Java中的多线程

多线程

一、进程【理解】

1. 进程：操作系统(OS)中，每一个被执行的应用程序。

​2. 注意：目前操作系统支持多进程，并发执行的任务。

​3. 多进程并发执行的原理：微观上串行（一个一个的进程进行执行，获取cpu时间片的进程具有执行权），宏观上并行（所有的进程看似一起执行）

二、线程

1. 概念：在一个进程中，并发执行的多个任务。线程是进程执行任务的单元、单位。线程也被称为轻量级的进程。【理解】

​2. 主线程：目前程序为单线程，此线程以main函数的开始为开始，以main函数的结束为结束，此线程称主线程(主线程默认执行main函数)

​3. 线程的组成部分：【理解】

(1) cpu：获取到cpu时间片的线程获取执行权

(2) 数据：栈空间独立（每一个线程有独立的栈空间）；堆空间共享（多个线程可以操作同一个空间）

(3) 程序代码：栈空间用于存储局部变量；堆空间用于存储对象。

​4. 代码实现多线程【重点】

(1) 第一种方式：

a. 类继承 java.lang.Thread 类，覆盖 run 方法

b. 创建线程对象： MyThread t1 = new MyThread();

c. 开启线程： t1.start(); //JVM默认执行 run 方法

(2) 第二种方式：

a. 类实现 java.lang.Runnable 接口，同时实现 run 方法

b. 创建线程的目标对象： Mytarget mt = new MyTarget();

c. 创建线程对象： Thread t2 = new Thread(mt); //将目标对象作为参数进行传递

d. 开启线程： t2.start(); //JVM默认调用 run 方法

三、线程状态【理解】

1. static void sleep(long ms) ：让当前线程处于休眠状态，休眠的单位是毫秒(ms)，处于休眠状态的线程进入有限期等待状态。 sleep 方法会让当前线程释放cpu，但是不释放标记。

​

2. void join() ：让某一线程加入到自身任务中，在哪个线程中调用其他线程 join 方法，则代表此线程让其他线程优先执行，此线程从而进入无限期的等待状态。

例如：在主线程中main函数中： t.join(); 代表主线程让步于线程t执行

（线程状态流转图相关标注）：

- New（新建状态）：调用 start() 方法前的状态

​ Ready（就绪状态）：获取CPU时间片则进入运行状态

​- Running（运行状态）：执行 run() / main() 方法；调用 synchronized 进入阻塞，调用 sleep() / join() 进入等待

​Timed Waiting（限时等待）： sleep() 时间到期回到就绪

​ Waiting（无限等待）： join() 触发，需其他线程操作唤醒

​ Blocked（阻塞状态）： synchronized 竞争资源失败时进入，获取到资源回到就绪

​Terminated（终止状态）： run() 方法执行完毕

四、线程同步【重点】

1. 临界资源：多线程并发时，被多个线程共享的同一个对象，称为临界资源。

​2. 原子操作：不可以分割的多步操作，被视为一个整体，其执行顺序和步骤不能被打破。

​3. 线程同步：多线程并发访问时，为了保证临界资源的正确性，从而不破坏操作中的原子操作（保护原子操作不能被破坏）

​4. 线程同步的两种方式：

(1) 同步代码块：对临界资源对象进行加锁。

a. 定义位置：方法内部

b. 利用 synchronized 对临界资源加锁

c. 语法： synchronized(临界资源对象){ //原子操作 }

d. 执行的原理：当线程获取临界资源的标记时，锁标记空闲，则能获取该对象的锁标记，获取锁标记之后，可以执行同步代码块{}中的代码，而且只有当{}中所有的内容全部执行完，才释放锁对象的锁标记；但是当线程获取临界资源对象的锁标记时，锁标记已被其他线程占用，则此线程进入阻塞状态（Blocked状态），只有当其他线程释放锁标记，此线程获取锁标记，才结束阻塞状态，同时获取cpu，可以执行{}中的内容。