当前位置 博文首页 > 邱天的henry的博客:关于多线程的简单概念(JAVA)
1.并发与并行
在操作系统中,安装了多个程序,并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行,这在单 CPU 系统中,每
一时刻只能有一道程序执行,即微观上这些程序是分时的交替运行,只不过是给人的感觉是同时运行,那是因为分
时交替运行的时间是非常短的。
而在多个 CPU 系统中,则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上(CPU),实现多任务并行执行,
即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序,这样多个程序便可以同时执行。目前电脑市场上说的多核
CPU,便是多核处理器,核 越多,并行处理的程序越多,能大大的提高电脑运行的效率。
注意:单核处理器的计算机肯定是不能并行的处理多个任务的,只能是多个任务在单个CPU上并发运行。同
理,线程也是一样的,从宏观角度上理解线程是并行运行的,但是从微观角度上分析却是串行运行的,即一个
线程一个线程的去运行,当系统只有一个CPU时,线程会以某种顺序执行多个线程,我们把这种情况称之为
线程调度。
2.线程与进程
简而言之:一个程序运行后至少有一个进程,一个进程中可以包含多个线程
我们可以再电脑底部任务栏,右键----->打开任务管理器,可以查看当前任务的进程:
进程
线程
线程调度:
分时调度
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。
抢占式调度
优先让优先级高的线程使用 CPU,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个(线程随机性),Java使用的为抢占式调度。
1.设置线程的优先级
2.抢占式调度详解
大部分操作系统都支持多进程并发运行,现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序。比如:现在我
们上课一边使用编辑器,一边使用录屏软件,同时还开着画图板,dos窗口等软件。此时,这些程序是
在同时运行,”感觉这些软件好像在同一时刻运行着“。
实际上,CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而
言,某个时刻,只能执行一个线程,而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快,看上去就是
在同一时刻运行。 其实,多线程程序并不能提高程序的运行速度,但能够提高程序运行效率,让CPU的
使用率更高。
3.创建新线程
Java语言内置了多线程支持。当Java程序启动的时候,实际上是启动了一个JVM进程,然后,JVM启动主线程来执行main()方法。在main()方法中,我们又可以启动其他线程。
要创建一个新线程非常容易,我们需要实例化一个Thread实例,然后调用它的start()方法:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Thread t = new Thread();
t.start(); // 启动新线程
}
}
但是这个线程启动后实际上什么也不做就立刻结束了。我们希望新线程能执行指定的代码,有以下几种方法:
方法一:从Thread派生一个自定义类,然后覆写run()方法:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Thread t = new MyThread();
t.start(); // 启动新线程
}
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("start new thread!");
}
}
执行上述代码,注意到start()方法会在内部自动调用实例的run()方法。
方法二:创建Thread实例时,传入一个Runnable实例:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Thread t = new Thread(new MyRunnable());
t.start(); // 启动新线程
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("start new thread!");
}
}
4.线程的5中状态
线程从创建、运行到结束总是处于下面五个状态之一:新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态及死亡状态。
1.新建状态(New):
当用new操作符创建一个线程时, 例如new Thread?,线程还没有开始运行,此时线程处在新建状态。 当一个线程处于新生状态时,程序还没有开始运行线程中的代码
2.就绪状态(Runnable)
一个新创建的线程并不自动开始运行,要执行线程,必须调用线程的start()方法。当线程对象调用start()方法即启动了线程,start()方法创建线程运行的系统资源,并调度线程运行run()方法。当start()方法返回后,线程就处于就绪状态。
处于就绪状态的线程并不一定立即运行run()方法,线程还必须同其他线程竞争CPU时间,只有获得CPU时间才可以运行线程。因为在单CPU的计算机系统中,不可能同时运行多个线程,一个时刻仅有一个线程处于运行状态。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。对多个处于就绪状态的线程是由Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度的。
3.运行状态(Running)
当线程获得CPU时间后,它才进入运行状态,真正开始执行run()方法.
4. 阻塞状态(Blocked)
线程运行过程中,可能由于各种原因进入阻塞状态:
线程通过调用sleep方法进入睡眠状态;
线程调用一个在I/O上被阻塞的操作,即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者;
线程试图得到一个锁,而该锁正被其他线程持有;
线程在等待某个触发条件;
…
所谓阻塞状态是正在运行的线程没有运行结束,暂时让出CPU,这时其他处于就绪状态的线程就可以获得CPU时间,进入运行状态。
5. 死亡状态(Dead)
有两个原因会导致线程死亡:
run方法正常退出而自然死亡,
个未捕获的异常终止了run方法而使线程猝死。
为了确定线程在当前是否存活着(就是要么是可运行的,要么是被阻塞了),需要使用isAlive方法。如果是可运行或被阻塞,这个方法返回true; 如果线程仍旧是new状态且不是可运行的, 或者线程死亡了,则返回false.
6.多线程的一个卖票实例
题目:5个售票点售卖一共30张票,每卖完一张票停1s,如果票都卖完了显示票卖完了
程序分析:
(1)票数要使用同一个静态值
(2)为保证不会出现卖出同一个票数,要java多线程同步锁。
设计思路:
(1)创建一个站台类Station,继承Thread,重写run方法,在run方法里面执行售票操作!售票要使用同步锁:即有一个站台卖这张票时,其他站台要等这张票卖完!
(2)创建主方法调用类
(一)创建一个站台类,继承Thread
class Ticket extends Thread{
//定义一个静态的变量
public static int ticket=30;
//用来标识票卖完语句只输出一次
public static boolean flag=true;
//定义一个锁变量
public static String str="aa"; //提取出来提高可维护性,同时定义为static静态变量,使得str是公共的
//如果不定义成static静态,则两个线程各自有各自的str,那么大家竞争的就不是同一个资源
public Ticket(String name){ //初始化线程名称
super(name);
}
@Override
public void run() {
//判断票是否卖完
while (ticket>0){
synchronized (str){ // 这个很重要,必须使用一个锁,
// 进去的人会把钥匙拿在手上,出来后才把钥匙拿让出来
if (ticket>0){
ticket--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售卖第"+(30-ticket)+"票");
}else {
if (flag==true){
System.out.println("票已经卖完了");
flag=false;
}
}
//卖完一张票休息1s
try {
sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
(二)创建主方法调用类
public class ThreadDemo4 {
public static void main(String[] args) {
Ticket ticket1 = new Ticket("1号窗口");
Ticket ticket2 = new Ticket("2号窗口");
Ticket ticket3 = new Ticket("3号窗口");
Ticket ticket4 = new Ticket("4号窗口");
Ticket ticket5 = new Ticket("5号窗口");
ticket1.start();
ticket2.start();
ticket3.start();
ticket4.start();
ticket5.start();
}
}
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