Java多线程:概念

文章目录

    • Java多线程
      • 1.进程
        • 进程的概念:
        • 进程的特征:
      • 2.线程
          • 线程适用范围
          • 线程特点
      • 3.线程与进程区别
      • 4.线程的同步
        • 原理
        • 线程属性
          • 线程体
          • 线程状态
        • 线程的基本操作
        • 线程生命周期
        • 幽灵线程
        • 线程组

Java多线程

1.进程

进程: 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。

进程的概念:

  • 进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间,一般情况下,包括文本区域、数据区域和堆栈。
  • 进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体,只有处理器赋予程序生命时,它才能成为一个活动的实体。我们称其为“进程”。

进程的特征:

  • 动态性:进程是动态产生、动态消亡。进程的实质是程序在多道程序系统中的一次执行过程
  • 并发性:任何进程都可以同其他进程一起并发执行
  • 独立性:进程是一个独立运行的基本单位,同时也是系统分配资源和调度的独立单位
  • 异步性:由于进程间相互制约,使进程具有执行的间断性,即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进
  • 结构特征:进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。

进程的状态分为:就绪、运行、阻塞三种。

2.线程

线程:是操作系统能到进行运算调度的最小单位。它被包含在进程中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程执行不同的任务。

  • 线程是独立调度和分派的基本单位。线程可以作为操作系统内核调度的内核线程

  • 同一进程中的多条线程竞共享该进程中全部系统资源。

  • 一个进程可以有很多线程,每条线程并行执行不同的任务。

线程适用范围
  • 服务器中的文件管理或通信控制
  • 前后台处理
  • 异步处理
线程特点
  • 轻型实体:线程的实体包括程序、数据和TCB。线程是动态概念,它的动态特性由线程控制块TCB(Thread Control Block)描述
  • 独立调度和分派的基本单位
  • 可并发性
  • 共享进程资源

3.线程与进程区别

  • 地址空间和其他资源:进程间相互独立,同一进程的各线程间共享。
  • 通信:进程间通信IPC,线程可以直接读写进程数据段来通信—需要进程同步和互斥的辅助,以保证数据的一致性。
  • 调度和切换:线程上下文比进程上下文切换要快的多。
  • 在多线程OS中,进程不是一个可执行的实体。

4.线程的同步

对于同步,在具体的java代码中需要完成以下两个操作:

  • 把竞争访问的资源标识为private
  • 同步修改哪些变量的代码,使用synchronized关键字同步方法或代码。

sychronized关键字使用说明synchronized只能标记非抽象方法,不能标识成员变量

原理

线程是进程中实体,一个进程可以拥有多个线程,一个线程必须有一个父进程。线程不拥有系统资源,只有运行必须的一些数据结构;它与符进程的其它线程共享所拥有的全部资源。线程可以创建、撤销,从而实现程序的并发执行。一般,线程具有就绪、阻塞和运行三种基本状态

线程属性

为了正确有效使用线程,必须理解线程的各个方面。必须知道如何提供线程体、线程的生命周期、实时系统如何调度线程、线程组、什么是幽灵线程。

线程体
  • 继承Thread类中的run()方法
  • 实现Runnable接口的类中run()方法
  • run()方法内的代码实现所产生线程的行为,它是线程的主要部分
线程状态

Java多线程:概念_第1张图片

  • 新线程(New Thread):产生一个Thread对象就生成一个新线程。仅仅是一个空线程对象,还没有分配系统资源。因此只能启动或者终止它。

  • 可运行态(Runnable): start() 方法产生线程所必须的资源,调度线程执行,并且调用线程的run()方法

  • 阻塞/非运行态(Not Runnable):

    • suspend()方法调用
    • sleep方法调用
    • 线程使用wait()来等待条件变量
    • 线程处于I/O请求等待
  • 死亡态(Dead): run() 方法返回或者别的线程调用stop()方法,线程进入死亡转态。

线程的基本操作

  • 派生:线程在进程内派生出来
  • 阻塞:如果一个线程在执行过程中需要等待某个事件发生,则被阻塞
  • 激活:如果阻塞线程的事件发生,则该线程被激活并进入就绪队列
  • 调度:选择一个就绪线程进入执行状态
  • 结束:如果一个线程执行结束,它的寄存器上下文以及堆栈内容等将被释放

线程生命周期

Java多线程:概念_第2张图片

幽灵线程

任何一个java线程都能成为幽灵线程,它是作为运行于同一进程内的对象和线程的服务提供者。

幽灵线程是应用中典型的独立线程。它为同一应用中的其他对象提供服务。幽灵线程中的run()方法一般都是无限循环,等待服务请求。

线程组

每个java线程都是某个线程组的成员。线程组提供一种机制,使得多个线程集于一个对象内,能对他们实行整体操作。

当线程产生时,可以指定线程组或由实时系统将其放入某个缺省的线程组内。线程只能属于一个线程组,并且当线程产生后不能改变它所属的线程组。

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