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总复习06-多线程

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线程与进程的关系

线程是CPU调度的最小单元,而进程一般指一个执行单元,在PC和移动设备上指一个程序或者一个应用。一个进程可以包含多个线程,因此进程和线程是包含与被包含的关系。

多线程的实现方案

  • 继承Thread类,重写run()方法

  • 实现Runnable接口

同步和死锁

  • 同步方法(非静态方法锁对象是this,静态方法锁对象是类名.class)
  • 同步代码块
  • Lock锁

死锁

所谓死锁,是指多个线程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局,当进程处于这种僵持状态时,若无外力作用,它们都将无法再向前推进。

  • 产生死锁的必要条件
    1. 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
    2. 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
    3. 不剥夺条件:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。
    4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

并发和并行、串行

并行(parallel):指在同一时刻,有多条指令在多个处理器上同时执行。所以无论从微观还是从宏观来看,二者都是一起执行的。

并发(concurrency):指在同一时刻只能有一条指令执行,但多个进程指令被快速的轮换执行,使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果,但在微观上并不是同时执行的,只是把时间分成若干段,使多个进程快速交替的执行。

串行:按顺序执行。

线程的生命周期

  1. 新建

  2. 就绪

  3. 运行

  4. 阻塞

    • 等待阻塞 --运行状态中的线程执行wait()方法,使本线程进入到等待阻塞状态;

    • 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用),它会进入同步阻塞状态;

    • 其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。

  5. 死亡

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控制线程

  • sleep()

    方法sleep()的作用是在指定的毫秒数内让当前"正在执行的线程"休眠(暂停执行)。 这个"正在执行的线程"是指Thread.currentThread()返回的线程。但是sleep不会释放锁。

    Thread.Sleep(0) 并非是真的要线程挂起0毫秒,意义在于这次调用Thread.Sleep(0)的当前线程确实的被冻结了一下,让其他线程有机会优先执行。Thread.Sleep(0) 是你的线程暂时放弃cpu,也就是释放一些未用的时间片给其他线程或进程使用,就相当于一个让位动作。

  • yield()

    此方法的作用是放弃当前的CPU资源,将它让给其他的任务去占用CPU的时间。但是放弃的时间不确定,有可能刚刚放弃就马上获得CPU时间片。

    sleep 方法使当前运行中的线程睡眠一段时间,进入超时等待状态,这段时间的长短是由程序设定的,yield方法使当前线程让出CPU占有权,但让出的时间是不可设定的。

    yield()也不会释放锁标志。

    yield()只是使当前线程重新回到可运行状态,所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。

    yield()只能使同优先级或更高优先级的线程有执行的机会。

    实际上,yield()方法对应了如下操作;先检测当前是否有相同优先级的线程处于同可运行状态,如有,则把CPU的占有权交给次线程,否则继续运行原来的线程,所以yield()方法称为“退让”,它把运行机会让给了同等级的其他线程。

  • join()

    join方法的主要作用就是同步,它可以使得线程之间的并行执行变为串行执行。在A线程中调用了B线程的join()方法时,表示只有当B线程执行完毕时,A线程才能继续执行。

    join方法中如果传入参数,则表示这样的意思:如果A线程中掉用B线程的join(10),则表示A线程会等待B线程执行10毫秒,10毫秒过后,A、B线程并行执行。需要注意的是,jdk规定,join(0)的意思不是A线程等待B线程0秒,而是A线程等待B线程无限时间,直到B线程执行完毕,即join(0)等价于join()。

  • wait()和notify()、notifyAll()

    这三个方法用于协调多个线程对共享数据的存取,所以必须在Synchronized语句块内使用这三个方法。Synchronized 这个关键字用于保护共享数据,阻止其他线程对共享数据的存取。但是这样程序的流程就很不灵活了,如何才能在当前线程还没退出Synchronized数据块时让其他线程也有机会访问共享数据呢?此时就用这三个方法来灵活控制。

    wait()方法使当前线程暂停执行并释放对象锁标志,让其他线程可以进入Synchronized数据块,当前线程被放入对象等待池中。当调用 notify()方法后,将从对象的等待池中移走一个任意的线程并放到锁标志等待池中,只有锁标志等待池中的线程能够获取锁标志;如果锁标志等待池中没有线程,则notify()不起作用。notifyAll()则从对象等待池中移走所有等待那个对象的线程并放到锁标志等待池中。

线程安全的类

  • StringBuffer
  • Vector
  • HashTable