Java学习日记之分身有术:线程
2015-06-19 16:46
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程序运行中,有进程和线程两个概念。他们分别对应一个动态执行过程并相互联系,是程序运行中比较重要的执行过程。
程序是静态的代码,当程序执行一个程序的时候就是进程。进程从准备执行,等待资源,到最终释放退出资源,有一个独立的生存空间和完整的生命周期。
每一个任务就是一个进程,用于损失险一项具体功能。线程是进程的一部分,一个任务可以分为多个子过程,这就是线程。多线程可以提高进程的执行效率。线程也有自己的运行空间和生命周期。
使用线程可以是开发过程简单高效。当硬件系统为多处理核心的时候,使用多线程能发挥多出咯I的最大功效。
线程的生命周期是一个动态的过程,其生命周期包括5个状态:
·新建状态:使用new关键字创建了线程对象之后,线程处于新建状态,此时的线程还没有分配资源,不能执行。
·就绪状态:线程调用start()方法之后就会进入就绪状态,此时的线程拥有了部分资源,只等待Java虚拟机分配CPU时间片执行。
·运行状态:线程获得CPU时间片之后进入运行状态,开始执行。
·阻塞状态:线程运行的时候,当资源不足的时候就会处于阻塞状态,一旦资源条件具备,Java虚拟机就会再度分配时间片,继续执行线程体。
·死亡状态:线程完成工作或者强制终止的时候就处于死亡状态。
这5种状态可以相互转换。
1.线程的实现:线程的创建可以通过Thread类或Runnable接口实现。
示例:
线程都是并发执行的,当有多个线程处于运行状态的时候,需要确定其优先级。
一般情况下,多个线程是同时运行的,优先级相同,程序按照线程的先后顺序依次执行。Java还提供了一种方式,我们可以给线程赋予不同的优先级。
Java线程的优先级有10个级别,个级别的代号为1~10,数字越大优先级越高,程序就最先被执行。
示例3:
多线程的设计中,为避免多个线程访问同一资源而出现冲突,我们在程序中设置了“互斥锁”的概念。
我们把共享的资源称为临界资源,通过一个信号装置通知各个线程,同一时间只能有一个线程访问该临界资源。这个信号装置就是互斥锁。
示例4:
线程的同步问题典型是生产者-消费者模型。线程的同步实在线程的互斥的情况下,十多个不同的线程能够以此执行存取操作。线程同步使用wait()方法和notify()方法,这两个方法在object类中默认集成到所有的类中,可以直接调用。
示例5:
程序是静态的代码,当程序执行一个程序的时候就是进程。进程从准备执行,等待资源,到最终释放退出资源,有一个独立的生存空间和完整的生命周期。
每一个任务就是一个进程,用于损失险一项具体功能。线程是进程的一部分,一个任务可以分为多个子过程,这就是线程。多线程可以提高进程的执行效率。线程也有自己的运行空间和生命周期。
使用线程可以是开发过程简单高效。当硬件系统为多处理核心的时候,使用多线程能发挥多出咯I的最大功效。
线程的生命周期是一个动态的过程,其生命周期包括5个状态:
·新建状态:使用new关键字创建了线程对象之后,线程处于新建状态,此时的线程还没有分配资源,不能执行。
·就绪状态:线程调用start()方法之后就会进入就绪状态,此时的线程拥有了部分资源,只等待Java虚拟机分配CPU时间片执行。
·运行状态:线程获得CPU时间片之后进入运行状态,开始执行。
·阻塞状态:线程运行的时候,当资源不足的时候就会处于阻塞状态,一旦资源条件具备,Java虚拟机就会再度分配时间片,继续执行线程体。
·死亡状态:线程完成工作或者强制终止的时候就处于死亡状态。
这5种状态可以相互转换。
1.线程的实现:线程的创建可以通过Thread类或Runnable接口实现。
示例:
public class Thread001 { /** * 线程的创建和实现 * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub ThreadExample thread1,thread2,thread3;//生成三个子线程,依次执行 thread1=new ThreadExample("a"); thread2=new ThreadExample("b"); thread3=new ThreadExample("c"); thread1.start(); //执行后会调用run()方法 thread2.start(); thread3.start(); } } class ThreadExample extends Thread //Thread类是java.lang包中的类,该类是系统默认加载的,所以不需要自己手动导入包 { ThreadExample(String s) { setName(s); } public void run() { System.out.println("执行子线程"+getName()); System.out.println("执行子线程"+getName()); System.out.println("执行子线程"+getName()); } }示例2:
public class Thread002 { /** * 通过继承Runnable接口实现多线程 * Runnable接口也在java.lang包中。Runnable接口中只有一个方法run(),用于实现线程的执行。 * 继承该接口就要重写run()方法。 * Runnable接口不直接实现多线程功能,需要在Thread类的构造方法public Thread(Runnable target)中实现 * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Thread thread1,thread2,thread3; thread1=new Thread(new ThreadExample2("a"));//线程参数是为了实现Runnable接口的对象 thread2=new Thread(new ThreadExample2("b")); thread3=new Thread(new ThreadExample2("c")); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); } } class ThreadExample2 implements Runnable //实现Runnable接口的类 { String name; ThreadExample2(String s) { name=s; } public void run()//重写run()方法 { System.out.println("执行子线程:"+name); } }2.线程的调度与优先级
线程都是并发执行的,当有多个线程处于运行状态的时候,需要确定其优先级。
一般情况下,多个线程是同时运行的,优先级相同,程序按照线程的先后顺序依次执行。Java还提供了一种方式,我们可以给线程赋予不同的优先级。
Java线程的优先级有10个级别,个级别的代号为1~10,数字越大优先级越高,程序就最先被执行。
示例3:
public class Thread003 { /** * 线程的调度和优先级 * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub ThreadExample3 thread1,thread2,thread3; thread1=new ThreadExample3("a"); thread2=new ThreadExample3("b"); thread3=new ThreadExample3("c"); thread3.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//设置子线程的优先级 thread2.setPriority(5); thread1.setPriority(1); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); } } class ThreadExample3 extends Thread { ThreadExample3(String s) { setName(s); } public void run() { System.out.println("执行子线程:"+getName()); } }3.线程的互斥
多线程的设计中,为避免多个线程访问同一资源而出现冲突,我们在程序中设置了“互斥锁”的概念。
我们把共享的资源称为临界资源,通过一个信号装置通知各个线程,同一时间只能有一个线程访问该临界资源。这个信号装置就是互斥锁。
示例4:
public class Thread004 { /** * 线程互斥 * 互斥锁的关键字是synchronized,使用方法如下: * synchronized(临界资源) * { * //临街资源处理 * } * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Account account1=new Account(100); ThreadExample4 thread1,thread2,thread3; thread1=new ThreadExample4(account1); thread2=new ThreadExample4(account1); thread3=new ThreadExample4(account1); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); } } class ThreadExample4 extends Thread { Account ac; ThreadExample4(Account ac) { this.ac=ac; } public void run() //取钱 { ac.get(100); } } class Account //账户类 { double balance; public Account(double d) { balance=d; } public synchronized void get(double i) //取钱的方法 { if(balance>0) { try{ Thread.sleep(1000); }catch(Exception e){} balance=balance-i; System.out.println("取了"+i+",还剩"+balance); } else { System.out.println("余额不足,无法操作"); } } }4.线程的同步
线程的同步问题典型是生产者-消费者模型。线程的同步实在线程的互斥的情况下,十多个不同的线程能够以此执行存取操作。线程同步使用wait()方法和notify()方法,这两个方法在object类中默认集成到所有的类中,可以直接调用。
示例5:
public 4000 class Thread005 { /** * 实现一个货架类,货架的最大容量是100,可以存货和取货。 * 另外实现连个线程类,分别执行存货操作和取货操作,使他不空的时候可以取货,满的时候不能存货。 * @param args */ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Shelf shelf=new Shelf(100); //货栈类 GetThread thread1=new GetThread(shelf); //取货类 PutThread thread2=new PutThread(shelf); //存货类 thread1.start(); //取货 thread2.start(); //存货 } } class GetThread extends Thread { Shelf sh; GetThread(Shelf sh) { this.sh=sh; } public void run() //取货5次,每次60件 { for(int i=0;i<5;i++) { sh.get(60); } } } class PutThread extends Thread { Shelf sh; PutThread(Shelf sh) { this.sh=sh; } public void run() //存货5次,每次40件 { for(int i=0;i<5;i++) { sh.put(40); } } } class Shelf //货架类 { int number; public Shelf(int i) { number=i; } public synchronized void get(int i) //取货方法,带有互斥锁,不能同时两次取货 { System.out.println("想要取货"+i+"件,货还有"+number+"件"); if(number-i<0) //货不够,不能取 { try{ System.out.println("货不够,暂时不能取货"); wait(); //等待被唤醒 }catch(Exception e){} } number=number-i; System.out.println("可以取货,取了"+i+"件,还有"+number+"件"); notify(); //唤醒其他互斥锁 } public synchronized void put(int i) //存货方法 { System.out.println("想要存货"+i+"件,货栈中还有"+number+"件"); if(number+i>100) //表示货栈已满 { try{ System.out.println("货栈已满,暂时不能存货"); wait(); //等待被唤醒 }catch(Exception e){} } number=number+i; System.out.println("可以存货,存了"+i+"件,还有"+number+"件"); notify(); //唤醒其他互斥锁 } }
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