1. 多线程
什么是多线程
如果在一个进程中同时运行了多个线程,用来完成不同的工作,则称之为“多线程”。
多个线程交替占用CPU资源,而非真正的并行执行。
多线程好处
充分利用CPU的资源
简化编程模型
带来良好的用户体验
2. 主线程
Thread类
Java提供了java.lang.Thread类支持多线程编程
主线程
main()方法即为主线程入口
产生其他子线程的线程
必须最后完成执行,因为它执行各种关闭动作
Thread t = Thread.currentThread(); //获取当前线程 System.out.println(t.getName()); t.setName("myJavaThread"); System.out.println(t.getName());
3. 线程的创建和启动
在Java中创建线程的两种方式
继承java.lang.Thread类
实现java.lang.Runnable接口
使用线程的步骤
继承Thread类创建线程
定义MyThread类继承Thread类
重写run()方法,编写线程执行体
创建线程对象,调用start()方法启动线程
public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { for(int i = 0; i < 10; i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); } } }
public static void main(String[] args){ MyThread myThread1 = new MyThread(); myThread1.start(); }
多个线程交替执行,不是真正的“并行”
线程每次执行时长由分配的CPU时间片长度决定
MyThread t1 = new MyThread(); MyThread t2 = new MyThread(); t1.start(); t2.start();
启动线程是否可以直接调用run()方法?
实现Runnable接口创建线程
定义MyRunnable类实现Runnable接口
实现run()方法,编写线程执行体
创建线程对象,调用start()方法启动线程
public class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { for(int i = 0; i < 20; i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i); } } }
public static void main(String[] args){ Runnable runnable = new MyRunnable(); Thread t = new Thread(runnable); t.start(); }
比较两种创建线程的方式
继承Thread类
编写简单,可直接操作线程
适用于单继承
实现Runnable接口
避免单继承局限性
便于共享资源
4. 线程的状态
5. 线程调度
线程调度指按照特定机制为多个线程分配CPU的使用权
6. 线程优先级
线程优先级由1~10表示,1最低,默认优先级为5
优先级高的线程获得CPU资源的概率较大
public static void main(String[] args) { //创建线程对象并指定线程名 Thread t1 = new Thread(new MyThread(),"线程A"); Thread t2 = new Thread(new MyThread(),"线程B"); //两个线程对象分别设置为最高优先级和最低优先级 t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); //省略代码…… }
7. 线程休眠
让线程暂时睡眠指定时长,线程进入阻塞状态
睡眠时间过后线程会再进入可运行状态
public class Wait { public static void bySec(long s) { for (int i = 0; i < s; i++) { System.out.println(i + 1 + "秒"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
8. 线程的强制运行
使当前线程暂停执行,等待其他线程结束后再继续执行本线程
public final void join() public final void join(long mills) public final void join(long mills,int nanos)
millis:以毫秒为单位的等待时长
nanos:要等待的附加纳秒时长
需处理InterruptedException异常
public static void main(String[] args) { Thread temp = new Thread(new MyThread()); temp.start(); for(int i=0;i<20;i++){ if(i==5){ try { //阻塞主线程,子线程强制执行 temp.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行:"+i); } //省略代码…… }
9. 线程的礼让
暂停当前线程,允许其他具有相同优先级的线程获得运行机会
该线程处于就绪状态,不转为阻塞状态
public static void yield()
只是提供一种可能,但是不能保证一定会实现礼让
public class MyThread implements Runnable{ public void run(){ for(int i=0;i<5;i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在运行:"+i); if(i==3){ System.out.print("线程礼让:"); Thread.yield(); } } } }
public static void main(String[] args) { MyThread my = new MyThread(); Thread t1 = new Thread(my,"线程A"); Thread t2 = new Thread(my,"线程B"); t1.start(); t2.start(); }
10. 线程同步
多线程共享数据引发的问题:
多个线程操作同一共享资源时,将引发数据不安全问题
使用synchronized修饰的方法控制对类成员变量的访问
访问修饰符 synchronized 返回类型 方法名(参数列表){……}
或者
synchronized 访问修饰符 返回类型 方法名(参数列表){……}
synchronized就是为当前的线程声明一个锁
// 同步方法:售票 public synchronized void sale() { if (count <= 0) { flag = true; return; } // 省略代码:修改数据 // 省略代码:显示信息 }
使用synchronized关键字修饰的代码块
synchronized(syncObject){ //需要同步的代码 }
syncObject为需同步的对象,通常为this
效果与同步方法相同
public void run() { while (true) { //同步代码块 synchronized (this) { // 省略修改数据的代码...... // 省略显示信息的代码...... } } }
多个并发线程访问同一资源的同步代码块时
同一时刻只能有一个线程进入synchronized(this)同步代码块
当一个线程访问一个synchronized(this)同步代码块时,其他synchronized(this)同步代码块同样被锁定
当一个线程访问一个synchronized(this)同步代码块时,其他线程可以访问该资源的非synchronized(this)同步代码
11. 线程安全的类型
查看ArrayList类的add()方法定义
public boolean add(E e) { //集合扩容,确保能新增数据 ensureCapacityInternal(size + 1); //在新增位置存放数据 elementData[size++] = e; return true; }
ArrayList类的add()方法为非同步方法
当多个线程向同一个ArrayList对象添加数据时,可能出现数据不一致问题
ArrayList为非线程安全的类型
为达到安全性和效率的平衡,可以根据实际场景来选择合适的类型
常见类型对比
Hashtable && HashMap
Hashtable
继承关系
实现了Map接口,Hashtable继承Dictionary类
线程安全,效率较低
键和值都不允许为null
HashMap
继承关系
实现了Map接口,继承AbstractMap类
非线程安全,效率较高
键和值都允许为null
StringBuffer && StringBuilder
前者线程安全,后者非线程安全