多线程专题

 JVM内存解析

多线程专题_第1张图片

 

线程:虚拟机栈 和 程序计数器 每个线程各自有一套(独立)

进程:堆 和 方法区 是一个进程一份( 共享方法区和堆 )

       一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间它们从同一堆中分配对象,可以

访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资 源可能就会带来安全的隐患。

 

 一个Java应用程序java.exe,其实至少有三个线程:main()主线程,gc()

垃圾回收线程,异常处理线程。当然如果发生异常,会影响主线程。

 

并行:多个CPU同时执行多个任务。比如:多个人同时做不同的事。

并发:一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如:秒杀、多个人做同一件事。

 

使用多线程的优点

背景:以单核CPU为例,只使用单个线程先后完成多个任务(调用多个方 法),肯定比用多个线程来完成用的时间更短,(多花费线程切换时间)

为何仍需多线程呢?

多线程程序的优点:

1. 提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义,可增强用户体验。

2. 提高计算机系统CPU的利用率

3. 改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程,独立运行,利于理解和 修改

 

何时需要多线程

程序需要同时执行两个或多个任务。

程序需要实现一些需要等待的任务时,如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等。

需要一些后台运行的程序时

 

/*
* 多线程的创建,

方式一:继承于Thread类

* 1. 创建一个继承于Thread类的子类
* 2. 重写Thread类的run() --> 将此线程执行的操作声明在run()中
* 3. 创建Thread类的子类的对象
* 4. 通过此对象调用start()
//问题一:我们不能通过直接调用run()的方式启动线程。
//问题二:再启动一个线程,遍历100以内的偶数。不可以还让已经start()的线程去执行。会报IllegalThreadStateExcep
//创建Thread类的匿名子类的方式
new Thread(){
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);

}
}
}
}.start();

* 测试Thread中的常用方法:
* 1. start():启动当前线程;调用当前线程的run()
* 2. run(): 通常需要重写Thread类中的此方法,将创建的线程要执行的操作声明在此方法中
* 3. currentThread():静态方法,返回执行当前代码的线程
* 4. getName():获取当前线程的名字
* 5. setName():设置当前线程的名字 还可以通过构造器设置线程的名字
* 6. yield():释放当前cpu的执行权 加逻辑加操作(可能仍然被释放的抢到)
* 7. join():在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态,直到线程b完全执行完以后,线程a才
* 结束阻塞状态。
* 8. stop():已过时。当执行此方法时,强制结束当前线程。
* 9. sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内,当前
* 线程是阻塞状态。sleep出现异常,只能用try解决 不能通过抛异常 因为父类run没有抛异常
* 10. isAlive():判断当前线程是否存活 run方法执行完,就死亡
*
* 线程的优先级:
* 1.
* MAX_PRIORITY:10
* MIN _PRIORITY:1
* NORM_PRIORITY:5 -->默认优先级
* 2.如何获取和设置当前线程的优先级:
* getPriority():获取线程的优先级
* setPriority(int p):设置线程的优先级

start() 之前设置
*   说明:高优先级的线程要抢占低优先级线程cpu的执行权。但是只是从概率上讲,高优先级的线程高概率的情况下
* 被执行。并不意味着只有当高优先级的线程执行完以后,低优先级的线程才执行。
*
 
 
/**
* 创建多线程的方式二:实现Runnable接口
* 1. 创建一个实现了Runnable接口的类
* 2. 实现类去实现Runnable中的抽象方法:run()
* 3. 创建实现类的对象
* 4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread类的对象
* 5. 通过Thread类的对象调用start()
*
*
* 比较创建线程的两种方式。
* 开发中:优先选择:实现Runnable接口的方式
* 原因:1. 实现的方式没有类的单继承性的局限性
* 2. 实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况。
*
* 联系:public class Thread implements Runnable
* 相同点:两种方式都需要重写run(),将线程要执行的逻辑声明在run()中。
*
 
//1. 创建一个实现了Runnable接口的类
//2. 实现类去实现Runnable中的抽象方法:run()
//3. 创建实现类的对象
//4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread类的对象
//5. 通过Thread类的对象调用start():① 启动线程 ②调用当前线程的run()-->调用了Runnable类型的target的run()


Thread.currentThread().getName()(继承)与getName()(实现)

实现时不同流程只需要传入同一个对象(对象内的数据共享)线程共享数据
 
 

Java中的线程分为两类:一种是守护线程,一种是用户线程。

 它们在几乎每个方面都是相同的,唯一的区别是判断JVM何时离开。

 守护线程是用来服务用户线程的,通过在start()方法前调用 thread.setDaemon(true)可以把一个用户线程变成一个守护线程。

 Java垃圾回收就是一个典型的守护线程。

 若JVM中都是守护线程,当前JVM将退出。

 形象理解:兔死狗烹,鸟尽弓藏

 

多线程专题_第2张图片

 

/**
* 例子:创建三个窗口卖票,总票数为100张.使用实现Runnable接口的方式
*
* 1.问题:卖票过程中,出现了重票、错票 -->出现了线程的安全问题
* 2.问题出现的原因:当某个线程操作车票的过程中,尚未操作完成时,其他线程参与进来,也操作车票。
* 3.如何解决:当一个线程a在操作ticket的时候,其他线程不能参与进来。直到线程a操作完ticket时,其他
* 线程才可以开始操作ticket。这种情况即使线程a出现了阻塞,也不能被改变。
*
*
* 4.在Java中,我们通过同步机制,来解决线程的安全问题。
*
* 方式一:同步代码块
*
* synchronized(同步监视器){
* //需要被同步的代码
*
* }
* 说明:1.操作共享数据的代码,即为需要被同步的代码。 -->不能包含代码多了,也不能包含代码少了。
* 2.共享数据:多个线程共同操作的变量。比如:ticket就是共享数据。
* 3.同步监视器,俗称:锁。任何一个类的对象,都可以充当锁。
* 要求:多个线程必须要共用同一把锁。
*
* 补充:在实现Runnable接口创建多线程的方式中,我们可以考虑使用this充当同步监视器。
* 方式二:同步方法。
* 如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中,我们不妨将此方法声明同步的。
*
*
* 5.同步的方式,解决了线程的安全问题。---好处
* 操作同步代码时,只能有一个线程参与,其他线程等待。相当于是一个单线程的过程,效率低。 ---局限性
*

/**
* 使用同步代码块解决继承Thread类的方式的线程安全问题
*
* 例子:创建三个窗口卖票,总票数为100张.使用继承Thread类的方式
   加同步代码块,同步监视器保证唯一 加static

*
* 说明:在继承Thread类创建多线程的方式中,慎用this充当同步监视器,考虑使用当前类充当同步监视器。(类只会加载一次)


有同步问题:有共享数据 共享数据是谁 操作共享数据的代码 同步监视器

保证唯一 加static

实现Runnable

解决:

方式一:同步代码块
*
*   synchronized(同步监视器){
*     //需要被同步的代码
*
*   }

在实现Runnable接口创建多线程的方式中,我们可以考虑使用this充当同步监视器。

方式二:同步方法。
*
*     如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中,我们不妨将此方法声明同步的。

private synchronized void show(){//同步监视器:this
      //synchronized (this){}
      }

继承Thread类的方式

使用同步代码块解决
synchronized (W.class){//Class clazz = Win.class,Win.class只会加载一次
//错误的方式:this代表着t1,t2,t3三个对象
// synchronized (this){}
}

使用同步方法处理
private static synchronized void show(){//同步监视器:Window4.class
//private synchronized void show(){ //同步监视器:t1,t2,t3。此种解决方式是错误的}
}

 

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