java多线程-你需要了解的一切

线程 - 介绍

定义

一个基本的CPU执行单元 & 程序执行流的最小单元

• 比进程更小的可独立运行的基本单位，可理解为：轻量级进程
• 组成：线程ID + 程序计数器 + 寄存器集合 + 堆栈
• 注：线程自己不拥有系统资源，与其他线程共享进程所拥有的全部资源。

作用

减少程序在并发执行时所付出的时空开销，提高操作系统的并发性能。

状态说明

拥有类似于进程的就绪、阻塞、运行3种基本状态，具体如下图：

线程分类

线程主要分为：守护线程、非守护线程（用户线程）

守护线程

• 定义：守护用户线程的线程，即在程序运行时为其他线程提供一种通用服务
• 常见：如 垃圾回收线程
• 设置方式：thread.setDaemon(true)；//设置该线程为守护线程

非守护线程（用户线程）
主要包括：主线程 & 子线程。
a. 主线程（UI线程）

• 定义：Android系统在程序启动时会自动启动一条主线程
• 作用：处理四大组件与用户进行交互的事情（如UI、界面交互相关）

注：因为用户随时会与界面发生交互，因此主线程任何时候都必须保持很高的响应速度，所以主线程不允许进行耗时操作，否则会出现ANR

b. 子线程（工作线程）

• 定义：手动创建的线程
• 作用：耗时的操作（网络请求、I/O操作等）

守护线程 与 非守护线程的区别

区别：虚拟机是否已退出：

• 当所有用户线程结束时，因为没有守护的必要，所以守护线程也会终止，虚拟机也同样退出；
• 反过来，只要任何用户线程还在运行，守护线程就不会终止，虚拟机就不会退出

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线程优先级

表示

线程优先级分为10个级别，分别用Thread类常量表示。

// 譬如：
Thread.MIN_PRIORITY // 优先级1
Thread.MAX_PRIORITY // 优先级10

设置

通过方法setPriority(int grade)进行优先级设置
默认线程优先级是5，即 Thread.NORM_PRIORITY

多线程 - 介绍

定义

多个线程同时进行，即多个任务同时进行

其实，计算机任何特定时刻只能执行一个任务；
多线程只是一种错觉：只是因为JVM快速调度资源来轮换线程，使得线程不断轮流执行，所以看起来好像在同时执行多个任务而已

作用

Android官方声明：在多线程编程时有两大原则：

• 不要阻塞UI线程（即主线程）：单线程会导致主线程阻塞，然后出现ANR错误：主线程被阻塞超过5s则会出现错误
• 不要在UI线程之外更新UI组件

所以，我们需要多线程（1个主线程+x个工作线程）来解决上述两个问题：

• 将耗时任务放在工作线程中进行

对应原则：不要阻塞UI线程（即主线程），即当我们有耗时的任务，如果在UI线程中执行，那就会阻塞UI线程了，必须要抛到工作线程中去执行；

• 将更新UI组件放在主线程中进行

对应原则：不要在UI线程之外访问UI组件，即更新UI组件时，一定得在UI线程里执行，故需要在工作线程中执行的任务结果返回到UI线程中去更新组件

应用场景

• 将耗时任务从主线程抛到工作线程中进行
• 将更新UI组件任务从工作线程抛到主线程中进行

实现方式

Android多线程实现方式包括：

线程调度-调度方式

• 当系统存在大量线程时，系统会通过时间片轮转的方式调度线程，因此线程不可能做到绝对的并发
• 处于就绪状态（Runnable）的线程都会进入到线程队列中等待CPU资源

同一时刻在线程队列中可能有很多个

• 在采用时间片的系统中，每个线程都有机会获得CPU的资源以便进行自身的线程操作；当线程使用CPU资源的时间到后，即时线程没有完成自己的全部操作，JVM也会中断当前线程的执行，把CPU资源的使用权切换给下一个队列中等待的线程。

被中断的线程将等待CPU资源的下一次轮回，然后从中断处继续执行

线程调度 - 调度优先级

Java虚拟机（JVM）中的线程调度器负责管理线程，并根据以下规则进行调度：

1. 根据线程优先级（高-低），将CPU资源分配给各线程
2. 具备相同优先级的线程以轮流的方式获取CPU资源

优先级调度思想：

• 存在A、B、C、D四个线程，其中：A和B的优先级高于C和D（A、B同级，C、D同级）
• 那么JVM将先以轮流的方式调度A、B，直到A、B线程死亡，再以轮流的方式调度C、D

线程同步

定义

当线程A使用同步方法A时，其他线程必须等到线程A使用完同步方法A后才能使用

线程联合

• 定义：线程A在占有CPU资源期间，通过调用join()方法中断自身线程执行，然后运行联合它的线程B，直到线程B执行完毕后线程A再重新排队等待CPU资源，这个过程称为线程A联合线程B
• 线程A联合线程B，即在线程A的执行操作里定义：

进程 - 介绍

定义:是进程实体的运行过程 & 系统进行资源分配和调度的一个独立单位
作用: 使多个程序可 并发执行，以提高系统的资源利用率和吞吐量
进程状态说明（前三个为基础状态）

就绪状态：进程缺少的资源 = 处理机，只要获得处理机资源立即执行
等待状态：指 进程缺少其他资源（除了处理机） / 等待某一事件

状态转换

线程与进程的区别

单/多进程、单/多线程的区别

假设：进程 = 桌子，单线程 = 1个人吃饭

单进程、单线程：一个人在一个桌子上吃饭
单进程、多线程：多个人在同一个桌子上一起吃饭
多进程、单线程：多个人每个人在自己的桌子上吃饭

总结：

以上讲解了多线程的基本概念。下篇带你探究多线程更多奥秘~