【Java学习】多线程、线程的创建、生命周期、多线程同步

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前言

在我们日常使用的应用程序中，不同的程序块是可以同时运行的，这种多个程序块同时运行的现象称作并发执行。多线程是指一个应用程序中有多条并发执行的线索，每条线索都被称作一个线程，它们会交替执行，彼此间可进行通信。
本文将对Java多线程的一些基础知识进行介绍！

正文

一、概念

（1）进程

在一个操作系统中，每个独立执行的程序都可称为一个进程，也就是“正在运行的程序”。
进程并不是同时运行的，是因为CPU能在极短的时间内在不同的进程之间进行切换，看起来像是在同时运行。

（2）线程

在一个进程中，可以有多个执行单元同时运行，这些执行单元可以看作程序执行的一条条线索，被称为线程。
同进程一样，由CPU轮流执行，并不是同时执行的。

二、线程的创建

（1）Thread类

public class Example01 {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        MyThread myThread = new MyThread();     //创建线程MyThread的线程对象
        myThread.start();                       //开启线程
        while (true) {
                               //通过死循环打印输出语句
            System.out.println("main()方法在运行");
        }
    }
}
class MyThread extends Thread{
     
    @Override
    public void run() {
     
        while (true){
                                //通过死循环语句打印输出
            System.out.println("MyThread类的run()方法在运行");
        }
    }
}

（2）Runnable接口

public class Example02 {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        MyThread myThread = new MyThread();     //创建MyThread的实例对象
        Thread thread = new Thread(myThread);   //创建线程对象
        thread.start();                         //开启线程，执行线程中的run()方法
        while (true){
     
            System.out.println("main()方法在运行");
        }
    }
}
class MyThread implements Runnable{
     
    @Override
    public void run() {
             //线程的代码段，调用start()方法时，线程从此处开始执行
        while (true){
     
            System.out.println("MyThread类的run()方法在运行");
        }
    }
}

（3）Runnable接口的好处

• 适合多个相同程序代码的线程去处理同一个资源的情况，把线程同程序代码、数据有效的分离，很好地体现了面向对象的设计思想。
• 可以避免由于Java单继承带来的局限性。

三、线程的生命周期

（1）新建状态（New）

创建线程对象后，该线程对象就处于新建状态；
此时不能运行，仅仅由Java虚拟机为它分配了内存。

（2）就绪状态（Runnable）

当线程对象调用了 start() 方法 后，该线程就进入了就绪状态；（又称，可运行状态）
此时的线程位于可运行池中，等待着系统的调度。

（3）运行状态（Running）

当处于就绪状态的线程获得了CPU使用权，开始执行 run() 方法中的线程执行体，则该线程处于运行状态；
只有处于就绪状态的线程才可能转换到运行状态。

（4）阻塞状态（Blocked）

当正在执行的线程在某些情况下，会放弃CPU的使用权，进入阻塞状态；
线程从阻塞状态只能进入就绪状态，不能直接进入运行状态；
结束阻塞状态的线程，需要重新进入可运行池中，等待系统的调度。

（5）死亡状态（Terminated）

run() 方法执行完毕；
未捕获的异常 Exception；
错误 Error。

四、线程的调度

（1）分类

①分时调度模型

平均分配每个线程占用的CPU的时间片

②抢占式调度模型（Java虚拟机默认）

让优先级高的线程有限占用CPU，优先级相同的随机选择一个占用。

（2）优先级

1.数字

用1-10之间的整数表示，数字越大，优先级越高。

2.静态常量

Thread类的静态常量	功能描述
static int MAX_PRIORITY	最高优先级，10
staitc int MIN_PRIORITY	最低优先级，1
static int NORM_PRIORITY	普通优先级，5

（3）休眠

• sleep(long millis) 静态方法
• 可以使正在执行的线程暂停一段时间，进入休眠等待状态。
• sleep(long millis) 方法声明抛出 InterruptedException 异常，因此在调用该方法时应该捕获异常，或者声明抛出该异常。
• sleep() 是静态方法，只能控制当前正在运行的线程休眠，不能控制其他线程。
• 休眠结束，线程返回就绪状态。

（4）线程让步

• yield(）方法
• 可使当前线程暂停。
• 该方法不会阻塞该线程，只是将线程转换成就绪状态，让系统的调度器重新调度一次。
• 调用该方法后，只有与当前线程优先级相同或更高的线程，才能获得执行的机会。

（5）线程插队

• join()方法
• 调用该方法的线程，会“插队”优先执行。

五、多线程同步

（1）同步代码块

1.定义

• 当多个线程使用同一个共享资源时，可以将处理共享资源的代码放置在一个代码块中，使用 synchronized 关键字修饰。
• 为了解决线程安全问题。

2.语法格式

synchronized(lock){
     
	操作共享资源代码块	
}

lock： 锁对象
解析：
1.当线程执行同步代码块时，首先检查锁对象的标志位，默认情况下标志位为1，此时线程会执行同步代码块，同时将锁对象的标志位置为0。
2.当一个新的线程执行到这段同步代码块时，由于锁对象的标志位为0，新线程会发生阻塞，等待当前线程执行完同步代码块后，锁对象的标志位被置为1，县线程才能进入同步代码块执行其中的代码。
3.重复过程，直到共享资源被处理完为止。

3.缺点

线程在执行同步代码时每次都会判断锁的状态，非常消耗资源，效率较低。

（2）同步方法

1.定义

• 使用 synchronized 关键字修饰的方法，称为同步方法。
• 被 synchronized 修饰的方法在某一时刻只允许一个线程访问，访问该方法的其他线程都会发生阻塞，直到当前线程访问完毕后，其他线程才有机会执行方法。

2.语法格式

synchronized 返回值类型 方法名([参数1，……]) {
     }

（3）死锁

两个线程都需要对方所占用的锁，但都无法释放自己所拥有的锁，于是这两个线程都处于了挂起的状态，从而造成死锁。

结语

以上就是Java多线程的介绍啦，欢迎交流~共同进步！

附上导图：