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泥瓦匠聊并发编程:线程与多线程必知必会(基础篇)

本文目录

  • 线程与多线程
  • 线程的运行与创建
  • 线程的状态

1 线程与多线程

线程是什么? 线程(Thread)是一个对象(Object)。用来干什么?Java 线程(也称 JVM 线程)是 Java 进程内允许多个同时进行的任务。该进程内并发的任务成为线程(Thread),一个进程里至少一个线程。

Java 程序采用多线程方式来支持大量的并发请求处理,程序如果在多线程方式执行下,其复杂度远高于单线程串行执行。那么多线程:指的是这个程序(一个进程)运行时产生了不止一个线程。

为啥使用多线程?

  • 适合多核处理器。一个线程运行在一个处理器核心上,那么多线程可以分配到多个处理器核心上,更好地利用多核处理器。
  • 防止阻塞。将数据一致性不强的操作使用多线程技术(或者消息队列)加快代码逻辑处理,缩短响应时间。

聊到多线程,多半会聊并发与并行,咋理解并区分这两个的区别呢?

  • 类似单个 CPU ,通过 CPU 调度算法等,处理多个任务的能力,叫并发
  • 类似多个 CPU ,同时并且处理相同多个任务的能力,叫做并行

2 线程的运行与创建

2.1 线程的创建

Java 创建线程对象有两种方法:

  • 继承 Thread 类创建线程对象
  • 实现 Runnable 接口类创建线程对象

新建 MyThread 对象,代码如下:

MyThread 类继承了 Thread 对象,并重写(Override)了 run 方法,实现线程里面的逻辑。main 函数是使用 for 语句,循环创建了 10 个线程,调用 start 方法启动线程,最后打印当前线程对象的 ID。

run 方法和 start 方法的区别是什么呢? run 方法就是跑的意思,线程启动后,会调用 run 方法。 start 方法就是启动的意思,就是启动新线程实例。启动线程后,才会调线程的 run 方法。

执行 main 方法后,控制台打印如下:

可见,线程的 ID 是线程唯一标识符,每个线程 ID 都是不一样的。

start 方法和 run 方法的关系如图所示:泥瓦匠聊并发编程:线程与多线程必知必会(基础篇)_多线程

同理,实现 Runnable 接口类创建线程对象也很简单,只是不同的形式。新建 MyThreadBrother 代码如下:

具体代码:「java-concurrency-core-learning」 https://github.com/JeffLi1993/java-concurrency-core-learning

2.1 线程的运行

在运行上面两个小 demo 后,JVM 执行了 main 函数线程,然后在主线程中执行创建了新的线程。正常情况下,所有线程执行到运行结束为止。除非某个线程中调用了 System.exit(1) 则被终止。

在实际开发中,一个请求到响应式是一个线程。但在这个线程中可以使用线程池创建新的线程,去执行任务。

泥瓦匠聊并发编程:线程与多线程必知必会(基础篇)_多线程_02

3 线程的状态

新建 MyThreadInfo 类,打印线程对象属性,代码如下:

执行代码打印如下:

线程是一个对象,它有唯一标识符 ID、名称、状态、优先级等属性。线程只能修改其优先级和名称等属性 ,无法修改 ID 、状态。ID 是 JVM 分配的,名字默认也为 Thread-XX,XX是一组数字。线程初始状态为 NEW。

线程优先级的范围是 1 到 10 ,其中 1 是最低优先级,10 是最高优先级。不推荐改变线程的优先级,如果业务需要,自然可以修改线程优先级到最高,或者最低。

线程的状态实现通过 Thread.State 常量类实现,有 6 种线程状态:new(新建)、runnnable(可运行)、blocked(阻塞)、waiting(等待)、time waiting (定时等待)和 terminated(终止)。状态转换图如下:

泥瓦匠聊并发编程:线程与多线程必知必会(基础篇)_创建线程_03

线程状态流程大致如下:

  • 线程创建后,进入 new 状态
  • 调用 start 或者 run 方法,进入 runnable 状态
  • JVM 按照线程优先级及时间分片等执行 runnable 状态的线程。开始执行时,进入 running 状态
  • 如果线程执行 sleep、wait、join,或者进入 IO 阻塞等。进入 wait 或者 blocked 状态
  • 线程执行完毕后,线程被线程队列移除。最后为 terminated 状态。

4 小结

本文介绍了线程与多线程的基础篇,包括了线程启动及线程状态等。下一篇我们聊下线程的具体操作。包括中断、终止等

具体代码:「java-concurrency-core-learning」 https://github.com/JeffLi1993/java-concurrency-core-learning

参考: 《Java并发编程的艺术》 《Java 7 并发编程实战手册》 《图解 Java 多线程设计模式》


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泥瓦匠聊并发编程:线程与多线程必知必会(基础篇)_多线程_04

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