Java多線程學習與總結（一）

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前段時間做了一個利用多線程解決查詢大資料的功能，之前是用.NET寫的，因工作需要，開始瞭解學習Java。

於是，開始去瞭解Java裡面多線程是怎麼個寫法，線程同步是怎麼進行的？

之前.NET裡面寫多線程程式，也是一知半解，並沒有用到很多線程特性，只是很簡單的Thread.start();

lock(obj)

{

}

來保證多個線程資料同步，甚至多個線程判斷執行完畢否，還是採用 主線程

while(計數器！=0）{

Thread.Sleep(100);

}

期間，線程同步問題相當讓我頭痛，對象集合以引用的方式在不同方法中，不同線程中的操作，更是讓我心驚膽戰。

最後，成功解決了大資料分表查詢功能。（日後考慮貼出來，讓大夥指教下）。

根據.NET版本的的代碼，現在打算轉換為Java版本的代碼，第一直觀的映像就是Java開發動不動就extends繼承。

對匿名寫法支援不是很好，文法確實不優雅，比較臃腫和繁瑣。（8支援 拉姆達運算式了）

 

回到 多線程，首先我得知道是怎麼調用的，貼一段代碼（代碼就找了網上的）：

/**
* 使用繼承java.lang.Thread類的方式建立一個線程
*
* @author DreamSea 2011-12-29 20:17:06
*/
public class ThreadTest extends Thread {

    /**
     * 重寫（Override）run()方法 JVM會自動調用該方法
     */
    public void run() {
        System.out.println("I‘m running!");
    }
}

第二種，實現介面。

/**
* 通過實現Runnable介面建立一個線程
* @author DreamSea
*/
public class ThreadTest2 implements Runnable {
    public void run() {
            System.out.println("I‘m running!");
    }
}

 

需要注意下，上面ThreadTest2 類只是簡單的實現了一個介面的普通類。

如果你 這樣使用 new ThreadTest2().run();

根本不會在單獨線程中跑，不要被它 Thread名稱所迷惑，它和線程一毛關係都沒有，只是一個實現普通介面的類而已。

而 ThreadTest不一樣的，它繼承了 Thread類，它的基類已經實現了相關線程處理方法。

new ThreadTest().start() 會以多線程的方式執行。

那麼實現介面的類，如果作為多線程方式執行呢？如下：

ThreadTest2 tt = new ThreadTest2();
Thread t = new Thread(tt);
t.start();

好，上面瞭解了怎麼使用。

那麼多線程是個什麼東西呢？和單線程有什麼區別嗎？

比如我們看電影，它是電腦不斷重繪畫面，讓我們看到一種即時動畫的效果。

而且，我們可以一邊看電影，一邊開啟聊天軟體聊天。感覺這些軟體都是同步進行的。

這裡我的理解是這樣的，

每個程式佔一條流水線，不同程式的指令可以同時執行。

CPU每次只能一條條的執行指令，機器周期內最多能執行 N條指令。

多核電腦機器周期內可以處理的指令會增加很多。

如果不是多線程的話，只會在CPU某核心上面一條條指令的運行。

而實際上，現在多核cpu利用率並不充分，也就是說，機器周期內可以處理的CPU指令其實可以增加很多。

單線程執行100條指令，只能一條條的執行，假設每個周期能夠處理 5條指令，4核心。

100/5=20個周期時間。

如果用多執行緒，除去資源競爭等情況，周期時間內可以處理 4*5=20條指令。

100/20=5個周期時間。

這就是多核CPU用多線程程式的好處了，至於單核CPU，多線程沒有任何協助。

這裡找了一線程狀態圖，感謝（http://www.cnblogs.com/DreamSea/archive/2012/01/11/JavaThread.html）

可以看到，線程的start()並不一定代表已經執行多線程了，start()之後，狀態為 runnable（就緒狀態），

然後在被 JVM調用之後，線程才會被運行。

運行過程中，可以通過 sleep(),join(),yiled()，blocked方法改變線程運行狀態，又可以讓線程由運行狀態，改變為“暫停”狀態，

然後通過相關方法，改變暫停狀態為 就緒狀態，等待被JVM調用繼續執行。

 

這裡主要瞭解了 object.wait()方法，和Thread.Sleep()方法。

都是將線程狀態改變為暫停狀態，有什麼區別呢？

首先明確 給出， sleep方法 是 計時器來決定是否回到就緒狀態以待執行的。

wairt方法 需要給接受 nofity()通知才可以繼續執行。

 

要深入瞭解這些，必須要瞭解線程同步的含義了，才能明白為什麼要用這些方法。

線程有可能和其他線程共用一些資源，比如，記憶體，檔案，資料庫等。

當多個線程同時讀寫同一份共用資源的時候，可能會引起衝突。這時候，我們需要引入線程“同步”機制，即各位線程之間要有個先來後到，不能一窩蜂擠上去搶作一團。

線程同步的真實意思和字面意思恰好相反。線程同步的真實意思，其實是“排隊”：幾個線程之間要排隊，一個一個對共用資源進行操作，而不是同時進行操作。

 

線程同步的方法

(1)wait():使一個線程處於等待狀態，並且釋放所持有的對象的lock。

(2)sleep():使一個正在啟動並執行線程處於睡眠狀態，是一個靜態方法，調用此方法要捕捉

InterruptedException異常。

(3)notify():喚醒一個處於等待狀態的線程，注意的是在調用此方法的時候，並不能確切的

喚醒某一個等待狀態的線程，而是由JVM確定喚醒哪個線程，而且不是按優先順序。

(4)notityAll ():喚醒所有處入等待狀態的線程，注意並不是給所有喚醒線程一個對象的鎖，

而是讓它們競爭

 

object.wait()方法，和Thread.Sleep()

注意，這些方法都是針對線程同步的。

 

1. private void mainLoop() {  
2. while (true) {  
3. ....  
4. synchronized(queue) {  
5. .....  
6. if (!taskFired) // Task hasn‘t yet fired; wait  
7. queue.wait(executionTime - currentTime);  
8. }  
9. }

  

   
private void sched(TimerTask task, long time, long period) {  
   
synchronized(queue) {  
   
...  
   
queue.add(task);  
   
}  
   
} 
  

 

如上，如果調用 wait()方法，實際就是說，當前這個線程不再阻止其他線程繼續執行了，因為在 synchronized代碼塊中，必須代碼塊裡面的方法全部執行完畢，才能執行下一個線程。

wait恰恰是說，好了，我還需要某些條件，你們繼續執行，你們執行好了通知我就好了。主要是讓出執行的權利，退出阻塞。（wait 是 object對象的基本方法，也就是作為對象鎖的對象，對象鎖稍後解釋。）

Sleep()方法，會一直等待在那裡，阻塞其他線程執行。

 

好了知道這個區別很重要，下面再回頭來解釋下 synchronized中的對象鎖。

 

1、對於同步的方法或者代碼塊來說，必須獲得對象鎖才能夠進入同步方法或者代碼塊進行操作；
2、如果採用method層級的同步，則對象鎖即為method所在的對象，如果是靜態方法，對象鎖即指method所在的
Class對象(唯一)；
3、對於代碼塊，對象鎖即指synchronized(abc)中的abc；

 

那麼我們看看這些 鎖對象：

String lock=new String(“”);

 

Threada{

  private String lock;

PUBLIC (String lock){lock=lock;}

 

run(){

synchronized(lock){

 

}

}

}

 

main(){

String lockObj=new String(“lock”);

new Threada(lockObj).start();

new Threada(lockObj).start();

new Threada(lockObj).start();

}

 

在java 中，lockObj是值引用，而且這裡是 主線程中的對象，所以各個 線程實際上鎖對象是同一個，是main方法裡面的 lockObj對象。

 

static synchronized run(){

 

}

這裡 synchronized 引用的是這個方法的對象本身，因為設定了 static，所以這裡針對的不是 該類的對象，而是該類本身。

 

好了，下班了，基本概念釐清了。

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