「java线程ppt」java线程的生命周期
本篇文章给大家谈谈java线程ppt,以及java线程的生命周期对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览:
- 1、什么是Java多线程
- 2、Java的线程在项目中一般会有什么具体的应用?
- 3、java中多线程的讲解及其应用
- 4、java多线程,对象锁是什么概念?
- 5、java怎么创建一个线程
- 6、java中的线程是个什么具体的内容?
什么是Java多线程
多线程的概念?
说起多线程,那么就不得不说什么是线程,而说起线程,又不得不说什么是进程。
进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中,进程是程序的基本执行实体;在当代面向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述,进程是程序的实体。
进程可以简单的理解为一个可以独立运行的程序单位。它是线程的集合,进程就是有一个或多个线程构成的,每一个线程都是进程中的一条执行路径。
那么多线程就很容易理解:多线程就是指一个进程中同时有多个执行路径(线程)正在执行。
为什么要使用多线程?
1.在一个程序中,有很多的操作是非常耗时的,如数据库读写操作,IO操作等,如果使用单线程,那么程序就必须等待这些操作执行完成之后才能执行其他操作。使用多线程,可以在将耗时任务放在后台继续执行的同时,同时执行其他操作。
2.可以提高程序的效率。
3.在一些等待的任务上,如用户输入,文件读取等,多线程就非常有用了。
缺点:
1.使用太多线程,是很耗系统资源,因为线程需要开辟内存。更多线程需要更多内存。
2.影响系统性能,因为操作系统需要在线程之间来回切换。
3.需要考虑线程操作对程序的影响,如线程挂起,中止等操作对程序的影响。
4.线程使用不当会发生很多问题。
总结:多线程是异步的,但这不代表多线程真的是几个线程是在同时进行,实际上是系统不断地在各个线程之间来回的切换(因为系统切换的速度非常的快,所以给我们在同时运行的错觉)。
2.多线程与高并发的联系。
高并发:高并发指的是一种系统运行过程中遇到的一种“短时间内遇到大量操作请求”的情况,主要发生在web系统集中大量访问或者socket端口集中性收到大量请求(例如:12306的抢票情况;天猫双十一活动)。该情况的发生会导致系统在这段时间内执行大量操作,例如对资源的请求,数据库的操作等。如果高并发处理不好,不仅仅降低了用户的体验度(请求响应时间过长),同时可能导致系统宕机,严重的甚至导致OOM异常,系统停止工作等。如果要想系统能够适应高并发状态,则需要从各个方面进行系统优化,包括,硬件、网络、系统架构、开发语言的选取、数据结构的运用、算法优化、数据库优化……。
而多线程只是在同/异步角度上解决高并发问题的其中的一个方法手段,是在同一时刻利用计算机闲置资源的一种方式。
多线程在高并发问题中的作用就是充分利用计算机资源,使计算机的资源在每一时刻都能达到最大的利用率,不至于浪费计算机资源使其闲置。
3.线程的创建,停止,常用方法介绍。
1.线程的创建:
线程创建主要有2种方式,一种是继承Thread类,重写run方法即可;(Thread类实现了Runable接口)
另一种则是实现Runable接口,也需要重写run方法。
线程的启动,调用start()方法即可。 我们也可以直接使用线程对象的run方法,不过直接使用,run方法就只是一个普通的方法了。
其他的还有: 通过匿名内部类的方法创建;实现Callable接口。。。。。
2.线程常用方法:
currentThread()方法:该方法返回当前线程的信息 .getName()可以返回线程名称。
isAlive()方法:该方法判断当前线程是否处于活动状态。
sleep()方法:该方法是让“当前正在执行的线程“休眠指定的时间,正在执行的线程是指this.currentThread()返回的线程。
getId()方法:该方法是获取线程的唯一标识。
3.线程的停止:
在java中,停止线程并不简单,不想for。。break那样说停就停,需要一定的技巧。
线程的停止有3种方法:
1.线程正常终止,即run()方法运行结束正常停止。
2.使用interrupt方法中断线程。
3.使用stop方法暴力停止线程。
interrupt方法中断线程介绍:
interrupt方法其实并不是直接中断线程,只是给线程添加一个中断标志。
判断线程是否是停止状态:
this.interrupted(); 判断当前线程是否已经中断。(判断的是这个方法所在的代码对应的线程,而不是调用对象对应的线程)
this.isInterrupted(); 判断线程是否已经中断。(谁调用,判断谁)
注:.interrupted()与isInterrupted()的区别:
interrupted()方法判断的是所在代码对应的线程是否中断,而后者判断的是调用对象对应的线程是否停止
前者执行后有清除状态的功能(如连续调用两次时,第一次返回true,则第二次会返回false)
后者没有清除状态的功能(两次返回都为true)
真正停止线程的方法:
异常法:
在run方法中 使用 this.interrupted();判断线程终止状态,如果为true则 throw new interruptedException()然后捕获该异常即可停止线程。
return停止线程:
在run方法中 使用 this.interrupted();判断线程终止状态,如果为true则return停止线程。 (建议使用异常法停止线程,因为还可以在catch中使线程向上抛,让线程停止的事件得以传播)。
暴力法:
使用stop()方法强行停止线程(强烈不建议使用,会造成很多不可预估的后果,已经被标记为过时)
(使用stop方法会抛出 java.lang.ThreadDeath 异常,并且stop方法会释放锁,很容易造成数据不一致)
注:在休眠中停止线程:
在sleep状态下停止线程 会报异常,并且会清除线程状态值为false;
先停止后sleep,同样会报异常 sleep interrupted;
4.守护线程。
希望对您有所帮助!~
Java的线程在项目中一般会有什么具体的应用?
java线程在项目中的应用场景如下:
场景一:一个业务逻辑有很多次的循环,每次循环之间没有影响,比如验证1万条url路径是否存在,正常情况要循环1万次,逐个去验证每一条URL,这样效率会很低,假设验证一条需要1分钟,总共就需要1万分钟,有点恐怖。这时可以用多线程,将1万条URL分成50等份,开50个线程,没个线程只需验证200条,这样所有的线程执行完是远小于1万分钟的。
场景二:需要知道一个任务的执行进度,比如我们常看到的进度条,实现方式可以是在任务中加入一个整型属性变量(这样不同方法可以共享),任务执行一定程度就给变量值加1,另外开一个线程按时间间隔不断去访问这个变量,并反馈给用户。
总之使用多线程就是为了充分利用cpu的资源,提高程序执行效率,当你发现一个业务逻辑执行效率特别低,耗时特别长,就可以考虑使用多线程。不过CPU执行哪个线程的时间和顺序是不确定的,即使设置了线程的优先级,因此使用多线程的风险也是比较大的,会出现很多预料不到的问题,一定要多熟悉概念,多构造不同的场景去测试才能够掌握!
java中多线程的讲解及其应用
多线程 什么是线程?
英文:Thread
每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。进程也可能是整个程序或者是部分程序的动态执行。线程是一组指令的集合,或者是程序的特殊段,它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程,它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。
什么是多线程?
多线程是为了同步完成多项任务,不是为了提高运行效率,而是为了提高资源使用效率来提高系统的效率。线程是在同一时间需要完成多项任务的时候实现的。
使用线程的好处有以下几点:
·使用线程可以把占据长时间的程序中的任务放到后台去处理
·用户界面可以更加吸引人,这样比如用户点击了一个按钮去触发某些事件的处理,可以弹出一个进度条来显示处理的进度
·程序的运行速度可能加快
·在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等,线程就比较有用了。在这种情况下我们可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。
java多线程,对象锁是什么概念?
java线程:
1.线程中一些基本术语和概念
1.1线程的几个状态
初始化状态
就绪状态
运行状态
阻塞状态
终止状态
1.2 Daemon线程
Daemon线程区别一般线程之处是:主程序一旦结束,Daemon线程就会结束。
1.3锁的定义
为了协调多个并发运行的线程使用共享资源才引入了锁的概念。
1.4死锁
任何多线程应用程序都有死锁风险。当一组线程中的每一个都在等待一个只
有该组中另一个线程才能引起的事件时,我们就说这组线程死锁了。换一个说法
就是一组线程中的每一个成员都在等待别的成员占有的资源时候,就可以说这组
线程进入了死锁。死锁的最简单情形是:线程 A 持有对象 X 的独占锁,并且
在等待对象 Y 的锁,而线程 B 持有对象 Y 的独占锁,却在等待对象 X 的锁。
除非有某种方法来打破对锁的等待(Java 锁定不支持这种方法),否则死锁的线
程将永远等下去。
1.5.Java对象关于锁的几个方法
1.5.1 wait方法
wait方法是java根对象Object含有的方法,表示等待获取某个锁。在wait方法进入前,会释放相应的锁,在wait方法返回时,会再次获得某个锁。
如果wait()方法不带有参数,那只有当持有该对象锁的其他线程调用了notify或者notifyAll方法,才有可能再次获得该对象的锁。
如果wait()方法带有参数,比如:wait(10),那当持有该对象锁的其他线程调用了notify或者notifyAll方法,或者指定时间已经过去了,才有可能再次获得该对象的锁。
参考 thread.lock.SleepAndWait
1.5.2 notify/notifyAll方法
这里我就不再说明了。哈哈,偷点懒。
1.5.3 yield方法
yield()会自动放弃CPU,有时比sleep更能提升性能。
1.6锁对象(实例方法的锁)
在同步代码块中使用锁的时候,担当锁的对象可以是这个代码所在对象本身或者一个单独的对象担任,但是一定要确保锁对象不能为空。如果对一个null对象加锁,会产生异常的。原则上不要选择一个可能在锁的作用域中会改变值的实例变量作为锁对象。
锁对象,一种是对象自己担任,一种是定义一个普通的对象作为private property来担任,另外一种是建立一个新的类,然后用该类的实例来担任。
参考 :
thread.lock.UseSelfAsLock,使用对象自己做锁对象
thread.lock.UseObjAsLock 使用一个实例对象作锁对象
thread.lock.UseAFinalObjAsLock使用常量对象作为一个锁对象
1.7类锁
实例方法存在同步的问题,同样,类方法也存在需要同步的情形。一般类方法的类锁是一个static object来担任的。当然也可以采用类本身的类对象来作为类锁。
一个类的实例方法可以获得该类实例锁,还可以尝试去访问类方法,包含类同步方法,去获得类锁。
一个类的类方法,可以尝试获得类锁,但是不可以尝试直接获得实例锁。需要先生成一个实例,然后在申请获得这个实例的实例锁。
参考
thread.lock.UseStaticObjAsStaticLock 使用类的属性对象作为类锁。
thread.lock.UseClassAsStaticLock使用类的类对象作为类锁
1.8.线程安全方法与线程不安全方法
如果一个对象的所有的public方法都是同步方法,也就是说是public方法是线程安全的,那该对象的private方法,在不考虑继承的情况下,可以设置为不是线程安全的方法。
参考 thread.lock.SynMethrodAndNotSynMethrod
1.9类锁和实例锁混合使用
在实例方法中混合使用类锁和实例锁;可以根据前面说的那样使用实例锁和类锁。
在类方法中混合使用类锁和实例锁,可以根据前面说的那样使用类锁,为了使用实例锁,先得生成一个实例,然后实例锁。
参考 thread.lock.StaticLockAndObjLock
1.10锁的粒度问题。
为了解决对象锁的粒度过粗,会导死锁出现的可能性加大,锁的粒度过细,会程序开发维护的工作加大。对于锁的粒度大小,这完全要根据实际开发需要来考虑,很难有一个统一的标准。
1.11.读写锁
一个读写锁支持多个线程同时访问一个对象,但是在同一时刻只有一个线程可以修改此对象,并且在访问进行时不能修改。
有2种调度策略,一种是读锁优先,另外就是写锁优先。
参考 thread.lock.ReadWriteLock
1.12 volatile
在Java中设置变量值的操作,除了long和double类型的变量外都是原子操作,也就是说,对于变量值的简单读写操作没有必要进行同步。这在JVM 1.2之前,Java的内存模型实现总是从主存读取变量,是不需要进行特别的注意的。而随着JVM的成熟和优化,现在在多线程环境下volatile关键字的使用变得非常重要。在当前的Java内存模型下,线程可以把变量保存在本地内存(比如机器的寄存器)中,而不是直接在主存中进行读写。这就可能造成一个线程在主存中修改了一个变量的值,而另外一个线程还继续使用它在寄存器中的变量值的拷贝,造成数据的不一致。要解决这个问题,只需要像在本程序中的这样,把该变量声明为volatile(不稳定的)即可,这就指示JVM,这个变量是不稳定的,每次使用它都到主存中进行读取。一般说来,多任务环境下各任务间共享的标志都应该加volatile修饰。
2.线程之间的通讯
在其他语言中,线程之间可以通过消息队列,共享内存,管道等方式来实现
线程之间的通讯,但是java中可以不采用这样方式,关注的是线程之间的同步。
只要保证相关方法运行的线程安全,信息共享是自然就可以显现了。
2.1屏障
屏障就是这样的一个等待点: 一组线程在这一点被同步,这些线程合并各自的结果或者运行到整体任务的下一阶段。
参考:
thread.lock. BarrierUseExample
thread.lock.Barrier
2.2.锁工具类
提供对线程锁的获取,释放功能。展示了锁的获取释放过程。可以作为一个工具类来使用。
参考:thread.lock. BusyFlag
2.3.条件变量
条件变量是POSIX线程模型提供的一种同步类型,和java中的等待通知机制类似。
虽然java中已经有了等待通知机制,但是为了减少在notify/notifyAll方法中
线程调度的开销,把一些不需要激活的线程屏蔽出去,引入了条件变量。
Java中2个(多个)条件变量可以是同一个互斥体(锁对象)。
参考:thread.lock.CondVar 条件变量类
常见的应用情形:
一个锁控制多个信号通道(例如:多个变量),虽然可以采用简单java等待通知机制,但是线程调度效率不高,而且线程可读性也不是太好,这时候可以采用创建一个锁对象(BusyFlag实例),同时使用这个BusyFlag实例来创建多个条件变量(CondVar 实例)。
经常使用到CondVar类的地方是缓冲区管理,比如:管道操作之类的。先创建一个BusyFlag实例,然后创建CondVar 实例,用这个条件变量描述缓冲区是否为空,另外创建CondVar 实例作条件变量述缓冲区是否满。
现实中,马路的红绿灯,就可以采用条件变量来描述。
3. Java线程调度
3.1 Java优先级
java的优先级别共有10种,加上虚拟机自己使用的优先级别=0这种,总共11种。
大多数情况来说,java线程的优先级设置越高(最高=10),那线程越优先运行。
3.2. 绿色线程
线程运行在虚拟机内,操作系统根本不知道这类线程的存在。
线程是由虚拟机调度的。
3.3 本地线程
线程是由运行虚拟机的操作系统完成的。
3.4 Windows本地线程
操作系统,完全能够看得到虚拟机内的每一个线程,同时虚拟机的线程和操作系统的线程是一一对应的。Java的线程调度室由操作系统底层线程决定的。
在win32平台下,windows线程只有6个优先级别。和java线程优先级别对应如下:
Java线程优先级 Windows 95/nt/2000线程优先级
0 THREAD_ PRIORITY_IDLE
1(Thread.MIN_PRIORITY) THREAD_ PRIORITY_LOWEST
2 THREAD_ PRIORITY_LOWEST
3 THREAD_ PRIORITY_BELOW_NORMAL
4 THREAD_ PRIORITY_BELOW_NORMAL
5 (Thread.NORM_PRIORITY) THREAD_ PRIORITY _NORMAL
6 THREAD_ PRIORITY _ABOVE_NORMAL
7 THREAD_ PRIORITY _ABOVE_NORMA
8 THREAD_ PRIORITY _HIGHEST
9 THREAD_ PRIORITY _HIGHEST
10 (Thread.MAX_PRIORITY) THREAD_ PRIORITY _CRITICAL
3.5线程优先级倒置与继承
如果一个线程持有锁(假设该线程名字=ThreadA,优先级别=5),另外一个线程(假设该线程名字=ThreadB,优先级别=7),现在该线程(ThreadA)处于运行状态,但是线程ThreadB申请需要持有ThreadA所获得的锁,这时候,为了避免死锁,线程A提高其运行的优先级别(提高到ThreadB的优先级别=7),而线程ThreadB为了等待获得锁,降低线程优先级别(降低到ThreadA原来的优先级别=5).
上述的这种情况,对于ThreadA,继承了ThreadB的优先级别,这成为优先级别的继承;对于ThreadB暂时降低了优先级别,成为优先级别的倒置。
当然,一旦线程ThreadA持有的锁释放了,其优先级别也会回到原来的优先级别(优先级别=5)。线程ThreadB获得了相应的锁,那优先级别也会恢复到与原来的值(优先级别=7)。
3.6循环调度
具有同样优先级的线程相互抢占成为循环调度。
4.线程池
创建一个线程也是需要一定代价的,为了降低这个代价,采用了和普通对象池的思想建立线程池,以供系统使用。
线程消耗包括内存和其它系统资源在内的大量资源。除了 Thread 对象所需的内存之外,每个线程都需要两个可能很大的执行调用堆栈。除此以外,JVM 可能会为每个 Java 线程创建一个本机线程,这些本机线程将消耗额外的系统资源。最后,虽然线程之间切换的调度开销很小,但如果有很多线程,环境切换也可能严重地影响程序的性能。
使用线程池的方式是,先建立对象池,然后申请使用线程,程序线程运行,运行完毕,把线程返回线程池。
使用线程池的风险:同步错误和死锁,与池有关的死锁、资源不足和线程泄漏。
大家有空可以研究一下tomcat的线程池实现原理思想。
实际上是tomcat已经在从线程池的使用线程时候加上了事件处理机制。
个人认为,线程池之类的实现,一般不要自己实现,因为自己实现主要是稳定性等方面可能作的不够好。
可以参考 apache的jakarta-tomcat-5.5.6的相关代码,具体是:
jakarta-tomcat-connectors\util\java\org\apache\tomcat\util\threads的相关代码
5工作队列
使用工作队列的好处是不象直接使用线程池那样,当线城池中没有线程可以使用的时
候,使用者需要处于等待状态,不能进行其他任务的处理。
工作队列的工作原理是:
采用后台线程处理方式,客户端把任务提交给工作队列,工作队列有一组内部可以工作线程,这些工作线程从工作队列中取出任务运行,一个任务完成后,就从队列获取下一个任务进行处理。当工作队列中没有任务可以处理时候,工作线程就处于等待状态,直到获得新的任务时候,才进行新的处理。
java怎么创建一个线程
Java线程类也是一个object类,它的实例都继承自java.lang.Thread或其子类。 可以用如下方式用java中创建一个线程:
Tread thread = new Thread();
执行该线程可以调用该线程的start()方法:
thread.start();
编写线程运行时执行的代码有两种方式:一种是创建Thread子类的一个实例并重写run方法,第二种是创建类的时候实现Runnable接口。接下来我们会具体讲解这两种方法:
创建Thread的子类
创建Thread子类的一个实例并重写run方法,run方法会在调用start()方法之后被执行。例子如下:
public class MyThread extends Thread {
public void run(){
System.out.println("MyThread running");
}
}
可以用如下方式创建并运行上述Thread子类
MyThread myThread = new MyThread();
myTread.start();
一旦线程启动后start方法就会立即返回,而不会等待到run方法执行完毕才返回。就好像run方法是在另外一个cpu上执行一样。当run方法执行后,将会打印出字符串MyThread running。
实现Runnable接口
第二种编写线程执行代码的方式是新建一个实现了java.lang.Runnable接口的类的实例,实例中的方法可以被线程调用。下面给出例子:
public class MyRunnable implements Runnable {
public void run(){
System.out.println("MyRunnable running");
}
}
为了使线程能够执行run()方法,需要在Thread类的构造函数中传入 MyRunnable的实例对象。示例如下:
Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
thread.start();
当线程运行时,它将会调用实现了Runnable接口的run方法。上例中将会打印出”MyRunnable running”。
java中的线程是个什么具体的内容?
这么说吧,电脑系统里有一个任务管理器,任务管理器中有许多进程,一个进程的下面又有很多线程。就是这个意思啊。
例如JAVA的main方法就是一个主线程,程序的执行顺序是自上而下的,如果这个程序没有在这个主线程上创建一个新的线程的话,程序就自上而下的执行,直到程序执行完闭。
如果你在这个主线程上,也就是main方法里创建了一个新的线程,那么这个时候就有两个线程,新的线程开始执行,这个时候主线程并不是停止了,而是一样的继续自上而下的执行,这个时候就有两条线程在执行代码了。
比如有一辆大卡车,遇到到了一个叉路口,这时大卡车就相当于主线程,这个时候只通往一条道路了,如果在叉路口上大卡车里出来了一辆小车,这个时候小车和大卡车分别向两条路上行驶,而并非大卡车会停下来,这个时候的状态就是两个线程在同时运行。
虽说这个比喻不是很好,但很形象!
说白了,我们以前写的那些简单的程序就只有一个线程,就是主线程(main方法),不管有多少判断,循环,它都是自上而下的执行,如果创建了另一个新的线程,这个时候就有两条线同时执行各自的任务了
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