本文概述
本篇文章將分四塊內(nèi)容對Java中的多線程機制進行介紹：
一. 多線程概述
二. 實現(xiàn)多線程的兩種方式
三. 多線程的生命周期
四. 線程調(diào)度和控制
一. 線程與進程的概述
??線程是依賴于進程而存在的圈驼，因此在討論線程之前吓揪，我們必須要知道什么是進程
1. 什么是進程
??進程就是正在運行的程序，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)用的獨立單位充包。每一個進程都有它自己的內(nèi)存空間和系統(tǒng)資源。當我們打開電腦資源管理器時帆疟，就可以顯示當前正在運行的所有進程粟按。
2. 多進程的意義
??大家應該有過這樣的經(jīng)歷：我可以同時在電腦上做很多事情，比如我可以一邊玩游戲遏餐，一邊聽音樂伦腐，網(wǎng)速夠快我還可以同時用迅雷下載電影赢底。這是因為我們的操作系統(tǒng)支持多進程失都，簡而言之就是：能在同一時段內(nèi)執(zhí)行多個任務
??需要注意的是，對于單核計算機來講幸冻，游戲和聽音樂這兩個任務并不是“同時進行”的粹庞，因為CPU在某個時間點上只能做一件事情，計算機是在游戲進程和音樂進程間做著頻繁切換洽损，且切換速度很快（也就是輪流執(zhí)行CPU時間片）庞溜，所以，我們感覺游戲和音樂好像在“同時”進行，其實并不是同時執(zhí)行的流码。
3. 什么是多線程
??在一個進程內(nèi)部又可以執(zhí)行多個任務，而這每一個任務我們就可以看成是一個線程漫试。
??下面是一段代碼示例：
public class Demo {
public static void main(String args[]) {
//代碼段1
do();
//代碼段2
}
public static void do() {
//代碼段11
function1();
function2();
//代碼段22
}
public static void function1(){...}
public static void function2(){...}
}
如果是單線程的執(zhí)行方式：是一條執(zhí)行路徑
如果是多線程的執(zhí)行方式：有多條執(zhí)行路徑
- 是進程中的單個順序控制流六敬，是一條執(zhí)行路徑。
- 一個進程如果只有一條執(zhí)行路徑驾荣，則稱為單線程程序外构。
- 一個進程如果有多條執(zhí)行路徑，則稱為多線程程序播掷。
4. 多進程的意義
??多線程的作用不是提高執(zhí)行速度审编，而是為了提高應用程序的使用率。
并行：邏輯上同時發(fā)生歧匈，指在某一段時間段同時運行多段程序
并發(fā)：物理上同時發(fā)生垒酬，指在某一個時間點同時運行多段程序
??多線程卻給了我們一個錯覺：讓我們認為多個線程是并發(fā)執(zhí)行的。其實不是：多個線程共享同一個進程的資源眯亦，但是棧內(nèi)存是獨立的伤溉，一個線程一個棧。所以他們?nèi)匀皇窃趽孋PU的資源執(zhí)行妻率。一個時間點上只有能有一個線程執(zhí)行乱顾。而且誰搶到，這個不一定宫静，所以走净，造成了線程運行的隨機性。其中的某一個進程如果執(zhí)行路徑比較多的話孤里，就會有更高的幾率搶到CPU的執(zhí)行權(quán)伏伯。
5. Java中的多線程
??Java程序運行會啟動JVM，相當于啟動了一個進程捌袜，該進程會自動啟動一個 “主線程” 说搅，而main方法就運行在這個主線程當中，所以我們之前寫的程序都是單線程虏等。
思考：JVM啟動是單線程還是多線程弄唧？
答案：多線程，JVM一定會啟動主線程和垃圾處理機制霍衫，所以一定是多線程
二. 實現(xiàn)多線程的兩種方式
1. 多線程實現(xiàn)方式V1.0（繼承Thread類）
根據(jù)API文檔查詢可以得到創(chuàng)建多線程的方法：
- 自定義類繼承Thread類
- 該子類重寫子類的run（）方法
- 并啟動該子類的實例候引。
- 調(diào)用實例的start方法
放在run方法中的代碼會被線程執(zhí)行
注意：run()方法實際上是單線程，不能直接調(diào)用run()方法敦跌，要先看到多線程的效果澄干，必須使用start()方法蔚润。run()僅僅只是被封裝的執(zhí)行代碼裸弦，而是普通方法辐啄，然而start方法會先啟用線程吵瞻，然后再用jvm去調(diào)用線程的run方法
因此：要啟動多線程，一定要調(diào)用start()方法从媚，不能使用run()方法
子線程1（Thread1）：
public class FirstThread extends Thread{
public void run() {
for(int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("Thread1\t" + i);
}
}
}
子線程2（Thread2）：
public class SecondThread extends Thread{
public void run() {
for(int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("Thread2\t" + i);
}
}
}
main函數(shù)
public class MyThreadDemo {
public static void main(String args[]) {
Thread t1 = new FirstThread();
Thread t2 = new SecondThread();
t1.start();
t2.start();
}
}
2. 多線程實現(xiàn)方式V2.0（實現(xiàn)Runnable接口）
- 自定義類MyRunnerble()實現(xiàn)Runnable接口
- 在MyRunnerble中重寫run()方法
- 創(chuàng)建MyRunnerble的實例對象
- 將所創(chuàng)建的對象作為參數(shù)傳入到Thread當中
public class MyThreadDemo2 {
public static void main(String args[]) {
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for(int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("thread1" + i);
}
}
});
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i < 100; i++) {
System.out.println("thread2" + i);
}
}
});
t1.start();
t2.start();
}
}
3. 兩種創(chuàng)建方式的比較
??既然有了方式一搂誉，為什么又要有方式二呢？
??比較兩種創(chuàng)建方式静檬，我們不難發(fā)現(xiàn)炭懊，第一種方式是通過繼承的方式實現(xiàn)的，第二種方式是通過接口的方式實現(xiàn)拂檩。
繼承Runnerble接口的優(yōu)點：
??1. 可以避免Java單繼承帶來的局限性侮腹。
??2. 適合多個相同程序的代碼去處理同一個資源的情況，把線程同程序的代碼稻励，數(shù)據(jù)有效的分離父阻，較好體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想。
三. 多線程的生命周期
??多線程的生命周期如下圖所示：
四. 線程調(diào)度和控制
1. 線程調(diào)度
??如果我們的計算機只有一個 CPU望抽，那么 CPU 在某一個時刻只能執(zhí)行一條指令加矛，線程只有得到 CPU時間片，也就是使用權(quán)煤篙，才可以執(zhí)行指令斟览。那么Java是如何對線程進行調(diào)用的呢？
線程調(diào)度的兩種模式
- 分時調(diào)度模式：所有線程輪流使用 CPU 的使用權(quán)辑奈，平均分配每個線程占用 CPU 的時間片苛茂。
- 搶占式調(diào)度模型：優(yōu)先讓優(yōu)先級高的線程使用 CPU，如果線程的優(yōu)先級相同鸠窗，那么會隨機選擇一個妓羊，優(yōu)先級高的線程獲取的 CPU 時間片相對多一些。
Java采用的是搶占式調(diào)度模式稍计，用優(yōu)先級控制時間片輪轉(zhuǎn)躁绸。
設(shè)置和獲取優(yōu)先級的方式如下：
public final int getPriority()
public final void setPriority(int newPriority)
2. 線程的控制
2.1 線程休眠
??相當于在線程中暫停了幾秒
方法：
public static void sleep(long millis)
示例
public class SecondThread extends Thread{
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程2");
}
}
注意
該方法是靜態(tài)方法，可以通過類直接調(diào)用臣嚣，而且會拋出異常净刮。
2.2 線程加入
為了讓某些需要執(zhí)行的線程執(zhí)行完畢，別的線程才能拿夠繼續(xù)
方法
public final void join()
示例
public class MyThreadDemo {
public static void main(String args[]) {
Thread t1 = new FirstThread();
Thread t2 = new SecondThread();
t1.start();
try {
t1.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
t2.start();
}
}
注意
只有當t1線程執(zhí)行完畢之后才會執(zhí)行第二個線程茧球，要注意該方法也會拋出異常庭瑰。
2.3 線程禮讓
暫停執(zhí)行當前線程星持，并執(zhí)行其他線程抢埋，在一定的程度上能夠交替執(zhí)行，但不能保證一定是交替執(zhí)行的
方法
public static void yield()
注意
使用方法與之前類似，該方法是靜態(tài)方法揪垄，所以直接可以通過類調(diào)用
2.4 后臺線程（守護線程）
將該線程標記為守護線程或者是用戶線程穷吮，當正在運行的線程都是守護線程時，java虛擬機退出饥努。
方法
public final void setDaemon(boolean on)
示例：
public class MyThreadDemo {
public static void main(String args[]) {
Thread t1 = new FirstThread();
Thread t2 = new SecondThread();
Thread t3 = new ThirdThread();
t1.setDaemon(true);//將t1設(shè)置為守護進程
t2.setDaemon(true);//將t2設(shè)置為守護進程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
注意：
該方法只能夠在開啟線程之前使用捡鱼，而且不能立即停止，有一定的延遲酷愧。
2.5 線程中斷
中途關(guān)閉線程
方法
public final void stop()//過時了驾诈，但是還是可以使用的，不安全不建議使用
public void interrupt()//他讓我們拋出一個異常溶浴，如果受阻乍迄，那么狀態(tài)終止，拋出異常
總結(jié)
??多線程是Java各種機制中非常重要也是比較陌生的一塊內(nèi)容士败，需要對計算機操作系統(tǒng)運行機制有一定了解的情況下才能深入理解闯两，之后的文章會對多線程的安全，死鎖和與線程有關(guān)的設(shè)計模式做更深入的介紹谅将，歡迎繼續(xù)觀看后續(xù)內(nèi)容漾狼，一起體會Java語言的智慧與魅力。
