一、线程的概述(Introduction)
线程是一个程序的多个执行路径,执行调度的单位,依托于进程存在。 线程不仅可以共享进程的内存,而且还拥有一个属于自己的内存空间,这段内存空间也叫做线程栈,是在建立线程时由系统分配的,主要用来保存线程内部所使用的数据,如线程执行函数中所定义的变量。
注意:Java中的多线程是一种抢占机制而不是分时机制。抢占机制指的是有多个线程处于可运行状态,但是只允许一个线程在运行,他们通过竞争的方式抢占CPU。
二、线程的创建
在java中可有两种方式实现多线程,一种是继承Thread类,一种是实现Runnable接口。任何一个线程的执行的前提都是必须有Thread class的实例存在,并且通过调用run()方法启动线程。启用start()方法可以使run()方法运行。
1、继承Thread 类
解析说明:sun公司提供了一个 Thread 类,类体里有run()方法、start()方法,启用start()方法可以使run()方法运行.
Thread类中的run方法是空的.所以声明了一个Thread的子类TestThread 类,用来覆盖父类.
创建线程过程:
// ①使用继承java.lang.Thread类的方式创建一个线程
class TestThreadA extends Thread
{
//② 重写(Override)run()方法 JVM会自动调用该方法
public void run() {
System.out.println("I'm running!");
}
}
public class Main{
public static void main(String[] args)
{
//③ 启动线程
TestThreadA tt = new TestThreadA();
tt.start();
}
}
注意:使用此方法定义线程,因为采用继承Thread的方式定义线程后,你不能在继承其他的类了,导致程序的可扩展性大大降低。
2、实现Runnable 接口
// ①通过实现Runnable接口创建一个线程
class TestThreadB implements Runnable
{
//② 重写(Override)run()方法 JVM会自动调用该方法
public void run()
{
System.out.println("I'm running!");
}
}
public class Main{
public static void main(String[] args)
{
//③启动线程
TestThreadB tt = new TestThreadB();
Thread t = new Thread(tt);
t.start();
}
}
3、两种实现方式的区别与联系
① 一个类只能继承一个父类,存在局限;一个类可以实现多个接口
②实现Runnable接口适合于资源共享。在实现Runable接口的时候调用Thread的Thread(Runnable run)或者Thread(Runnable run ,String name)构造方法创建进程时,使用同一个Runnable实例,则建立的多线程的实例变量也是共享的;但是通过继承Thread类是不能用一个实例建立多个线程。当然,继承Thread类也能够共享变量,能共享Thread类的static变量
③Runnable接口和Thread之间的联系:
public class Thread extends Object implements Runnable可以看出Thread类也是Runnable接口的子类
三、线程的状态(State)
新生状态(New): 当一个线程的实例被创建即使用new关键字和Thread类或其子类创建一个线程对象后,此时该线程处于新生(new)状态,处于新生状态的线程有自己的内存空间,但该线程并没有运行,此时线程还不是活着的(not alive);
就绪状态(Runnable): 通过调用线程实例的start()方法来启动线程使线程进入就绪状态(runnable);处于就绪状态的线程已经具备了运行条件,但还没有被分配到CPU即不一定会被立即执行,此时处于线程就绪队列,等待系统为其分配CPCU,等待状态并不是执行状态; 此时线程是活着的(alive);
运行状态(Running): 一旦获取CPU(被JVM选中),线程就进入运行(running)状态,线程的run()方法才开始被执行;在运行状态的线程执行自己的run()方法中的操作,直到调用其他的方法而终止、或者等待某种资源而阻塞、或者完成任务而死亡;如果在给定的时间片内没有执行结束,就会被系统给换下来回到线程的等待状态;此时线程是活着的(alive);
阻塞状态(Blocked):通过调用join()、sleep()、wait()或者资源被暂用使线程处于阻塞(blocked)状态;处于Blocking状态的线程仍然是活着的(alive)
死亡状态(Dead):当一个线程的run()方法运行完毕或被中断或被异常退出,该线程到达死亡(dead)状态。此时可能仍然存在一个该Thread的实例对象,当该Thready已经不可能在被作为一个可被独立执行的线程对待了,线程的独立的call stack已经被dissolved。一旦某一线程进入Dead状态,他就再也不能进入一个独立线程的生命周期了。对于一个处于Dead状态的线程调用start()方法,会出现一个运行期(runtime exception)的异常;处于Dead状态的线程不是活着的(not alive)。
下面这副图描述了线程从创建到消亡之间的状态:
四、线程池的使用
在Java5以后,通过Executor来启动线程比用 Thread的start()更好。可以很容易控制线程的启动、执行和关闭过程,还可以很容易使用线程池的特 性。
Executor 是 java5 下的一个多任务并发执行框架(Doug Lea),可以建立一个类似数据库连接池的线程池来执行任务。
执行过程分为两步:
1、创建任务
任务就是一个实现了Runnable接口的类。如TestThreadB 类
2、执行任务
通过java.util.concurrent.ExecutorService接口对象来执行任务。该接口对象通过工具类java.util.concurrent.Executors的静态方法来创建。
Executors此包中所定义的 Executor、ExecutorService、ScheduledExecutorService、ThreadFactory 和 Callable 类的工厂和实用方法。
比如,创建一个ExecutorService的实例,ExecutorService实际上是一个线程池的管理工具:
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
execute(Runnable对象)方法,其实就是对Runnable对象调用start()方法
当将一个任务添加到线程池中的时候,线程池会为每个任务创建一个线程,该线程会在之后的某个时刻自动执行。
代码示例:
public class TestThread
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
// 创建一个单线程执行程序
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
// 将任务添加到线程去执行
executorService.execute(new TestThreadB());
// 关闭执行服务对象
executorService.shutdown();
}
catch (Exception e)
{
}
}
}