java多线程-你需要了解的一切

java多线程详解

  • 线程 - 介绍
    • 定义
    • 作用
    • 状态说明
    • 线程分类
      • 守护线程
    • 守护线程 与 非守护线程的区别
  • 线程优先级
    • 表示
    • 设置
  • 多线程 - 介绍
    • 定义
    • 作用
  • 应用场景
    • 实现方式
    • 线程调度-调度方式
    • 线程调度 - 调度优先级
      • 优先级调度思想:
  • 线程同步
    • 定义
  • 线程联合
  • 进程 - 介绍
    • 状态转换
  • 线程与进程的区别
    • 单/多进程、单/多线程的区别
  • 总结:

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:
java多线程-你需要了解的一切_第1张图片

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

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:
java多线程-你需要了解的一切_第2张图片

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)
java多线程-你需要了解的一切_第3张图片

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

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线程与进程的区别

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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~

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