Java多線程編程(學習筆記)

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一、說明

　　周末抽空重新學習了下多線程，為了方便以後查閱，寫下學習筆記。

　　有效利用多線程的關鍵是理解程式是並發執行而不是串列執行的。例如：程式中有兩個子系統需要並發執行，這時候需要利用多線程編程。

　　通過多線程的使用，可以編寫出非常高效的程式。但如果建立了太多的線程，程式執行的效率反而會降低。

　　同時內容相關的切換開銷也很重要，如果建立太多的線程，CPU花費在內容相關的切換時間將對於執行程式的時間。

二、Java多線程編程

• 概念

　　在學習多線程時，我們應該首先明白另外一個概念。

　　進程：是電腦中的程式關於某資料集合上的一次運行活動，是系統進行資源分派和調度的基本單位，是作業系統結構的基礎。在當代面向線程設計的電腦結構中，進程是線程的容器。程式是指令、資料及其組織形式的描述，進程是程式的實體。一個進程包括由作業系統分配的記憶體空間，包含一個或多個線程。一個線程不能獨立的存在，它必須是進程的一部分。一個進程一直運行，直到所有的非守候線程都結束運行後才能結束。

• 線程的生命週期

　　　　線程是一個動態執行的過程，它也有一個從產生到死亡的過程。顯示的是線程的生命週期：

　　　　

　　說明：

　　　　建立狀態:

　　　　　　使用 new 關鍵字和 Thread 類或其子類建立一個線程對象後，該線程對象就處於建立狀態。它保持這個狀態直到程式 start() 這個線程。

　　　　就緒狀態:

　　　　　　當線程對象調用了start()方法之後，該線程就進入就緒狀態。就緒狀態的線程處於就緒隊列中，要等待JVM裡線程調度器的調度。

　　　　運行狀態:

　　　　　　如果就緒狀態的線程擷取 CPU 資源，就可以執行 run()，此時線程便處於運行狀態。處於運行狀態的線程最為複雜，它可以變為阻塞狀態、就緒狀態和死亡狀態。

　　　　阻塞狀態:

　　　　　　如果一個線程執行了sleep（睡眠）、suspend（掛起）等方法，失去所佔用資源之後，該線程就從運行狀態進入阻塞狀態。在睡眠時間已到或獲得裝置資源後可以重新進入就緒狀態。可以分為三種：

　　　　　　等待阻塞：運行狀態中的線程執行 wait() 方法，使線程進入到等待阻塞狀態。

　　　　　　同步阻塞：線程在擷取 synchronized 同步鎖失敗(因為同步鎖被其他線程佔用)。

　　　　　　其他阻塞：通過調用線程的 sleep() 或 join() 發出了 I/O 請求時，線程就會進入到阻塞狀態。當sleep() 狀態逾時，join() 等待線程終止或逾時，或者 I/O 處理完畢，線程重新轉入就緒狀態。

　　　　死亡狀態:

　　　　　　一個運行狀態的線程完成任務或者其他終止條件發生時，該線程就切換到終止狀態。

• 線程優先順序

　　　　每一個 Java 線程都有一個優先順序，這樣有助於作業系統確定線程的調度序。

　　　　Java 線程的優先順序是一個整數，其取值範圍是 1 （Thread.MIN_PRIORITY ） - 10 （Thread.MAX_PRIORITY ）。預設情況下，每一個線程都會分配一個優先順序 NORM_PRIORITY（5）。

　　　　具有較高優先順序的線程對程式更重要，並且應該在低優先順序的線程之前分配處理器資源。但是，線程優先順序不能保證線程執行的順序，而且非常依賴於平台。

• 建立一個線程

　　　　Java提供了三種建立線程的方法：

　　　　　　通過實現Runnable介面；

　　　　　　通過繼承Thread類本身；

　　　　　　通過Callable和Future建立線程；

　　　　1、通過實現Runnable介面來建立線程

　　　　　　　　 建立一個線程，最簡單的方法是建立一個實現Runnable介面的類。

　　　　　　　　為了實現Runnable，一個類只需要執行一個方法調用run()，聲明如下：

　　　　　　　　Public void run()；

　　　　　　　　在建立一個實現Runnable介面的類之後，你可以在類中執行個體化一個線程對象。

　　　　　　　　Thread(Runnable threadOb，String threadName)；

　　　　　　　　threadOb 是一個實現Runnable介面的類的執行個體，並且threadName指定新線程的名字。

　　　　　　　　新線程建立之後，調用start()方法才會運行。

　　　　　　　　Void start()；

　　　　　　舉例如下：

　　　　　　　　

　　　　　　　　

　　　　　　　　

　　　　2、通過繼承Thread來建立線程

　　　　　　建立一個線程的第二種方法是建立一個新的類，該類繼承 Thread 類，然後建立一個該類的執行個體。

　　　　　  繼承類必須重寫 run() 方法，該方法是新線程的進入點。它也必須調用 start() 方法才能執行。

　　　　　　該方法儘管被列為一種多線程實現方式，但是本質上也是實現了 Runnable 介面的一個執行個體。

　　　　舉例如下：

　　　　　　　　

　　　　　　　　

　　　　　　　 

　　　　 3、通過Callable和Future建立線程

　　　　　　步驟如下：

　　　　　　建立Callable介面的實作類別，並實現call()方法，該call()方法將作為線程執行體，並有傳回值。 

　　　　　　建立Callable實作類別的執行個體，使用FutureTask類來封裝Callable對象，該FutureTask對象封裝了該Callable對象的call()方法的傳回值。

　　　　　　使用FutureTask對象作為Thread對象的target建立並啟動新線程。

　　　　　　調用FutureTask對象的get()方法來獲得子線程執行結束後的傳回值。

　　　　　　　　

　　　　　　　 

　　說明：建立線程的三種方式的對比

　　　　採用實現Runnable、Callable介面的方式建立多線程時，線程類只是實現了Runnable介面或Callable介面，還可以繼承其他類。

 

     　 使用繼承Thread類的方式建立多線城時，編寫簡單，如果需要訪問當前線程時，則無需使用Thread.currentThread()方法，直接使用this即可獲得當前線程。

　　備忘：常用的Thread()方法

　　　　Public void start() : 使該線程開始執行，Java虛擬機器調用該線程的run方法。

　　　　Public void run()：如果該線程是使用獨立的Runnable運行物件建構的，則調用該Runnable對象的run方法；否則該方法不執行任何操作就返回。

　　　　Public final void setName(String name)：改變線程名稱為name。

　　　　Public final void setPriority(int priority) ：改變線程的優先順序

　　　　Public final void setDaemon(Boolean on):將該線程標記為守護線程或使用者線程。

　　　　Public final void join(long millisec):等待該線程終止的時間最長為毫秒。

　　　　Public void interruput() : 中斷線程。

　　　　Public final Boolean isAlive():測試線程是否處於活動狀態。

　　　　Public static void yield():暫停當前正在執行的線程對象，並執行其他線程。

　　　　Public static void sleep(long millisec): 在指定的毫秒數內讓正在執行的線程休眠。

　　　　Public static Boolean holdsLock(Object x):若且唯若當前線程在指定的對象上保持監視器鎖時，才返回true。

　　　　Public static Thread currentThread():返回對當前正在執行的線程對象的引用。

　　　　Public static void dumpStack():將當前線程的堆疊追蹤列印至標準錯誤流。

 

 

參考資料：

 

 　　　　http://www.runoob.com/java/java-multithreading.html

 

　　　　　　

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

　　

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