「java线程详解图」多线程图解

今天给各位分享java线程详解图的知识，其中也会对多线程图解进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

本文目录一览：

• 1、java线程是什么
• 2、java 线程池 工作队列是如何工作的
• 3、java线程的几种状态
• 4、JAVA线程的机制有哪些？
• 5、java常用的几种线程池实例讲解

java线程是什么

一、操作系统中线程和进程的概念

现在的操作系统是多任务操作系统。多线程是实现多任务的一种方式。

进程是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有自己独立的一块内存空间，一个进程中可以启动多个线程。比如在Windows系统中，一个运行的exe就是一个进程。

线程是指进程中的一个执行流程，一个进程中可以运行多个线程。比如java.exe进程中可以运行很多线程。线程总是属于某个进程，进程中的多个线程共享进程的内存。

“同时”执行是人的感觉，在线程之间实际上轮换执行。

二、Java中的线程

在Java中，“线程”指两件不同的事情：

1、java.lang.Thread类的一个实例；

2、线程的执行。

使用java.lang.Thread类或者java.lang.Runnable接口编写代码来定义、实例化和启动新线程。

一个Thread类实例只是一个对象，像Java中的任何其他对象一样，具有变量和方法，生死于堆上。

Java中，每个线程都有一个调用栈，即使不在程序中创建任何新的线程，线程也在后台运行着。

一个Java应用总是从main()方法开始运行，mian()方法运行在一个线程内，它被称为主线程。

一旦创建一个新的线程，就产生一个新的调用栈。

线程总体分两类：用户线程和守候线程。

当所有用户线程执行完毕的时候，JVM自动关闭。但是守候线程却不独立于JVM，守候线程一般是由操作系统或者用户自己创建的

java 线程池 工作队列是如何工作的

使用线程池的好处

1、降低资源消耗

可以重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。

2、提高响应速度

当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。

3、提高线程的可管理性

线程是稀缺资源，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一分配、调优和监控

线程池的工作原理

首先我们看下当一个新的任务提交到线程池之后，线程池是如何处理的

1、线程池判断核心线程池里的线程是否都在执行任务。如果不是，则创建一个新的工作线程来执行任务。如果核心线程池里的线程都在执行任务，则执行第二步。

2、线程池判断工作队列是否已经满。如果工作队列没有满，则将新提交的任务存储在这个工作队列里进行等待。如果工作队列满了，则执行第三步

3、线程池判断线程池的线程是否都处于工作状态。如果没有，则创建一个新的工作线程来执行任务。如果已经满了，则交给饱和策略来处理这个任务

线程池饱和策略

这里提到了线程池的饱和策略，那我们就简单介绍下有哪些饱和策略：

AbortPolicy

为Java线程池默认的阻塞策略，不执行此任务，而且直接抛出一个运行时异常，切记ThreadPoolExecutor.execute需要try catch，否则程序会直接退出。

DiscardPolicy

直接抛弃，任务不执行，空方法

DiscardOldestPolicy

从队列里面抛弃head的一个任务，并再次execute 此task。

CallerRunsPolicy

在调用execute的线程里面执行此command，会阻塞入口

用户自定义拒绝策略（最常用）

实现RejectedExecutionHandler，并自己定义策略模式

下我们以ThreadPoolExecutor为例展示下线程池的工作流程图

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1、如果当前运行的线程少于corePoolSize，则创建新线程来执行任务（注意，执行这一步骤需要获取全局锁）。

2、如果运行的线程等于或多于corePoolSize，则将任务加入BlockingQueue。

3、如果无法将任务加入BlockingQueue（队列已满），则在非corePool中创建新的线程来处理任务（注意，执行这一步骤需要获取全局锁）。

4、如果创建新线程将使当前运行的线程超出maximumPoolSize，任务将被拒绝，并调用RejectedExecutionHandler.rejectedExecution()方法。

ThreadPoolExecutor采取上述步骤的总体设计思路，是为了在执行execute()方法时，尽可能地避免获取全局锁（那将会是一个严重的可伸缩瓶颈）。在ThreadPoolExecutor完成预热之后（当前运行的线程数大于等于corePoolSize），几乎所有的execute()方法调用都是执行步骤2，而步骤2不需要获取全局锁。

线程池只是并发编程中的一小部分，下图是史上最全面的Java的并发编程学习技术总汇

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关键方法源码分析

我们看看核心方法添加到线程池方法execute的源码如下：

//     //Executes the given task sometime in the future.  The task     //may execute in a new thread or in an existing pooled thread.     //     // If the task cannot be submitted for execution, either because this     // executor has been shutdown or because its capacity has been reached,     // the task is handled by the current {@code RejectedExecutionHandler}.     //     // @param command the task to execute     // @throws RejectedExecutionException at discretion of     //         {@code RejectedExecutionHandler}, if the task     //         cannot be accepted for execution     // @throws NullPointerException if {@code command} is null     //    public void execute(Runnable command) {        if (command == null)            throw new NullPointerException();        //         // Proceed in 3 steps:         //         // 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to         // start a new thread with the given command as its first         // task.  The call to addWorker atomically checks runState and         // workerCount, and so prevents false alarms that would add         // threads when it shouldn't, by returning false.         // 翻译如下：         // 判断当前的线程数是否小于corePoolSize如果是，使用入参任务通过addWord方法创建一个新的线程，         // 如果能完成新线程创建exexute方法结束，成功提交任务         // 2. If a task can be successfully queued, then we still need         // to double-check whether we should have added a thread         // (because existing ones died since last checking) or that         // the pool shut down since entry into this method. So we         // recheck state and if necessary roll back the enqueuing if         // stopped, or start a new thread if there are none.         // 翻译如下：         // 在第一步没有完成任务提交；状态为运行并且能否成功加入任务到工作队列后，再进行一次check，如果状态         // 在任务加入队列后变为了非运行（有可能是在执行到这里线程池shutdown了），非运行状态下当然是需要         // reject；然后再判断当前线程数是否为0（有可能这个时候线程数变为了0），如是，新增一个线程；         // 3. If we cannot queue task, then we try to add a new         // thread.  If it fails, we know we are shut down or saturated         // and so reject the task.         // 翻译如下：         // 如果不能加入任务到工作队列，将尝试使用任务新增一个线程，如果失败，则是线程池已经shutdown或者线程池         // 已经达到饱和状态，所以reject这个他任务         //        int c = ctl.get();        // 工作线程数小于核心线程数        if (workerCountOf(c) corePoolSize) {            // 直接启动新线程，true表示会再次检查workerCount是否小于corePoolSize            if (addWorker(command, true))                return;            c = ctl.get();        }        // 如果工作线程数大于等于核心线程数        // 线程的的状态未RUNNING并且队列notfull        if (isRunning(c) workQueue.offer(command)) {            // 再次检查线程的运行状态，如果不是RUNNING直接从队列中移除            int recheck = ctl.get();            if (! isRunning(recheck) remove(command))                // 移除成功，拒绝该非运行的任务                reject(command);            else if (workerCountOf(recheck) == 0)                // 防止了SHUTDOWN状态下没有活动线程了，但是队列里还有任务没执行这种特殊情况。                // 添加一个null任务是因为SHUTDOWN状态下，线程池不再接受新任务                addWorker(null, false);        }        // 如果队列满了或者是非运行的任务都拒绝执行        else if (!addWorker(command, false))            reject(command);    }

java线程的几种状态

总结了6种状态，希望对你所有帮助：

1、NEW 状态是指线程刚创建, 尚未启动

2、RUNNABLE 状态是线程正在正常运行中, 当然可能会有某种耗时计算/IO等待的操作/CPU时间片切换等, 这个状态下发生的等待一般是其他系统资源, 而不是锁, Sleep等

3、BLOCKED  这个状态下, 是在多个线程有同步操作的场景, 比如正在等待另一个线程的synchronized 块的执行释放, 或者可重入的 synchronized块里别人调用wait() 方法, 也就是这里是线程在等待进入临界区

4、WAITING  这个状态下是指线程拥有了某个锁之后, 调用了他的wait方法, 等待其他线程/锁拥有者调用 notify / notifyAll 一遍该线程可以继续下一步操作, 这里要区分 BLOCKED 和 WATING 的区别, 一个是在临界点外面等待进入, 一个是在临界点里面wait等待别人notify, 线程调用了join方法 join了另外的线程的时候, 也会进入WAITING状态, 等待被他join的线程执行结束

5、TIMED_WAITING  这个状态就是有限的(时间限制)的WAITING, 一般出现在调用wait(long), join(long)等情况下, 另外一个线程sleep后, 也会进入TIMED_WAITING状态

6、TERMINATED 这个状态下表示 该线程的run方法已经执行完毕了, 基本上就等于死亡了(当时如果线程被持久持有, 可能不会被回收)

JAVA线程的机制有哪些？

Java的线程机制 摘 要： 多线程机制是Java的重要技术，阐述了线程和进程的差别；Java中线程4个状态之间的转换；并结合例子说明了两种创建线程的方法。 线程是指程序中能顺序执行的一个序列。一个线程只有一个入口点� 但可能有几个出口点� 不过，每个时刻的执行点总是只有一个。线程是不能独立运行的程序，而只是某个整体程序内部的一个顺序执行流。 多线程是Java的一个重要特点。如果一个程序是单线程的，那么，任何时刻都只有一个执行点。这种单线程执行方法使系统运行效率低，而且，由于必须依靠中断来处理输入／输出。所以，当出现频繁输入／输出或者有优先级较低的中断请求时，实时性就变得很差。多线程系统可以避免这个缺点。所谓多线程，就是通过系统的调度使几个具有不同功能的程序流即线程同时并行地运行。 在单处理器计算机系统中，实际上是不可能使多个线程真正并行运行的，而要通过系统用极短的时间、极快的速度对多个线程进行切换，宏观上形成多个线程并发执行的效果。 １ 线程和进程机制上的差别 线程和进程很相象,它们都是程序的一个顺序执行序列,但两者又有区别。进程是一个实体,每个进程有自己独立的状态,并有自己的专用数据段，创建进程时, 必须建立和复制其专用数据段，线程则互相共享数据段。同一个程序中的所有线程只有一个数据段, 所以, 创建线程时不必重新建立和复制数据段。由于数据段建立和复制这方面的差异，使线程的建立和线程间的切换速度大大优于进程,另一方面,线程又具备进程的大多数优点。 假设银行系统办理存款和取款手续,将帐本看成数据段。如果按进程这种机制,那么,当储户去存／取款时,银行应先把帐本复制一遍,为储户建立一个独立的帐本再结算。如果按线程机制, 那么,银行里所有的出纳员都用同一个帐本,储户来办存／取款时,也从这个帐本直接结算。用线程机制省去了数据段复制这一步显然是线程独具的特点。 由于多个线程共享一个数据段,所以，也出现了数据访问过程的互斥和同步问题,这使系统管理功能变得相对复杂。 总的来说，一个多线程系统在提高系统的输入／输出速度、有效利用系统资源、改善计算机通信功能以及发挥多处理器硬件功能方面显示了很大优势。因此，一些最新的操作系统如Windows95、Windows98、Windows NT等都提供了对多线程的支持。但是，在多线程操作系统下设计多线程的程序仍然是一个比较复杂和困难的工作。由于需要解决对数据段的共享，所以，原则上应该从程序设计角度采用加锁和释放措施，稍有不慎，便会使系统产生管理上的混乱。 而Java从语言一级提供对多线程的支持，这样，可由语言和运行系统联合提供对共享数据段的管理功能和同步机制，使得多线程并行程序设计相对比较容易。 ２ Java线程的生命周期 每个线程都是和生命周期相联系的，一个生命周期含有多个状态，这些状态间可以互相转化。 Java的线程的生命周期可以分为4个状态;创建（new)状态;可运行(runnable)状态;不执行(notrunnable)状态;消亡(dead)状态。 创建状态是指创建一个线程对应的对象的过程，Java系统中,些对象都是从Java．lang包内一个称为Thread的类用关键字new创建的。刚创建的线程不能执行,必须向系统进行注册、分配必要的资源后才能进入可运行状态，这个步骤是由start操作完成的,而处于可运行状态的线程也未必一定处于运行中,它有可能由于外部的I/O请求而处于不运行状态。进入消亡状态后,此线程就不再存在了。 一个线程创建之后，总是处于其生命周期的4个状态之一中，线程的状态表明此线程当前正在进行的活动,而线程的状态是可以通过程序来进行控制的,就是说,可以对线程进行操作来改变状态。 这些操作包括启动(start)、终止(stop)、睡眠(sleep)、挂起(suspend)、恢复(resume)、等待(wait)和通知(notify)。每一个操作都对应了一个方法� 这些方法是由软件包Java．lang提供的。通过各种操作,线程的4个状态之间可按图1所示进行转换。 2.1 创建(new)状态 如果创建了一个线程而没有启动它,那么，此线程就处于创建状态。比如，下述语句执行以后，使系统有了一个处于创建状态的线程myThread:� Thread myThread=new MyThreadClass(); 其中，MyThreadClass()是Thread的子类，而Thread是由Java系统的Java．lang软件包提供的。处于创建状态的线程还没有获得应有的资源,所以，这是一个空的线程,线程只有通过启动后,系统才会为它分配资源。对处于创建状态的线程可以进行两种操作： 一是启动(start)操作,使其进入可运行状态；二是终止(stop)操作,使其进入消亡状态。如果进入到消亡状态,那么，此后这个线程就不能进入其它状态,也就是说，它不复存在了。 start方法是对应启动操作的方法,其具体功能是为线程分配必要的系统资源,将线程设置为可运行状态,从而可以使系统调度这个线程。 2.2 可运行(runnable)状态 如果对一个处于创建状态的线程进行启动操作,则此线程便进入可运行状态。比如,用下列语句� myThread.start();� 　� 则使线程myThread进入可运行状态。上述语句实质上是调用了线程体即run()方法,注意，run()方法包含在myThread线程中,也就是先由java．lang包的Thread类将run()方法传递给子类MyThreadClass(),再通过创建线程由子类MyThreadClass,传递给线程myThread。 线程处于可运行状态只说明它具备了运行条件,但可运行状态并不一定是运行状态,因为在单处理器系统中运行多线程程序,实际上在一个时间点只有一个线程在运行,而系统中往往有多个线程同时处于可运行状态,系统通过快速切换和调度使所有可运行线程共享处理器,造成宏观上的多线程并发运行。可见,一个线程是否处于运行状, 除了必须处于可运行状态外,还取决于系统的调度。 在可运行状态可以进行多种操作，最通常的是从run()方法正常退出而使线程结束,进入消亡状态。 此, 还可以有如下操作� 挂起操作,通过调用suspend方法来实现； 睡眠操作,通过调用sleep方法来实现； 等待操作,通过调用wait方法来实现； 退让操作,通过调用yield方法来实现； 终止操作,通过调用stop方法来实现。 前面三种操作都会使一个处于可运行状态的线程进入不可运行状态。比如，仍以myThread线程为例,当其处于可运行状态后,再用如下语句� myThread.sleep (5000); 则调用sleep方法使myThread线程睡眠5s(5000ms)。这5s内,此线程不能被系统调度运行,只有过5s后,myThread线程才会醒来并自动回到可运行状态。 如果一个线程被执行挂起操作而转到不可运行状态,则必须通过调用恢复(resume)操作,才能使这个线程再回到可运行状态。 退让操作是使某个线程把CPU控制权提前转交给同级优先权的其他线程。 对可运行状态的线程也可以通过调用stop方法使其进入消亡状态。 2.3 不可运行(not runnable)状态 不可运行状态都是由可运行状态转变来的。一个处于可运行状态的线程,如果遇到挂起(suspend)操作、睡眠(sleep)操作或者等待(wait)操作,就会进入不可运行状态。 另外,如果一个线程是和I/O操作有关的,那么，在执行I/O指令时，由于外设速度远远低于处理器速度而使线程受到阻, 从而进入不可运行状态，只有外设完成输入／输出之后,才会自动回到可运行状态。线程进入不可运行状态后,还可以再回到可运行状态,通常有三种途径使其恢复到可运行状态。 一是自动恢复。通过睡眠(sleep)操作进入不可运行状态的线程会在过了指定睡眠时间以后自动恢复到可运行状态,由于I/O阻塞而进入不可运行状态的线程在外设完成I/O操作后,自动恢复到可运行状态。 二是用恢复(resume)方法使其恢复。如果一个线程由于挂起(suspend)操作而从可运行状态进入不可运行状态,那么，必须用恢复(resume)操作使其再恢复到可运行状态。 三是用通知(notify或notifyAll)方法使其恢复。如果一个处于可运行状态的线程由于等待(wait)操作而转入不可运行状态,那么，必须通过调用notify方法或notifyAll方法才能使其恢复到可运行状态,采用等待操作往往是由于线程需要等待某个条件变量,当获得此条件变量后,便可由notify或ontifyAll方法使线程恢复到可运行状态。 恢复到可运行状态的每一种途径都是有针对性的,不能交叉。比如，对由于阻塞而进入不可运行状态的线程采用恢复操作将是无效的。 在不可运行状态,也可由终止(stop)操作使其进入消亡状态。 2.4 消亡(dead)状态 一个线程可以由其他任何一个状态通过终止(stop)操作而进入消亡状态。 线程一旦进入消亡状态,那它就不再存在了,所以也不可能再转到其它状态。 通常,在一个应用程序运行时,如果通过其它外部命令终止当前应用程序,那么就会调用(stop)方法终止线程。但是，最正常、最常见的途径是由于线程在可运行状态正常完成自身的任务而″寿终正寝″,从而进入消亡状态,这个完成任务的动作是由run方法实现的。 ３ Java线程的两种创建途径 一种途径是通过对Thread的继承来派生一个子类,再由此子类生成一个对象来实现线程的创建，这是比较简单直接的办法。Thread类包含在系统API提供的8个软件包之一Java．lang中,Thread类中包含了很多与线程有关的方, 其中,一个名为run的方法就是用来实现线程行为的。比如:� １ import java.lang.*� ／／引用lang包 ２ class Mango exteds Thread { ３ public void run() { ４ ．．．．．． ５ �} ６ �} 上述程序段中，第１行语句引用软件包lang，这样做是为了给编译器一个信息，从而使后面程序中有关lang包中的方法可直接用方法名，而不必带前缀“Java．lang”。第２行语句是从lang包Thread派生一个子类Mango, 而这个子类中提供了run方法的实现,这样,运行时，将由子类Mango 的 run方法置换父类Thread的run方法。 不过这一步还没有创建线, 必须由子类生成一个对象，并且进行启动操作，这样才能得到一个处于可运行状态的线程。生成对象其实就是完成线程的创建,而启动是对已创建的线程进行操作。具体语句如下:� Mango t=new Mango(); 　� t.start(); 　� 上面先用关键字new使线程进入创建状态,又调用start()方法使线程进入可运行状态。注意，start()方法是由Thread继承给子类Mango、然后又在生成对象时由对象t从类Mango得到的。 另一种途径是通过一个类去继承接口runnable来实现线程的创建� 而这个类必须提供runnable接口中定义的方法run()的实现。runnable是Java．lang包中的一个接口，在runnable接口中,只定义了一个抽象方法run()。所以，如用这种途径来创建线程,则应先由一个类连接接口runnable，并且提供run()方法的实现。比如，下面的程序段实现了与接口的连接。 １ public class xyz implements Runnable{ ２ int i; � ３ public voed run(){ ４ while (true){　 � ５ System.out.println("Hello"+i++); ６ � } ７ � } ８ � } 然后再创建一个线程� runnable r=new xyz(); 　� Thread t=new Thread(r); 这种途径创建线程比第一种途径灵活。当一个类既需要继承一个父类又要由此创建一个线程时，由于Java不支持多重继承，这样，用第一种途径将行不通,因为，按此思路创建线程也是以继承的方法实现的。 于是，就需要一个类既继承Thread类,又继承另一个父类。但用接口方法却能实现这个目标。 ４ 线程的启动和终止 Thread的start()方法对应于启动操作,它完成两方面的功能：一方面是为线程分配必要的资源,使线程处于可运行状态,另一方面是调用线程的run()方法置换Thread的中run()方法或者置换runnable中的run()方法来运行线程。 使用start()方法的语句很简单,即： ThreadName.start(); 下面的程序段先创建并启动线程myThread, 然后使用sleep()方法让其睡眠20000ms即20s，使其处于不可运行状态,过20s后,线程又自动恢复到可运行状态。 Thread MyThread=new MyThreadClass(); MyThread.start();� 　� try{ � MyThread.sleep(20000); �} catch(InterrujptedException e){ }

java常用的几种线程池实例讲解

下面给你介绍4种线程池：

1、newCachedThreadPool：

底层：返回ThreadPoolExecutor实例，corePoolSize为0；maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE；keepAliveTime为60L；unit为TimeUnit.SECONDS；workQueue为SynchronousQueue(同步队列)

通俗：当有新任务到来，则插入到SynchronousQueue中，由于SynchronousQueue是同步队列，因此会在池中寻找可用线程来执行，若有可以线程则执行，若没有可用线程则创建一个线程来执行该任务；若池中线程空闲时间超过指定大小，则该线程会被销毁。

适用：执行很多短期异步的小程序或者负载较轻的服务器

2、newFixedThreadPool：

底层：返回ThreadPoolExecutor实例，接收参数为所设定线程数量nThread，corePoolSize为nThread，maximumPoolSize为nThread；keepAliveTime为0L(不限时)；unit为：TimeUnit.MILLISECONDS；WorkQueue为：new LinkedBlockingQueueRunnable() 无解阻塞队列

通俗：创建可容纳固定数量线程的池子，每隔线程的存活时间是无限的，当池子满了就不在添加线程了；如果池中的所有线程均在繁忙状态，对于新任务会进入阻塞队列中(无界的阻塞队列)

适用：执行长期的任务，性能好很多

3、newSingleThreadExecutor

底层：FinalizableDelegatedExecutorService包装的ThreadPoolExecutor实例，corePoolSize为1；maximumPoolSize为1；keepAliveTime为0L；unit为：TimeUnit.MILLISECONDS；workQueue为：new LinkedBlockingQueueRunnable() 无解阻塞队列

通俗：创建只有一个线程的线程池，且线程的存活时间是无限的；当该线程正繁忙时，对于新任务会进入阻塞队列中(无界的阻塞队列)

适用：一个任务一个任务执行的场景

4、NewScheduledThreadPool:

底层：创建ScheduledThreadPoolExecutor实例，corePoolSize为传递来的参数，maximumPoolSize为Integer.MAX_VALUE；keepAliveTime为0；unit为：TimeUnit.NANOSECONDS；workQueue为：new DelayedWorkQueue() 一个按超时时间升序排序的队列

通俗：创建一个固定大小的线程池，线程池内线程存活时间无限制，线程池可以支持定时及周期性任务执行，如果所有线程均处于繁忙状态，对于新任务会进入DelayedWorkQueue队列中，这是一种按照超时时间排序的队列结构

适用：周期性执行任务的场景

最后给你说一下线程池任务执行流程：

当线程池小于corePoolSize时，新提交任务将创建一个新线程执行任务，即使此时线程池中存在空闲线程。

当线程池达到corePoolSize时，新提交任务将被放入workQueue中，等待线程池中任务调度执行

当workQueue已满，且maximumPoolSizecorePoolSize时，新提交任务会创建新线程执行任务

当提交任务数超过maximumPoolSize时，新提交任务由RejectedExecutionHandler处理

当线程池中超过corePoolSize线程，空闲时间达到keepAliveTime时，关闭空闲线程

当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时，线程池中corePoolSize线程空闲时间达到keepAliveTime也将关闭

关于java线程详解图和多线程图解的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。