java-多執行緒與并發

java-多執行緒與并發

 以下內容為本人的學習筆記，如需要轉載，請宣告原文鏈接 https://www.cnblogs.com/lyh1024/p/16786357.html

多執行緒

1.行程與執行緒

1.1 什么是行程

程式是指令和資料的有序集合，其本身沒有任何運行的含義，是一個靜態的概念，而行程是程式在處理機上的一次執行程序，它是一個動態的概念，

行程是一個具有一定獨立功能的程式，一個物體，每一個行程都有它自己的地址空間，

1.2 行程的狀態

行程執行時的間斷性，決定了行程可能有多種狀態，事實上，運行中的行程具有以下三種基本狀態，

• 就緒狀態（Ready）

• 運行狀態（Running）

• 阻塞狀態（Blocked）

cpu是有轉速的，轉速越快，性能越高，但CPU運行a程式時，要轉到h程式，需要時間，這時候行程就會進入阻塞狀態，

1.3 執行緒

執行緒實際上是在行程基礎上調度進一步劃分，一個執行緒啟動后，里面的若干程式又可以劃分成若干個執行緒，

執行緒：是行程中的一個執行路徑，共享一個記憶體空間，程式之間可以自由切換，并發執行，一個行程最少有一個執行緒（單執行緒程式）

一個程式可以同時執行多個任務，來提高效率

例如：①同時下載多部電影

②看電影的同時吃零食

并行：就是兩個任務同時運行（多個CPU）

并發：是指兩個任務同時請求運行，而處理器一次只能接受一個任務，就會把兩個任務安排輪流執行，由于CPU時間片運行時間較短，就會感覺是兩個任務在同時執行

• 面試題：行程和執行緒的區別？

2.執行緒的基本使用

執行緒實作的三種方式

在java中如果要想實作多執行緒的操作，有兩種實作方法：

1）繼承Thread類（只能繼承一個）

2）實作Runnable介面（建議使用，可以實作多個）

3）實作Callable介面

public class ThreadDeom1{
    
    public static void main(String[] args){
        MyThread mt = new Thread();
        
        MyRunnable mr = new MyRunnable();
        Thread t2 = new Thread(mr);//將實作Runnable的當成一個任務放進執行緒Thread里
        
        mt.start();//啟動執行緒,（實際是，start表準備就緒，告訴虛擬機可以啟動執行緒）
        t2.start();//可簡寫，合并成：new Thread(mr).start
    }
}
?
/**
創建執行緒方式一：
1.繼承Thread類
2.重寫run()方法
3.創建執行緒物件，呼叫start()開啟執行緒
注意：執行緒開啟不一定立即執行，有CPU調度執行
*/
class MyThread extends Thread{
    
    public void run(){
        for(int i = 0;i<100;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-"+i);
            try{
                Thread.sleep(500);
             }catch (InterruptedException e){
                 e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
?
/**
創建執行緒方式二：
1.實作Runnable介面
2.重寫run()方法
3.創建Runnable介面的實作類物件
4.創建執行緒物件(代理)，丟入實作類物件
5.呼叫start()開啟執行緒
注意：執行緒開啟不一定立即執行，有CPU調度執行
*/
class MyRunnable implement Runnable{
     public void run(){
        for(int i = 0;i<100;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-"+i);
            try{
            /**
                執行緒的休眠
                在當前執行緒的執行中，暫停指定的毫秒數，釋放CPU的時間片
                釋放CPU的時間片意思：CPU給一個行程P ，3秒執行時間，執行緒A和執行緒B互搶這個3秒時間片，設A搶到了，執行了3秒，此時會中斷，然后CPU執行下一個行程，CPU一直轉，又轉到行程P，然后A和B又開始互搶這3秒時間片，A又搶到，繼上次中斷的位置開始執行，執行完后，就讓時間片給其他執行緒，
            */
                Thread.sleep(500);
            
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
                
            }
        }
    }
}
/**
創建執行緒方式三：
1.實作Callable介面，需要回傳值型別
2.重寫call方法，需要拋出例外
3.創建目標物件
4.創建執行服務：ExecutorService ser = Exectors.newFixedThreadPool(1);
5.提交執行：Future<Boolean> result1 = ser.submit(t1);
6.獲取結果：boolean r1 = result1.get();
7.關閉服務：ser.shutdownNow();
*/

案例：

3.執行緒的休眠

public static void sleep(long millis) throws InterruptedException

使當前正在執行的執行緒以指定的毫秒數暫停（暫時停止執行），釋放CPU的時間片，具體取決于系統定時器和調度程式的精度和準確性， 執行緒不會丟失任何顯示幕的所有權，

• 引數

  millis - 以毫秒為單位的睡眠時間長度

• 例外

  IllegalArgumentException - 如果 millis值為負數

  InterruptedException - 如果任何執行緒中斷當前執行緒， 當拋出此例外時，當前執行緒的中斷狀態將被清除， 由執行緒本身中斷不會報錯，

• 執行緒的休眠，目的是讓出CPU執行的時間片，讓其他作業的執行緒可以執行，但不會釋放物件鎖

• sleep可以模擬網路延遲，倒計時等

• sleep時間達到后執行緒進入就緒狀態

public static void sleep(long millis,int nanos) throws InterruptedException//毫秒，納秒

public static Thread currentThread()//回傳對當前正在執行的執行緒物件的參考，即獲取當前執行緒

4.join與中斷執行緒

public final void join() throws InterruptedException

等待這個執行緒死亡，

呼叫此方法的行為方式與呼叫join(0) 完全相同

• 例外

  InterruptedException - 如果任何執行緒中斷當前執行緒， 當拋出此例外時，當前執行緒的中斷狀態將被清除，

join方法的主要作用就是同步，它可以使得執行緒之間的并行執行變為串行執行

或者說 join合并執行緒，待此執行緒執行完畢后，回去再執行其他執行緒，其他執行緒阻塞，可以想象成插隊

public class ThreadDeom2{
    public static void main(String[] args){
        MyRunnable mr2 = new MyRunnable2();
        Thread t1 = new Thread(mr2);
        MyRunnable mr3 = new MyRunnable3();
?
        Thread t2 = new Thread(mr3);
        t1.start();
        t2.start();
        for(int i = 0;i<50;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-"+i);
            try{
            
                 Thread.sleep(300);
            
             }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
                }
            if(i==20){
             /**  try{          
                    t1.join();//讓t執行緒執行完畢
                }catch (InterruptedException e){
                     e.printStackTrace();
                    }*/
                
              //  t1.interrupt();//中斷執行緒（不會真的中斷執行緒），只是作了一個中斷標記
                
               mr3.flag =false; 
             }
         }
    }
}
?
class MyRunable2 implements Runnable{
    public void run(){
        for(int i = 0;i<50;i++){
            /**
            中斷執行緒方式一：
            1.使用interrupt()來中斷執行緒，設定一個中斷狀態（標記）
            2.run方法里測驗中斷狀態Thread.interrupted()
            3.有sleep等拋出InterruptedException例外的，要重新打上中斷標記
            
            中斷執行緒方式二（更加推薦使用）：
            1.自定義標記的方式，設定一個布林值為ture，作為while的條件，要中斷時就將該布林值設為false
            */
            if(Thread.interrupted()){//測驗中斷狀態，此方法會把中斷狀態清除
                break;//不會真的中斷，因為sleep會拋出InterruptedException例外并把中斷標記清除，所以要重新打上中斷標記
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-"+i);
            try{
            
                 Thread.sleep(300);
            
             }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
                Thread.currentThread().interrupt();//重新打上中斷標記
                }
         }
    }
}
?
class MyRunable3 implements Runnable{
    
    public boolean flag = true;
    
    public MyRunable3(){
        flag = true;
    }
    
    public void run(){
        int i = 0;
        while(flag){
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+i);
            try{
            
                 Thread.sleep(300);
            
             }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
                }
        }
    }
}

5.守護執行緒與yield

執行緒分為用戶執行緒和守護執行緒

虛擬機必須確保用戶執行緒執行完畢

虛擬機不用等待守護執行緒執行完畢（用戶執行緒執行完畢后，JVM虛擬機自動退出，不用等待守護執行緒執行完畢）

如，后臺記錄操作日志，監控記憶體，垃圾回收等待....

yield作用是暫停當前正在執行的執行緒物件（放棄當前CPU資源），并執行其他執行緒，

yield是讓當前運行執行緒回到可運行狀態，以允許具有相同優先級的其他執行緒獲得運行機會

補充：當原始碼有native修飾，表示為本地方法，有c或c++實作

        for(int i = 0;i<50;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-"+i);
            try{
            
                 Thread.sleep(300);
            
             }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
                }
            if(i==5){
                Thread.yield();//讓出本次CPU執行時間片，就讓一次，下一次還搶CPU時間片
            }
         }

6.其他方法與優先級

有待補充......

參考資料：

JDK1.8幫助檔案

2022-10-12  22:22:12

標籤：Java

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