day12-多线程
day12-多线程
一、多线程常用方法
下面我们演示一下getName()
、setName(String name)
、currentThread()
、sleep(long time)
这些方法的使用效果。
public class MyThread extends Thread{
public MyThread(){
}
public MyThread(String name){
super(name); //1.执行父类Thread(String name)构造器,为当前线程设置名字了
}
@Override
public void run() {
//2.currentThread() 哪个线程执行它,它就会得到哪个线程对象。
Thread t = Thread.currentThread();
for (int i = 1; i <= 3; i++) {
//3.getName() 获取线程名称
System.out.println(t.getName() + "输出:" + i);
}
}
}
再测试类中,创建线程对象,并启动线程
public class ThreadTest1 {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new MyThread();
t1.setName(String name) //设置线程名称;
t1.start();
System.out.println(t1.getName()); //Thread-0
Thread t2 = new MyThread("2号线程");
// t2.setName("2号线程");
t2.start();
System.out.println(t2.getName()); // Thread-1
// 主线程对象的名字
// 哪个线程执行它,它就会得到哪个线程对象。
Thread m = Thread.currentThread();
m.setName("最牛的线程");
System.out.println(m.getName()); // main
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
System.out.println(m.getName() + "线程输出:" + i);
}
}
}
执行上面代码,效果如下图所示,我们发现每一条线程都有自己了名字了。
最后再演示一下join这个方法是什么效果。
public class ThreadTest2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// join方法作用:让当前调用这个方法的线程先执行完。
Thread t1 = new MyThread("1号线程");
t1.start();
t1.join();
Thread t2 = new MyThread("2号线程");
t2.start();
t2.join();
Thread t3 = new MyThread("3号线程");
t3.start();
t3.join();
}
}
执行效果是1号线程先执行完,再执行2号线程;2号线程执行完,再执行3号线程;3号线程执行完就结束了。
我们再尝试,把join()方法去掉,再看执行效果。此时你会发现2号线程没有执行完1号线程就执行了**(效果是多次运行才出现的,根据个人电脑而异,可能有同学半天也出现不了也是正常的)**
二、线程安全问题
各位小伙伴,前面我们已经学习了如何创建线程,以及线程的常用方法。接下来,我们要学习一个在实际开发过程中,使用线程时最重要的一个问题,叫线程安全问题。
2.1 线程安全问题概述
- 首先,什么是线程安全问题呢?
线程安全问题指的是,多个线程同时操作同一个共享资源的时候,可能会出现业务安全问题。
下面通过一个取钱的案例给同学们演示一下。案例需求如下
场景:小明和小红是一对夫妻,他们有一个共享账户,余额是10万元,小红和小明同时来取钱,并且2人各自都在取钱10万元,可能出现什么问题呢?
如下图所示,小明和小红假设都是一个线程,本类每个线程都应该执行完三步操作,才算是完成的取钱的操作。但是真实执行过程可能是下面这样子的
① 小红线程只执行了判断余额是否足够(条件为true),然后CPU的执行权就被小明线程抢走了。
② 小明线程也执行了判断了余额是否足够(条件也是true), 然后CPU执行权又被小明线程抢走了。
③ 小明线程由于刚才已经判断余额是否足够了,直接执行第2步,吐出了10万元钱,此时共享账户月为0。然后CPU执行权又被小红线程抢走。
④ 小红线程由于刚刚也已经判断余额是否足够了,直接执行第2步,吐出了10万元钱,此时共享账户月为-10万。
你会发现,在这个取钱案例中,两个人把共享账户的钱都取了10万,但问题是只有10万块钱啊!!!
以上取钱案例中的问题,就是线程安全问题的一种体现。
2.2 线程安全问题的代码演示
先定义一个共享的账户类
public class Account {
private String cardId; // 卡号
private double money; // 余额。
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
// 小明 小红同时过来的
public void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱?
String name = Thread.currentThread().getName();
// 1、判断余额是否足够
if(this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后,余额剩余:" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱:余额不足~");
}
}
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
}
在定义一个是取钱的线程类
public class DrawThread extends Thread{
private Account acc;
public DrawThread(Account acc, String name){
super(name);
this.acc = acc;
}
@Override
public void run() {
// 取钱(小明,小红)
acc.drawMoney(100000);
}
}
最后,再写一个测试类,在测试类中创建两个线程对象
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 1、创建一个账户对象,代表两个人的共享账户。
Account acc = new Account("ICBC-110", 100000);
// 2、创建两个线程,分别代表小明 小红,再去同一个账户对象中取钱10万。
new DrawThread(acc, "小明").start(); // 小明
new DrawThread(acc, "小红").start(); // 小红
}
}
运行程序,执行效果如下。你会发现两个人都取了10万块钱,余额为-10完了。
2.3 线程同步方案
为了解决前面的线程安全问题,我们可以使用线程同步思想。同步最常见的方案就是加锁,意思是每次只允许一个线程加锁,加锁后才能进入访问,访问完毕后自动释放锁,然后其他线程才能再加锁进来。
等小红线程执行完了,把余额改为0,出去了就会释放锁。这时小明线程就可以加锁进来执行,如下图所示。
采用加锁的方案,就可以解决前面两个线程都取10万块钱的问题。怎么加锁呢?Java提供了三种方案
1.同步代码块
2.同步方法
3.Lock锁
2.4 同步代码块
我们先来学习同步代码块。它的作用就是把访问共享数据的代码锁起来,以此保证线程安全。
//锁对象:必须是一个唯一的对象(同一个地址)
synchronized(锁对象){
//...访问共享数据的代码...
}
使用同步代码块,来解决前面代码里面的线程安全问题。我们只需要修改DrawThread类中的代码即可。
// 小明 小红线程同时过来的
public void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱?
String name = Thread.currentThread().getName();
// 1、判断余额是否足够
// this正好代表共享资源!
synchronized (this) {
if(this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后,余额剩余:" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱:余额不足~");
}
}
}
此时再运行测试类,观察是否会出现不合理的情况。
最后,再给同学们说一下锁对象如何选择的问题
1.建议把共享资源作为锁对象, 不要将随便无关的对象当做锁对象
2.对于实例方法,建议使用this作为锁对象
3.对于静态方法,建议把类的字节码(类名.class)当做锁对象
2.5 同步方法
接下来,学习同步方法解决线程安全问题。其实同步方法,就是把整个方法给锁住,一个线程调用这个方法,另一个线程调用的时候就执行不了,只有等上一个线程调用结束,下一个线程调用才能继续执行。
// 同步方法
public synchronized void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱?
String name = Thread.currentThread().getName();
// 1、判断余额是否足够
if(this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后,余额剩余:" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱:余额不足~");
}
}
改完之后,再次运行测试类,观察是否会出现不合理的情况。
接着,再问同学们一个问题,同步方法有没有锁对象?锁对象是谁?
同步方法也是有锁对象,只不过这个锁对象没有显示的写出来而已。
1.对于实例方法,锁对象其实是this(也就是方法的调用者)
2.对于静态方法,锁对象时类的字节码对象(类名.class)
最终,总结一下同步代码块和同步方法有什么区别?
1.不存在哪个好与不好,只是一个锁住的范围大,一个范围小
2.同步方法是将方法中所有的代码锁住
3.同步代码块是将方法中的部分代码锁住
2.6 Lock锁
接下来,我们再来学习一种,线程安全问题的解决办法,叫做Lock锁。
Lock锁是JDK5版本专门提供的一种锁对象,通过这个锁对象的方法来达到加锁,和释放锁的目的,使用起来更加灵活。格式如下
1.首先在成员变量位子,需要创建一个Lock接口的实现类对象(这个对象就是锁对象)
private final Lock lk = new ReentrantLock();
2.在需要上锁的地方加入下面的代码
lk.lock(); // 加锁
//...中间是被锁住的代码...
lk.unlock(); // 解锁
使用Lock锁改写前面DrawThread中取钱的方法,代码如下
// 创建了一个锁对象
private final Lock lk = new ReentrantLock();
public void drawMoney(double money) {
// 先搞清楚是谁来取钱?
String name = Thread.currentThread().getName();
try {
lk.lock(); // 加锁
// 1、判断余额是否足够
if(this.money >= money){
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!");
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱后,余额剩余:" + this.money);
}else {
System.out.println(name + "来取钱:余额不足~");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lk.unlock(); // 解锁
}
}
}
运行程序结果,观察是否有线程安全问题。到此三种解决线程安全问题的办法我们就学习完了。
三、线程通信(了解)
接下来,我们学习一下线程通信。
首先,什么是线程通信呢?
- 当多个线程共同操作共享资源时,线程间通过某种方式互相告知自己的状态,以相互协调,避免无效的资源挣抢。
线程通信的常见模式:是生产者与消费者模型
生产者线程负责生成数据
消费者线程负责消费生产者生成的数据
注意:生产者生产完数据后应该让自己等待,通知其他消费者消费;消费者消费完数据之后应该让自己等待,同时通知生产者生成。
例如: 子线程打印i循环,主线程打印j循环
不使用等待唤醒机制: 结果是主线程和子线程随机交替打印输出----->没有规律
使用等待唤醒机制: 结果就要有规律的打印输出
- 打印1次i循环,然后打印1次j循环....依次循环打印输出....---->有规律
- 如何实现:
- 子线程打印1次i循环,然后唤醒主线程来执行, 就进入无限等待
- 主线程打印1次j循环,然后唤醒子线程来执行,就进入无限等待
- 子线程打印1次i循环,然后唤醒主线程来执行,就进入无限等待
- 主线程打印1次j循环,然后唤醒子线程来执行,就进入无限等待
- ....
如何实现等待唤醒机制:
1.使用锁对象调用wait()方法进入无限等待
2.使用锁对象调用notify()方法唤醒线程
3.调用wait(),notify()方法的锁对象要一致
案例: 主线程和子线程有规律的交替打印输出
public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { synchronized (Test.lock) { if (Test.flag == false){ // 无限等待 try { Test.lock.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } if (Test.flag == true) { System.out.println("子线程i的值是:" + i); Test.lock.notify(); Test.flag = false; } } } } } public class Test { // 锁对象 public static Object lock = new Object(); // 开关变量---旗帜变量 public static boolean flag = false;// true: 子线程执行 false: 主线程执行 public static void main(String[] args) { // 需求: 主线程和子线程有规律的交替打印输出 // 创建并启动子线程 new MyThread().start(); // 主线程的任务 for (int j = 0; j < 100; j++) { synchronized (lock) { if (flag == true){ // 无限等待 try { Test.lock.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } if (flag == false) { System.out.println("主线程j的值是:" + j); lock.notify(); flag = true; } } } // 结果: // j-i-j-i-j-i-j.... } }
分析等待唤醒机制程序的执行
- 1.不管是否使用等待唤醒机制,线程的调度都是抢占式
- 2.线程进入无限等待,线程就会释放锁,cpu,也不会再去争夺
- 3.唤醒其他线程,当前唤醒线程是不会释放锁,cpu的
- 4.无限等待线程被唤醒,拿到锁对象后,会从进入无限等待的位置继续往下执行
等待唤醒案例
需求
等待唤醒机制其实就是经典的“生产者与消费者”的问题。
就拿生产包子消费包子来说等待唤醒机制如何有效利用资源:
分析
包子铺线程生产包子,生产完了,包子就有了,唤醒吃货线程来吃包子,然后包子铺线程进入无限等待;
吃货线程吃包子,吃完了,包子就没有了,唤醒包子铺线程来生产包子,然后吃货线程进入无限等待;
包子铺线程生产包子,生产完了,包子就有了,唤醒吃货线程来吃包子,然后包子铺线程进入无限等待;
吃货线程吃包子,吃完了,包子就没有了,唤醒包子铺线程来生产包子,然后吃货线程进入无限等待;
.....
包子类:
状态--->false:没有包子,ture:有包子
馅儿
包子铺线程:
包子有了,进入无限等待
包子没有了,执行代码(生产包子),唤醒其他线程,修改旗帜变量
吃货线程:
包子没有了,进入无限等待
包子有了,执行代码(吃包子),唤醒其他线程,修改旗帜变量
实现
包子类
public class BaoZi { private String xian;// 馅儿 private boolean flag;// 是否存在 public BaoZi() { } public BaoZi(String xian, boolean flag) { this.xian = xian; this.flag = flag; } public String getXian() { return xian; } public void setXian(String xian) { this.xian = xian; } public boolean isFlag() { return flag; } public void setFlag(boolean flag) { this.flag = flag; } @Override public String toString() { return "BaoZi{" + "xian='" + xian + '\'' + ", flag=" + flag + '}'; } }
包子铺线程
package com.itheima.demo8_线程通信案例2; public class BaoZiPuThread extends Thread{ BaoZi bz; public BaoZiPuThread(BaoZi bz) { this.bz = bz; } @Override public void run() { while (true) { synchronized (bz){ // 如果开关变量的值为true,那么生产线程就得无限等待 if (bz.isFlag()){ try { bz.wait();// 无限等待--释放锁和cpu } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 如果为false,生产就要执行 if (bz.isFlag() == false){ // 生产包子 System.out.println("包子铺线程: 开始做包子..."); bz.setXian("猪肉馅"); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("包子铺线程: 包子做好了,吃货快来吃包子..."); // 修改包子的状态 bz.setFlag(true); // 唤醒吃货来吃包子 bz.notify(); } } } } }
吃货线程
package com.itheima.demo8_线程通信案例2; public class ChiHuoThread extends Thread{ BaoZi bz; public ChiHuoThread(BaoZi bz) { this.bz = bz; } @Override public void run() { while (true) { synchronized (bz){ // 如果开关变量的值为false,那么吃货线程就得无限等待 if (bz.isFlag() == false){ try { bz.wait();// 无限等待--释放锁和cpu } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 如果为true,吃货线程就要执行 if (bz.isFlag()){ // 吃包子 System.out.println("吃货线程: 开始吃包子..."); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("吃货线程: "+bz.getXian()+"的包子真好吃,包子吃完了,包子铺线程快来做包子..."); // 修改包子的状态 bz.setFlag(false); // 唤醒包子铺线程来做包子 bz.notify(); } } } } }
测试类
package com.itheima.demo8_线程通信案例2; public class Test { public static void main(String[] args) { /* 规律执行: 生产线程生产1个包子,吃货线程吃1个包子 分析: 生产线程生产1个包子,进入等待,唤醒吃货线程来吃包子 吃货线程吃1个包子,进入等待,唤醒线程生产线程来生产包子 设计: 设计一个开关变量,用来作为生产线程和吃货线程线程是否执行的标志 实现: 1.设计一个boolean类型的开关变量,true表示吃货线程执行,false表示生产线程执行 2.如果开关变量的值为true,那么生产线程就得无限等待,如果为false,生产就要执行 2.如果开关变量的值为false,那么吃货线程就得无限等待,如果为true,吃货线程就要执行 */ BaoZi bz = new BaoZi(); BaoZiPuThread baoZiPuThread = new BaoZiPuThread(bz); ChiHuoThread chiHuoThread = new ChiHuoThread(bz); baoZiPuThread.start(); chiHuoThread.start(); } }
四、线程池
4.1 线程池概述
各位小伙伴,接下来我们学习一下线程池技术。先认识一下什么是线程池技术? 其实,线程池就是一个可以复用线程的技术。
要理解什么是线程复用技术,我们先得看一下不使用线程池会有什么问题,理解了这些问题之后,我们在解释线程复用同学们就好理解了。
假设:用户每次发起一个请求给后台,后台就创建一个新的线程来处理,下次新的任务过来肯定也会创建新的线程,如果用户量非常大,创建的线程也讲越来越多。然而,创建线程是开销很大的,并且请求过多时,会严重影响系统性能。
而使用线程池,就可以解决上面的问题。如下图所示,线程池内部会有一个容器,存储几个核心线程,假设有3个核心线程,这3个核心线程可以处理3个任务。
但是任务总有被执行完的时候,假设第1个线程的任务执行完了,那么第1个线程就空闲下来了,有新的任务时,空闲下来的第1个线程可以去执行其他任务。依此内推,这3个线程可以不断的复用,也可以执行很多个任务。
所以,线程池就是一个线程复用技术,它可以提高线程的利用率。
4.2 创建线程池
在JDK5版本中提供了代表线程池的接口ExecutorService,而这个接口下有一个实现类叫ThreadPoolExecutor类,使用ThreadPoolExecutor类就可以用来创建线程池对象。
下面是它的构造器,参数比较多,不要怕,干就完了_。
接下来,用这7个参数的构造器来创建线程池的对象。代码如下
ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
3, //核心线程数有3个
5, //最大线程数有5个。 临时线程数=最大线程数-核心线程数=5-3=2
8, //临时线程存活的时间8秒。 意思是临时线程8秒没有任务执行,就会被销毁掉。
TimeUnit.SECONDS,//时间单位(秒)
new ArrayBlockingQueue<>(4), //任务阻塞队列,没有来得及执行的任务在,任务队列中等待
Executors.defaultThreadFactory(), //用于创建线程的工厂对象
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() //拒绝策略
);
关于线程池,我们需要注意下面的两个问题
临时线程什么时候创建?
新任务提交时,发现核心线程都在忙、任务队列满了、并且还可以创建临时线程,此时会创建临时线程。
什么时候开始拒绝新的任务?
核心线程和临时线程都在忙、任务队列也满了、新任务过来时才会开始拒绝任务。
4.3 线程池执行Runnable任务
创建好线程池之后,接下来我们就可以使用线程池执行任务了。线程池执行的任务可以有两种,一种是Runnable任务;一种是callable任务。下面的execute方法可以用来执行Runnable任务。
先准备一个线程任务类
public class MyRunnable implements Runnable{
@Override
public void run() {
// 任务是干啥的?
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ==> 输出666~~");
//为了模拟线程一直在执行,这里睡久一点
try {
Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
下面是执行Runnable任务的代码,注意阅读注释,对照着前面的7个参数理解。
ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
3, //核心线程数有3个
5, //最大线程数有5个。 临时线程数=最大线程数-核心线程数=5-3=2
8, //临时线程存活的时间8秒。 意思是临时线程8秒没有任务执行,就会被销毁掉。
TimeUnit.SECONDS,//时间单位(秒)
new ArrayBlockingQueue<>(4), //任务阻塞队列,没有来得及执行的任务在,任务队列中等待
Executors.defaultThreadFactory(), //用于创建线程的工厂对象
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() //拒绝策略
);
Runnable target = new MyRunnable();
pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程,自动处理这个任务,自动执行的!
pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程,自动处理这个任务,自动执行的!
pool.execute(target); // 线程池会自动创建一个新线程,自动处理这个任务,自动执行的!
//下面4个任务在任务队列里排队
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
//下面2个任务,会被临时线程的创建时机了
pool.execute(target);
pool.execute(target);
// 到了新任务的拒绝时机了!
pool.execute(target);
执行上面的代码,结果输出如下
4.4 线程池执行Callable任务
接下来,我们学习使用线程池执行Callable任务。callable任务相对于Runnable任务来说,就是多了一个返回值。
执行Callable任务需要用到下面的submit方法
先准备一个Callable线程任务
public class MyCallable implements Callable<String> {
private int n;
public MyCallable(int n) {
this.n = n;
}
// 2、重写call方法
@Override
public String call() throws Exception {
// 描述线程的任务,返回线程执行返回后的结果。
// 需求:求1-n的和返回。
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
sum += i;
}
return Thread.currentThread().getName() + "求出了1-" + n + "的和是:" + sum;
}
}
再准备一个测试类,在测试类中创建线程池,并执行callable任务。
public class ThreadPoolTest2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1、通过ThreadPoolExecutor创建一个线程池对象。
ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
3,
5,
8,
TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(4),
Executors.defaultThreadFactory(),
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
// 2、使用线程处理Callable任务。
Future<String> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));
Future<String> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));
Future<String> f3 = pool.submit(new MyCallable(300));
Future<String> f4 = pool.submit(new MyCallable(400));
// 3、执行完Callable任务后,需要获取返回结果。
System.out.println(f1.get());
System.out.println(f2.get());
System.out.println(f3.get());
System.out.println(f4.get());
}
}
执行后,结果如下图所示
4.5 线程池工具类(Executors)
有同学可能会觉得前面创建线程池的代码参数太多、记不住,有没有快捷的创建线程池的方法呢?有的。Java为开发者提供了一个创建线程池的工具类,叫做Executors,它提供了方法可以创建各种不能特点的线程池。如下图所示
接下来,我们演示一下创建固定线程数量的线程池。这几个方法用得不多,所以这里不做过多演示,同学们了解一下就行了。
public class ThreadPoolTest3 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1、通过Executors创建一个线程池对象。
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(17);
// 老师:核心线程数量到底配置多少呢???
// 计算密集型的任务:核心线程数量 = CPU的核数 + 1
// IO密集型的任务:核心线程数量 = CPU核数 * 2
// 2、使用线程处理Callable任务。
Future<String> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));
Future<String> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));
Future<String> f3 = pool.submit(new MyCallable(300));
Future<String> f4 = pool.submit(new MyCallable(400));
System.out.println(f1.get());
System.out.println(f2.get());
System.out.println(f3.get());
System.out.println(f4.get());
}
}
Executors创建线程池这么好用,为什么不推荐同学们使用呢?原因在这里:看下图,这是《阿里巴巴Java开发手册》提供的强制规范要求。
五、补充知识
最后,我们再补充几个概念性的知识点,同学们知道这些概念什么意思就可以了。
5.1 并发和并行
先学习第一个补充知识点,并发和并行。在讲解并发和并行的含义之前,我们先来了解一下什么是进程、线程?
- 正常运行的程序(软件)就是一个独立的进程
- 线程是属于进程,一个进程中包含多个线程
- 进程中的线程其实并发和并行同时存在(继续往下看)
我们可以打开系统的任务管理器看看(快捷键:Ctrl+Shfit+Esc),自己的电脑上目前有哪些进程。
知道了什么是进程和线程之后,接着我们再来学习并发和并行的含义。
首先,来学习一下什么是并发?
进程中的线程由CPU负责调度执行,但是CPU同时处理线程的数量是优先的,为了保证全部线程都能执行到,CPU采用轮询机制为系统的每个线程服务,由于CPU切换的速度很快,给我们的感觉这些线程在同时执行,这就是并发。(简单记:并发就是多条线程交替执行)
接下,再来学习一下什么是并行?
并行指的是,多个线程同时被CPU调度执行。如下图所示,多个CPU核心在执行多条线程
最后一个问题,多线程到底是并发还是并行呢?
其实多个线程在我们的电脑上执行,并发和并行是同时存在的。
5.2 线程的生命周期
接下来,我们学习最后一个有关线程的知识点,叫做线程的生命周期。所谓生命周期就是线程从生到死的过程中间有哪些状态,以及这些状态之间是怎么切换的。
为了让大家同好的理解线程的生命周期,先用人的生命周期举个例子,人从生到死有下面的几个过程。在人的生命周期过程中,各种状态之间可能会有切换,线程也是一样的。
接下来就来学习线程的生命周期。在Thread类中有一个嵌套的枚举类叫Thread.Status,这里面定义了线程的6中状态。如下图所示
NEW: 新建状态,线程还没有启动
RUNNABLE: 可以运行状态,线程调用了start()方法后处于这个状态
BLOCKED: 锁阻塞状态,没有获取到锁处于这个状态
WAITING: 无限等待状态,线程执行时被调用了wait方法处于这个状态
TIMED_WAITING: 计时等待状态,线程执行时被调用了sleep(毫秒)或者wait(毫秒)方法处于这个状态
TERMINATED: 终止状态, 线程执行完毕或者遇到异常时,处于这个状态。
这几种状态之间切换关系如下图所示
总结
必须练习:
1.课堂代码中: demo1_Thread类常用方法
2.取钱案例演示线程安全问题
3.使用同步代码块解决取钱案例的线程安全问题
4.使用同步方法解决取钱案例的线程安全问题
5.使用Lock锁解决取钱案例的线程安全问题
6.上厕所案例---研究同步方法的锁对象
7.包子案例----难度
8.通过ThreadPoolExecutor创建线程池,执行Runnable任务
9.通过ThreadPoolExecutor创建线程池,执行Callable任务
10.通过Executors工具类创建一些不同特点的线程池,执行任务
11.绘制线程六种状态相互切换的图