代碼，檔案管理，SQLite資料庫，應用程式到應用程式通信，應用程式本地化，應用程式 ......

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