關於Java中進程和線程的詳解

標籤：進程和線程   strong   cpu   call   ges   轉換   建立線程   放棄   進程式控制制   

一.進程:是程式的一次動態執行，它對應著從代碼載入，執行至執行完畢的一個完整的過程，是一個動態實體，它有自己的生命

          周期。它因建立而產生，因調度而運行，因等待資源或事件而被處於等待狀態，因完成任務而被撤消。反映了一個程式在

         一定的資料 集上啟動並執行全部動態過程。通過進程式控制制塊(PCB)唯一的標識某個進程。同時進程佔據著相應的資源（例如包

         括cpu的使用 ，輪轉時間以及一些其它裝置的許可權）。是系統進行資源分派和調度的一個獨立單位。

           程式和進程之間的主要區別在於：

                       狀態         是否具有資源       是否有唯一標識      是否具有並發性

            進程     動態                有                      有                     有

            程式     靜態                無                      無                     無     

         進程的基本狀態:

       1、就緒（Ready）狀態

       當進程已指派到除CPU以外的所有必要資源後，只要在獲得CPU，便可立即執行，進程這時的狀態就稱為就緒狀態。在一個系統中處於就緒狀態的進程可能有多個，通常將他們排成一個隊列，稱為就緒隊列。

       2、執行狀態

       進程已獲得CPU，其程式正在執行。在單處理機系統中，只有一個進程處於執行狀態；再多處理機系統中，則有多個進程處於執行狀態。

       3、阻塞狀態

       正在執行的進程由於發生某事件而暫時無法繼續執行時，便放棄處理機而處於暫停狀態，亦即程式的執行受到阻塞，把這種暫停狀態稱為阻塞狀態，有時也稱為等待狀態或封鎖狀態。

三種進程之間的轉換圖：

   線程: 可以理解為進程的多條執行線索，每條線索又對應著各自獨立的生命週期。線程是進程的一個實體,是CPU調度和指派的

            基本單位,它是比進程更小的能獨立啟動並執行基本單位。一個線程可以建立和撤銷另一個線程，同一個進程中的多個線程之

            間可以並發執行。

            這裡在詳細講解一下Java中的進程和線程的概念。

            Java中的線程要經曆4個過程

            1）建立

                  建立一個Java線程常見的有兩種方式:

                  繼承Thread類和實現Runnable介面這兩種方式。

            2）執行

                      線程建立後僅僅佔有了記憶體資源，在JVM管理的線程中還沒有該線程，該線程必須調用start方法通知JVM，這樣JVM

                 就會知道又有一個新的線程排隊等候了。如果當前線程輪到了CPU的使用許可權的話，當前線程就會繼續執行。

           3）中斷

                a.JVM將CPU的使用許可權從當前線程切換到其它線程，使本線程讓出CPU的使用許可權而處於中斷狀態。

                b.線程在執行過程中調用了sleep方法，使當前線程處於休眠狀態。

                c.線程在執行的過程中調用wait方法

                d.線程在使用cpu資源期間，執行了某個操作而進如阻塞狀態。

           4）死亡

               死亡的線程不在具有執行能力。線程死亡的原因有二：

                a.線程正常運行結束而引起的死亡，即run方法執行完畢。

                b.線程被提前強制終止。

 

二：線程的建立及使用

java使用Thread類代表線程，所有的線程對象都必須是Thread或者其子類的執行個體，每個線程的作用是完成一定任務，實際上是就是執行一段程式流（一段順序執行的代碼）

方案一：繼承Thread類建立線程類

步驟：1.定義Thread類的子類 並重寫該類的Run方法，該run方法的方法體就代表了該線程需要完成的任務

      2.建立Thread類的執行個體，即建立了線程對象

      3.調用線程的start方法來啟動線程

 

結論：使用繼承子Thread類的子類來建立線程類時，多個線程無法共用線程類的執行個體變數(比如上面的i)

方案二：實現Runnable介面

1：定義Runnable介面的實作類別，並重寫它的Run方法，run方法同樣是該線程的執行體！

2：建立Runnable實作類別的執行個體，並將此執行個體作為Thread的target建立一個Thread對象，該Thread對象才是真正的線程對象！

3：調用start方法啟動該線程

結論：採用Ruunable介面的方式建立多個線程可以共用線程類的執行個體變數，這是因為在這種方式下，程式建立的Runnable對象只是線程的target，而多個線程可以共用一個target，所以多個線程可以共用一個執行個體變數

 

通過Runnable實現多線程其實就是將run封裝成線程的執行體，但是目前java無法將任意方法封裝成線程執行體

方案三：使用callable和future建立線程

 

從Java5開始，Java提供 Callable介面,Callable介面提供了一個call（）方法可以作為線程執行體，看起來和Runnable很像，但call（）方法更強大——call（）方法可以有傳回值、call（）方法可以拋出異常

 

Java5提供了Future介面來代表Callable介面的call（）方法的傳回值，並為Future介面提供了一個FutureTask實作類別，該實作類別實作類別Future介面，也實現了Runnable介面——可以作為Thread的target。

實現步驟：

1：建立Callable介面的實作類別，並實現call方法，該call方法會成為線程執行體，且call方法具有傳回值，在建立callable介面的實作類別！

2：使用FutrueTask類來封裝Callable對象，該FutrueTask封裝類Callable的call方法的傳回值

3：使用FutrueTask對象作為Thread的target建立並啟動新線程！

4：使用FutrueTask的get方法擷取執行結束後的傳回值

 

結論：採取Runnable、Callable的優勢在於——線程類只是實現了Runnable或Callable介面，還可以繼承其它類；在這種方法下，多個線程可以共用一個target對象，因此非常適合多個相同線程處理同一份資源的情況，從而將CPU、代碼和資料分開，形參清晰的模型，體現了面對對象的編程思想。劣勢在於編程複雜度略高。

 

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