沈阳德泰诺网站建设,wordpress搭建的博客系统,建设网站注意实现,无锡网站建设外包优势多线程
1 基本概念
1.1 程序和进程的概念 #xff08;1#xff09;程序 - 数据结构 算法#xff0c;主要指存放在硬盘上的可执行文件。 #xff08;2#xff09;进程 - 主要指运行在内存中的可执行文件。 #xff08;3#xff09;目前主流的操作系统都支持多进程1程序 - 数据结构 算法主要指存放在硬盘上的可执行文件。 2进程 - 主要指运行在内存中的可执行文件。 3目前主流的操作系统都支持多进程为了让操作系统同时可以执行多个任务但进程是重量级的 也就是新建一个进程会消耗CPU和内存空间等系统资源因此进程的数量比较局限。 1.2 线程的概念
我们刚刚说到为了让操作系统啊同时可以执行多个任务。我们是不是提出多进程的理念就是多个进程每个进程干一个活多个进程同时启动不就可以同时执行多个任务了吗
但是我们又说到进程因为毕竟它消耗资源比较多所以进程的数量实际上是比较局限。那怎么办呀那我们现实生活中我们的计算机中确实要需要执行很多任务啊对不对那有没有更好的办法呢后来我们就提出一个概念叫线程。 1为了解决上述问题就提出线程的概念线程就是进程内部的程序流也就是说操作系统内部支持多 进程的而每个进程的内部又是支持多线程的线程是轻量的新建线程会共享所在进程的系统资源因此目前主流的开发都是采用多线程。 2多线程是采用时间片轮转法来保证多个线程的并发执行所谓并发就是指宏观并行微观串行的机制。 分析 1.2.0 问题0”所谓并发呀指的是宏观并行微观串行“啥意思啊 ”所谓并发呀指的是宏观并行微观串行“啥意思啊就是你通过一个时间段儿上来看。通过一个时间段来看的话是不是三波同学都在上课但是其实你在任意一个时间点上如果进来瞅一眼的话你会发现我其实是不是只是在给一波小伙伴讲课所以这就叫宏观表面上看是在同时执行但到微观到底层真正的去抠的话实际上是不是一个一个在执行。 1.2.1 问题1通俗的解释一下什么叫做多线程 你看我们可以开很多进程而在每个进程的内部我们实际上又可以有很多的线程。明白这意思吧这就叫多线程。 1.2.2 问题2那开多线程的好处是什么
它可以同时依然可以同时执行多个任务。而且最重要的是线程是轻量级的什么意思啊它不像进程只要新建一个进程就要去消耗CPU新申请内存空间对不对而线程它会共享它所在进程的资源也就是说它对资源的消耗比较小。明白了吧
实际上我们主流的技术还是采用多线程技术因为多线程既节省资源又同时能够让它执行多个任务。
1.2.3 问题3多线程是如何工作的
让CPU快速的在多个线程之间切换明白了吧每个线程都分配一个很小的时间片然后迅速切换只要速度足够快是不感觉就像这些线程同时在执行。我们把这种策略叫做时间片轮转法。
1.2.4 问题4为什么使用多线程
我们说无论是多进程还是多线程我们最终的目的实际上是不是还是为了让我们的操作系统让我们的计算机尽可能的同时执行多个任务。
也就是说在以后的开发中只要涉及到让我们的这个代码或者说这个模块同时干多个活儿的时候我们就要怎么办采用多线程或者多进程的机制那在JAVA中基本上就是多线程理念。 2 线程的创建重中之重
2.1.1 问题5创建那在JAVA中到底如何创建线程呢
我们得借助一个类来自于java.long包里面的类 2.1 Thread类的概念 1java.lang.Thread类代表线程任何线程对象都是Thread类子类的实例。 2Thread类是线程的模板封装了复杂的线程开启等操作封装了操作系统的差异性。 2.2 创建方式 (1)自定义类继承Thread类并重写run方法然后创建该类的对象调用start方法。 分析 那么通过下面的这个源码追踪啊我们发现当我们用无参方式new出来对象之后再去调用run方法。是不是他确实啥也不会干。这样一来我觉得大家就应该能够理解这句话了就是创建线程的第一种方式里面要求自定义类继承Thread类之后还要重写run 因为thread类中的run方法它啥也不干呀对不对那你只有重写这个方法之后是不是才能给这个方法赋予一定的功能。对不对所以我们要重写它。 问题6为什么这里需要创建对象调用Strart方法为什么不是调用run方法 问题描述 首先为了解决上面的问题我们需要对代码进行调整 接下来我们分别用run方法和start方法进行测试我们可以观察一下输出结果 (2)自定义类实现Runnable接口并重写run方法创建该类的对象作为实参来构造Thread类型的对 象然后使用Thread类型的对象调用start方法。 分析 我们也要涉及到几个方法 比如说run;比如说start还有呢我们要构造thread类型的对象。那构造thread类型的对象的话呢那我们怎么去构造那是不是肯定要调用thread类的构造方法所以这里面呢有几个相关的方法。 2.3 相关的方法 注意 1所以说start这个方法的作用是用来实现什么来着线程的启动而一旦线程启动之后JAVA虚拟机一定要注意啊是JAVA虚拟机自动去调用这个线程的run方法并不是start里面去调run。明白了吧是JAVA虚拟机去调run方法并不是这个start的原码中去调run方法所以很多小伙伴呢在学到这的时候总想去看源码结果呢start的源码里面发现找不着run方法的调用原因是因为run方法是由JAVA虚拟机去调用。 2如果的话我们使用前面这两种构造方法构造出来的线程对象去调用run方法实际上是不是它会啥也不干啊。 2.3.1 问题6如果用Tread()来构造的话如何证明run方法什么也没干 有些这个方法的调用的话呢它呃就是本来的话呢里面就是啥也不打印。对不对那你从打印结果上看不到那很正常嘛。所以要想真正的看一下这个方法到底是否啥也不干是不还得需要去看一下源码。 下面3张图片是通过ctrl点击代码中的Thread方法最后一张图是通过ctrl点击run方法 而我们刚刚说了这个形参变量它这个值是什么形参变量target值是null 那么我们this.targettarget那说白了就是成员变量target值也变成了null。 上面两句话是补充上面图片要表达的内容。 那么通过上面的这个源码追踪啊我们发现当我们用无参方式new出来对象之后再去调用run方法。是不是他确实啥也不会干。这样一来我觉得大家就应该能够理解这句话了就是创建线程的第一种方式里面要求自定义类继承Thread类之后还要重写run 因为thread类中的run方法它啥也不干呀对不对那你只有重写这个方法之后是不是才能给这个方法赋予一定的功能。对不对所以我们要重写它 那接下来我们就写一个类然后继承类然后并且重写一下这种方法我们进行测试。 2.4 执行流程 1执行main方法的线程叫做主线程执行run方法的线程叫做新线程/子线程。 2main方法是程序的入口对于start方法之前的代码来说由主线程执行一次当start方法调用成功后线程的个数由1个变成了2个新启动的线程去执行run方法的代码主线程继续向下执行两 个线程各自独立运行互不影响。 3当run方法执行完毕后子线程结束当main方法执行完毕后主线程结束。 4两个线程执行没有明确的先后执行次序由操作系统调度算法来决定。 2.5 方式的比较 1继承Thread类的方式代码简单但是若该类继承Thread类后则无法继承其它类而实现 Runnable接口的方式代码复杂但不影响该类继承其它类以及实现其它接口因此以后的开发中 推荐使用第二种方式。 2.6 匿名内部类的方式 使用匿名内部类的方式来创建和启动线程。 3 线程的生命周期熟悉 新建状态 - 使用 new 关键字创建之后进入的状态此时线程并没有开始执行。 就绪状态 - 调用 start 方法后进入的状态此时线程还是没有开始执行。 运行状态 - 使用线程调度器调用该线程后进入的状态此时线程开始执行当线程的时间片执行完 毕后任务没有完成时回到就绪状态。 消亡状态 - 当线程的任务执行完成后进入的状态此时线程已经终止。 阻塞状态 - 当线程执行的过程中发生了阻塞事件进入的状态如 sleep 方法。 阻塞状态解除后进入就绪状态。 4 线程的编号和名称熟悉 案例题目 自定义类继承 Thread 类并重写 run 方法在 run 方法中先打印当前线程的编号和名称然后将线程 的名称修改为 zhangfei 后再次打印编号和名称。 要求在 main 方法中也要打印主线程的编号和名称。 5 常用的方法重点 案例题目 编程创建两个线程线程一负责打印 1 ~ 100 之间的所有奇数其中线程二负责打印 1 ~ 100 之间的 所有偶数。 在 main 方法启动上述两个线程同时执行 , 主线程等待两个线程终止。 6 线程同步机制重点 6.1 基本概念 1当多个线程同时访问同一种共享资源时可能会造成数据的覆盖等不一致性问题此时就需要对线程之间进行通信和协调该机制就叫做线程的同步机制。 2多个线程并发读写同一个临界资源时会发生线程并发安全问题。 3异步操作:多线程并发的操作各自独立运行。 同步操作:多线程串行的操作先后执行的顺序。 6.2 解决方案 由程序结果可知当两个线程同时对同一个账户进行取款时导致最终的账户余额不合理。 引发原因线程一执行取款时还没来得及将取款后的余额写入后台线程二就已经开始取款。 解决方案让线程一执行完毕取款操作后再让线程二执行即可将线程的并发操作改为串行操 作。 经验分享在以后的开发尽量减少串行操作的范围从而提高效率。 6.3 实现方式 在 Java 语言中使用 synchronized 关键字来实现同步 / 对象锁机制从而保证线程执行的原子性具体的方式如下 使用同步代码块的方式实现部分代码的锁定格式如下 synchronized(类类型的引用) { 编写所有需要锁定的代码 } 使用同步方法的方式实现所有代码的锁定。 直接使用synchronized关键字来修饰整个方法即可 该方式等价于: synchronized(this) { 整个方法体的代码 } 6.4 静态方法的锁定 当我们对一个静态方法加锁如: public synchronized static void xxx(){….} 那么该方法锁的对象是类对象。每个类都有唯一的一个类对象。获取类对象的方式:类名.class。 静态方法与非静态方法同时使用了synchronized后它们之间是非互斥关系的。 原因在于静态方法锁的是类对象而非静态方法锁的是当前方法所属对象。 6.5 注意事项 使用synchronized保证线程同步应当注意: 1多个需要同步的线程在访问同步块时看到的应该是同一个锁对象引用。 2在使用同步块时应当尽量减少同步范围以提高并发的执行效率。 6.6 线程安全类和不安全类 StringBuffer类是线程安全的类但StringBuilder类不是线程安全的类。 Vector类和 Hashtable类是线程安全的类但ArrayList类和HashMap类不是线程安全的类。 Collections.synchronizedList() 和 Collections.synchronizedMap()等方法实现安全 。 6.7 死锁的概念 线程一执行的代码 public void run(){ synchronized(a){ // 持有对象锁 a 等待对象锁 b synchronized(b){ 编写锁定的代码 ; } } } 线程二执行的代码 public void run(){ synchronized(b){ // 持有对象锁 b 等待对象锁 a synchronized(a){ 编写锁定的代码 ; } } } 注意 在以后的开发中尽量减少同步的资源减少同步代码块的嵌套结构的使用 6.8 使用Lock锁实现线程同步 1 基本概念 从 Java5 开始提供了更强大的线程同步机制 — 使用显式定义的同步锁对象来实现。 java.util.concurrent.locks.Lock 接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。 该接口的主要实现类是 ReentrantLock 类该类拥有与 synchronized 相同的并发性在以后的线程 安全控制中经常使用 ReentrantLock 类显式加锁和释放锁。 2 常用的方法 3 与 synchronized 方式的比较 Lock 是显式锁需要手动实现开启和关闭操作而 synchronized 是隐式锁执行锁定代码后自动 释放。 Lock 只有同步代码块方式的锁而 synchronized 有同步代码块方式和同步方法两种锁。 使用 Lock 锁方式时 Java 虚拟机将花费较少的时间来调度线程因此性能更好。 6.9 Object类常用的方法 6.10 线程池熟悉 1 实现 Callable 接口 从 Java5 开始新增加创建线程的第三种方式为实现 java.util.concurrent.Callable 接口。 常用的方法如下 2 FutureTask 类 java.util.concurrent.FutureTask 类用于描述可取消的异步计算该类提供了 Future 接口的基本实 现包括启动和取消计算、查询计算是否完成以及检索计算结果的方法也可以用于获取方法调用 后的返回结果。 常用的方法如下 3 线程池的由来 在服务器编程模型的原理每一个客户端连接用一个单独的线程为之服务当与客户端的会话结束 时线程也就结束了即每来一个客户端连接服务器端就要创建一个新线程。 如果访问服务器的客户端很多那么服务器要不断地创建和销毁线程这将严重影响服务器的性 能。 4 概念和原理 线程池的概念首先创建一些线程它们的集合称为线程池当服务器接受到一个客户请求后就 从线程池中取出一个空闲的线程为之服务服务完后不关闭该线程而是将该线程还回到线程池 中。 在线程池的编程模式下任务是提交给整个线程池而不是直接交给某个线程线程池在拿到任务 后它就在内部找有无空闲的线程再把任务交给内部某个空闲的线程任务是提交给整个线程 池一个线程同时只能执行一个任务但可以同时向一个线程池提交多个任务。 5 相关类和方法 从 Java5 开始提供了线程池的相关类和接口 java.util.concurrent.Executors 类和 java.util.concurrent.ExecutorService 接口。 其中 Executors 是个工具类和线程池的工厂类可以创建并返回不同类型的线程池常用方法如 下 其中 ExecutorService 接口是真正的线程池接口主要实现类是 ThreadPoolExecutor 常用方法 如下
