Java多线程基础知识笔记（持续更新）

2022-10-31 14:34:13

多线程基础知识笔记

一、线程

1.基本概念

程序（program）：是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码，静态对象。
进程（process）：是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程：有它自身的产生、存在和消亡的过程（生命周期）。
- 进程作为资源分配的单位，系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域。
线程（tread）：进程可以进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路径。
- 若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的。
- 线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器（pc），线程切换的开销小。
- 一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间 --> 它们从同一堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间的通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患。
单核CPU与多核CPU的理解：
- 单核CPU，其实是一种假的多线程，因为在一个时间单元内，也只能执行一个线程的任务。例如：有多车道，但收费站只有一个工作人员在收费，只有交了费才能通过，那么CPU就好比收费人员，如果某个人不想交钱，那么收费人员可以把他“挂起“（等他想通了准备好交钱再收费）。但是因为CPU时间单元特别短，因此感觉不出来。
- 多核CPU，才能更好的发挥多线程的效率。
- 一个Java应用程序java.exe，其实至少有三个线程：main() 主线程, gc() 垃圾回收线程，异常处理线程。当然如果发生异常，会影响主线程。
并行与并发
- 并行：多个CPU同时执行多个任务。
- 并发：一个CPU（采用时间片）同时执行多个任务。

2.多线程的优点

提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验。
提高计算机系统CPU的利用率。
改善程序结构。将即长又复杂的进程分为多个线程。独立运行，利于理解和修改。

3.何时需要多线程

程序需要同时执行两个或多个任务。
程序需要实现一些需要等待的任务时，如用户输入、文件读写、网络操作、搜索等。
需要一些后台运行的程序时。

4.线程的创建

方式一：继承于Thread类

创建一个继承于Thread类的子类
重写Thread类的run方法 --> 将此线程执行的操作声明在run()中
创建Thread类的子类的对象
通过对象去调用start方法

例子：

//1.创建一个继承于Thread类的子类

class MyThread extends Thread {

    //2.重写Thread类的run方法  -->  将此线程执行的操作声明在run()中

    @Override

    public void run() {

        //该线程的功能

    }

}

public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) {

        //3.创建Thread类的子类的对象

        MyThread t1 = new MyThread();

        //4.通过对象去调用start方法

        t1.sart();

    }

}

注意：
- 不能通过直接调用run()的方式启动线程（实质上只是方法的调用，单线程）
- 不可让正在启动的线程去执行任何代码（报错IllegalThreadException）。需要重新创建新的线程对象。

方式二：实现Runnable接口

创建一个实现了Runnable接口的类
实现类去实现Runnable中的抽象方法:run()
创建实现类的对象
将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象

通过Thread类的对象调用start()

(其实调用的是Runnable类型的target)

例子：

//1,创建实现Runnable接口的类

class Mthread implements Runnable {

    @Override

    public void run() {

        //2.重写Runnable中的抽象方法run()

    }

}

public class ThreadTest1 {

    public static void main(String[] args) {

        //3.创建实现类的对象

        MThread mThread = new MThread();

        //4.将该对象作为参数传给Thread类的构造器中，创建Thread类的对象

        Thread t1 = new Thread(mThread);

        //5,通过Thread类的对象调用start()

        t1.start();

    }

}

两种方式的对比

开发中优先考虑：实现Runnable接口的方式

原因：
1. 实现的方式没有类的单继承性的局限性
2. 实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况
其实Thread类本身就继承了Runnable接口，并内置重写了的run()。

二、Thread类的有关方法

void start() : 启动线程，并执行对象的run()方法

run() : 通常需要重写Thread类中的此方法，将创建的线程要执行的操作声明在此方法中

String getName() : 返回线程的名称

void setName(String name) : 设置该线程名称

static Thread.currentThread() : 返回当前线程。在Thread子类中就是this，通常用于主线程和Runnable实现类

yield() : 释放当前cpu的执行权

join() : 在线程a中调用线程b的线程join()，此时线程a进入阻塞状态，直到线程b完全执行完后，线程a才能结束阻塞状态。

stop() : 已过时。强制结束当前线程。

sleep(long millitime) : 让当前线程“睡眠”值定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒内，当前线程时阻塞状态。

isAlive() : 判断当前线程是否存活（返回值为boolean）

三、线程的调度

1. 调度

调度策略
- 时间片：
- 抢占式：高优先级的线程抢占CPU
Java的调度方法
- 同优先级线程组成先进先出队列（先到先服务），使用时间片策略
- 对高优先级，使用优先调度的抢占式策略

2. 线程的优先级

默认配置：
- MAX_PRIORITY:10
- MIN_PRIORITY:1
- NORM_PRIORITY:5
设置操作
- 线程对象名.getPriority()
  
  获取线程优先级
- 线程对象名.setPriority()
  
  设置线程优先级
优先级理解

高优先级的线程要抢占低优先级线程cpu的执行权。但是只是从概率上讲，高优先级的线程高概率的情况下被执行。并不意味着只有当高优先级的线程执行完后，低优先级的线程才执行

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多线程基础知识笔记

一、线程

1.基本概念

2.多线程的优点

3.何时需要多线程

4.线程的创建

方式一：继承于Thread类

方式二：实现Runnable接口

两种方式的对比

二、Thread类的有关方法

三、线程的调度

1. 调度

2. 线程的优先级

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