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Java多线程与并发

2020/10/8 18:12:10 文章标签:

目录进程和线程基础知识进程和线程的区别进程和线程的关系线程Thread中的start和run方法如何实现处理线程的返回值线程的状态以及状态之间的转换sleep和wait的区别notify和notifyAllyield函数如何中断线程:interrupt函数进程和线程基础知识 小林coding公众号的一篇…

目录

    • 进程和线程基础知识
    • 进程和线程的区别
    • 进程和线程的关系
    • 线程Thread中的start和run方法
    • 如何实现处理线程的返回值
    • 线程的状态以及状态之间的转换
    • sleep和wait的区别
    • notify和notifyAll
    • yield函数
    • 如何中断线程:interrupt函数

进程和线程基础知识

小林coding公众号的一篇关于进程和线程的文章,十分详细。
https://mp.weixin.qq.com/s/YXl6WZVzRKCfxzerJWyfrg
以下为面试常考知识点
↓↓↓

进程和线程的区别

进程和线程的由来
在这里插入图片描述

进程和线程的区别

进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位。

  • 所有与进程相关的资源,都被记录在PCB中
    在这里插入图片描述
  • 进程是抢占处理机的调度单位;线程属于某个进程,共享其资源
  • 线程只由堆栈寄存器、程序寄存器和TCB组成
    在这里插入图片描述

总结

  • 线程不能看做独立应用,而进程可看做独立应用
  • 进程有独立的地址空间,互不影响,线程只是进程的不同执行路径
  • 线程没有独立的地址空间,多进程的程序比多线程的程序健壮
  • 进程的切换比线程的切换开销大

进程和线程的关系

  • Java对操作系统提供的功能进行封装,包括进程和线程
  • 运行一个程序会产生一个进程,进程包含至少一个线程
  • 每个进程对应一个JVM实例,多个线程共享JVM里的堆
  • Java采用单线程编程模型,程序会自动创建主线程
  • 主线程可以创建子线程,原则上要后于子线程完成执行

线程Thread中的start和run方法

区别
在这里插入图片描述

  • 调用start()方法会创建一个新的子线程并启动
  • run()方法只是Thread的一个普通方法的调用

源码层面

  • Thread 继承 Runnable 接口
  • Runnable接口里面包含run抽象方法
  • 因此使用Thread总是要重写run方法

Thread和Runnable是什么关系

  • Thread是实现了Runnable接口的类,使得run支持多线程
  • 因类的单一继承原则,推荐多使用Runnable接口
  • Runnable的优势:只要类都去继承它,就可以有很好的复用性

如何给run()方法传参

实现的方式主要有三种

  • 构造函数传参
  • 成员变量传参
  • 回调函数传参

如何实现处理线程的返回值

实现方式

  • 主线程等待法

在这里插入图片描述

↓↓↓↓
在这里插入图片描述

优点:实现比较简单

缺点:需要自己实现循环等待的逻辑,当需要等待的变量一多,代码便会显得异常臃肿,并且需要循环多久是未知的。

  • 使用Thread类的join()阻塞当前线程以等待子线程处理完毕

在这里插入图片描述

优点:实现更加简单

缺点:粒度不够细

  • 通过Callable接口:通过FutureTask Or 线程池获取

FutureTask
在这里插入图片描述

线程池

在这里插入图片描述

使用线程池的好处:可以提交多个实现Callable方法的类,使线程池并发的处理结果,方便对这些类做统一的管理。

线程的状态以及状态之间的转换

六个状态

  • 新建(New):创建后尚未启动的线程的状态

  • 运行(Runnable):包含Running和Ready

  • 无限期等待(Waiting):不会被分配CPU空间,需要显式被唤醒

    以下方法会使线程进入无限期等待状态:

    ☑ 调用没有设置Timeout参数的Object.wait()方法

    ☑ 调用没有设置Timeout参数的Thread.join()方法

    ☑ 调用LockSupport.park()方法

  • 限期等待(Timed Waiting):在一定时间后会由系统自动唤醒

    以下方法会使线程进入限期等待状态:

    ☑ 调用Thread.sleep()方法

    ☑ 调用设置了Timeout参数的Object.wait()方法

    ☑ 调用设置了Timeout参数的Thread.join()方法

    ☑ 调用LockSupport.parkNanos()方法

    ☑ 调用LockSupport.parkUntil()方法

  • 阻塞(Blocked):等待获取排它锁

  • 结束(Terminated):已终止线程的状态,线程已经结束执行

    线程结束后,不能再调用

在这里插入图片描述

转换

在这里插入图片描述
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sleep和wait的区别

基本的差别

  • sleep是Thread类的方法,wait是Object类中定义的方法

  • sleep()方法可以在任何地方使用

  • wait()方法只能在synchronized方法或synchronized块中使用

    因为wait需要先得到锁,才能释放锁。

最主要的本质区别

  • Thread.sleep只会让出CPU,不会导致锁行为的改变
  • Object.wait不仅让出CPU,还会释放已经占有的同步资源锁

在这里插入图片描述

notify和notifyAll

sleep和wait除了可以通过设定执行时间来自动唤醒(不设置时间是无限等待),还可以通过notify和notifyAll来唤醒。

在这里插入图片描述

两个概念

  • 锁池EntryList

    假设线程A已经拥有了某个对象(不是类)的锁,而其它线程B、C想要调用这个对象的某个synchronized方法(或者块),由于B、C线程在进入对象的synchronized方法(或者块)之前必须先获得该对象锁的拥有权,而恰巧该对象的锁目前正在被线程A所占用,此时B、C线程就会被阻塞,进入一个地方去等待锁的释放,这个地方便是该对象的锁池。

  • 等待池WaitSet

    假设线程A调用了某个对象的wait()方法,线程A就会释放该对象的锁,同时线程A就进入到了该对象的等待池中,进入到等待池中的线程不会去竞争该对象的锁。

notify和notifyAll的区别

  • notifyAll会让所有处于等待池的线程全部进入锁池去竞争获取所得机会
  • notify只会随机选取一个处于等待池中的线程进入锁池去竞争获取锁的机会

yield函数

概念

  • 当调用Thread.yield()函数时,会给线程调度器一个当前线程愿意让出CPU使用的暗示,但是线程调度器可能会忽略这个暗示。

第一次运行:

在这里插入图片描述

第二次运行:

在这里插入图片描述

  • yield函数对锁的行为/状态不会产生影响。

如何中断线程:interrupt函数

已经被抛弃的方法

  • 通过调用stop()方法停止线程

    由一个线程去停止另一个线程,方法过于暴力,且不安全。

    线程A调用线程B的stop()方法停止线程B时,并不了解线程B执行的具体情况,这种突然间的停止会导致线程B的一些清理工作无法完成;并且线程B会立即释放锁,有可能会引发数据不同步的问题。

  • 通过调用suspend()和resume()方法

目前使用的方法

  • 调用interrupt(),通知线程应该中断了

    1. 如果线程处于被阻塞状态,那么线程将立即退出被阻塞状态,并抛出一个InterruptedException异常。
    2. 如果线程处于正常活动状态,那么会将该线程的中断标志设置为true。被设置中断标志的线程将继续正常运行,不受影响。
  • 需要被调用的线程配合中断

    1. 在正常运行任务时,经常检查本线程的中断标志位,如果被设置了中断标志位就自行停止线程。
      resume()方法

目前使用的方法

  • 调用interrupt(),通知线程应该中断了

    1. 如果线程处于被阻塞状态,那么线程将立即退出被阻塞状态,并抛出一个InterruptedException异常。
    2. 如果线程处于正常活动状态,那么会将该线程的中断标志设置为true。被设置中断标志的线程将继续正常运行,不受影响。
  • 需要被调用的线程配合中断

    1. 在正常运行任务时,经常检查本线程的中断标志位,如果被设置了中断标志位就自行停止线程。
    2. 如果线程处于正常活动状态,那么会将该线程的中断标志设置为true。被设置中断标志的线程将继续正常运行,不受影响。

本文链接: http://www.dtmao.cc/news_show_250001.shtml

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