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线程

分类: 文章 • 2024-03-18 08:51:58

1. 每日整理

  • 程序,进程,线程的理解
    • 程序: 一段静态代码,静态对象
    • 进程: 程序的一次执行过程,正在运行的程序
    • 线程: 一个程序内部的一天执行路径
  • 继承和实现线程实现遍历100以内的自然数
  • 对比两种创建线程

2. 线程的生命周期

  • Thread.State
    • NEW
    • RUNNABLE
    • BLOCKED
    • WAITING
    • TIMED_WAITING
    • TERMINATED
  • 五种状态
    • 新建
    • 就绪: 调用start()方法
    • 运行: 就绪的线程被调度,获取CPU资源,run方法定义现成的操作和功能
    • 阻塞: CPU临时中止自己的执行,进入阻塞状态
    • 死亡: 完成工作或提前被终止,或异常导致结束
      线程

3. 线程安全---->线程同步

  • 线程安全问题: 多个线程不确定性会引起结果的不确定性
  • 多个线程对共享变量,

3.1 线程安全问题解决方案

  • 方式一: 同步代码块

    • synchronized(同步监视器) {
      // 需要同步代码
      }
      1. 操作共享数据的代码纪委需要同步的diamante
      1. 共享数据: 多个线程共同操作的变量
      1. 同步监视器: 俗称锁,任何一个类的对象都可以充当锁
      • 锁: 多个线程必须共用一把锁

  • 方式二: 同步方法

    • 如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法里面,我们不妨将这个方法生命为同步的
      1. 同步方法涉及到同步监视器,只是不需要我们显示声明
      1. 非静态的同步方法,同步监视器是:this
      1. 静态的同步方法,同步监视器是:当前类本身

  • 同步的方式优缺点

    • 优点: 解决线程安全的问题
    • 缺点: 操作同步代码时,只能有一个线程参与,其他线程等待,相当于一个单线程的过程,效率低

4. 死锁

  • 不同的线程分别占用对方需要的资源不放弃,都在等待对方放弃自己需要的资源,这样就形成了死锁
  • 死锁出现后,不会出现异常,也不会出现提示,只是所有的线程 处于阻塞状态,无法继续

4.1 死锁解决方案

  • 专门的算法,原则
  • 尽量减少同步资源的定义
  • 尽量避免嵌套同步

5. Lock(锁)

  • jdk5.0 开始,Java提供了更强大的线程同步机制,用过显示锁对象来实现同步
  • java.util.concurrent.locks.Lock 接口来控制多个线程对共享资源进行访问的工具
  • ReentrantLock类实现了Lock,它拥有和Synchronized相同的并发性和内存予以,在实现线程安全的控制中,比较常用的是ReentrantLock,可以显示加锁,释放锁

5.1 synchronized和lock的对比

  • 相同:都解决了线程安问题
  • 不同:
    • synchronized机制在执行完相应的同步代码块代码后,自动地释放同步监视器
    • Lock 需要手动的启动同步(Lock()),同步结束后需要手动释放锁,unlock()
    • Lock只有代码块锁,Synchronized有代码块锁还有方法锁
    • 使用Lock锁,JVM讲话费较少时间来调度线程,性能更好,并且具有更好的扩展性(有更多的子类)

5.2 锁的使用顺序

  • Lock —> 同步代码块(已经进入方法体,分配相应资源) —> 同步方法(方法体外)

6. 线程通信

  • wait() : 一旦执行此方法,当前线程就会进入阻塞状态,并释放同步监视器
  • notify : 一旦执行此方法,就会唤醒wait的一个线程,如果有多个线程被wait,就唤醒优先级高的线程
  • notifyAll : 一旦执行此方法,就会唤醒所有被wait的线程
  • 说明:
    • wait(),notify(),notifyAll() 三个方法必须使用在同步代码块或者同步方法中
    • wait(),notify(),notifyAll() 三个方法的调用者必须是同步代码块或者同步方法中的同步监视器
      否则会出现异常

7. 面试题

  • sleep和wait的异同
    • 相同点: 一旦执行方法,都可以使线程进入阻塞状态
    • 不同点:
      • 两个方法声明的位置不同,Thread类中声明sleep(),Object勒种声明wait()
      • 调用要求不同:sleep()可以再任何需要的厂家调用,wait() 必须在同步代码块中
      • 关于释放同步监视器:sleep() 不会释放锁,wait() 会释放锁

8. JDK5.0 新增创建线程的方式

  • 实现Callable接口

    • 与Runnable相比,Callable功能更加强大
      1. 可以有返回值
      1. 可以抛异常
      1. 支持泛的返回值
      1. 需要借助FutureTask类,比如返回结果

  • Futura接口

    • 可以对具体Runnable,Callable任务的执行结果进行取消,查询是否完成,获取结果
    • Futuretask是Future接口的唯一实现类
    • FutureTask同事实现了Runnable,Future接口,既可以作为Runnable被线程执行,也可以作为Future得到Callable的结果

  • 使用线程池创建线程

    • 好处
      • 提高响应速度
      • 降低资源消耗
      • 便于线程管理
        • corePoolSize :线程池的大小
        • maximumPoolSize : 最大线程数
        • keepAliveTime: 线程没有任务是最多褒词多长时间后终止

8.1 线程池的API

  • JDK5.0 后提供线程池相关的API:ExecuteService和Executors
  • ExecuteService: 真正的线程池接口,常见子类ThreadPoolExecuto
    • void execute(Runnable command) : 执行任务,没有返回值,一般用来执行Runnable
    • Future submit(Callable task) : 执行任务,有返回值,一般用来执行Callable
    • void shutdown() : 关闭线程池
  • Executors: 工具类,线程池的工厂类,用于创建并返回不同类型的线程池
    • Executors.newCachedThreadPool() : 创建一个可根据需要创建新线程的线程池
    • Executors.newFixedThreadPool(n) ; 创建一个可重用固定线程数的线程池
    • Executors.newSingleThreadExecutor(): 创建一个只有一个线程的线程池
    • Executors.newScheduledThreadPool(n) ; 创建一个线程池,它可安排在给定延迟后运行命令或者定期执行

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