线程与进程
- 进程
是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间**
- 线程
（1） 是进程中的一个执行路径，共享一个内存空间，线程之间可以自由切换，并发执行. 一个进程最少 有一个线程。
（2）线程实际上是在进程基础之上的进一步划分，一个进程启动之后，里面的若干执行路径又可以划分 成若干个线程。
- 线程的六种状态
- 初始(NEW)：新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
- 运行(RUNNABLE)：Java线程中将就绪（ready）和运行中（running）两种状态笼统的称为“运行”。 线程对象创建后，其他线程(比如main线程）调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池 中，等待被线程调度选中，获取CPU的使用权，此时处于就绪状态（ready）。就绪状态的线程在获得CPU时间片后 变为运行中状态（running）。
- 阻塞(BLOCKED)：表示线程阻塞于锁。
- 等待(WAITING)：进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）。
- 超时等待(TIMED_WAITING)：该状态不同于WAITING，它可以在指定的时间后自行返回。
- 终止(TERMINATED)：表示该线程已经执行完毕。
线程调度
1.分时调度
所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。
2.抢占式调度
优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为抢占式调度。CPU使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核新而言，某个时刻，只能执行一个线程，而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快，看上去就是 在同一时刻运行。 其实，多线程程序并不能提高程序的运行速度，但能够提高程序运行效率，让CPU的 使用率更高。
同步与异步
-
同步:排队执行 , 效率低但是安全.
-
异步:同时执行 , 效率高但是数据不安全.
并发与并行
-
并发：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。
-
并行：指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。
Runnable 与 Callable
接口定义
//Callable接口
public interface Callable<V> {
V call() throws Exception;
}
//Runnable接口
public interface Runnable {
public abstract void run();
}`
Callable使用步骤
Runnable 与 Callable的相同点
-
都是接口
-
都可以编写多线程程序
-
都采用Thread.start()启动线程
Runnable 与 Callable的不同点
-
Runnable没有返回值；Callable可以返回执行结果
-
Callable接口的call()允许抛出异常；Runnable的run()不能抛出
-
Callable获取返回值
-
Callalble接口支持返回执行结果，需要调用FutureTask.get()得到，此方法会阻塞主进程的继续往下执 行，如果不调用不会阻塞。
接口定义
//Callable接口
public interface Callable<V> {
V call() throws Exception;
}
//Runnable接口
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
1. 编写类实现Callable接口 , 实现call方法
class XXX implements Callable<T> {
@Override
public <T> call() throws Exception {
return T;
}
}
2. 创建FutureTask对象 , 并传入第一步编写的Callable类对象
FutureTask<Integer> future = new FutureTask<>(callable);
3. 通过Thread,启动线程
new Thread(future).start();
Runnable 与 Callable的相同点
-
都是接口
-
都可以编写多线程程序
-
都采用Thread.start()启动线程
Runnable 与 Callable的不同点
- Runnable没有返回值；Callable可以返回执行结果
- Callable接口的call()允许抛出异常；Runnable的run()不能抛出
Callable获取返回值
Callalble接口支持返回执行结果，需要调用FutureTask.get()得到，此方法会阻塞主进程的继续往下执 行，如果不调用不会阻塞。
线程池 Executors
线程池的好处
- 降低资源消耗。
- 提高响应速度。
- 提高线程的可管理性。
Java中的四种线程池 . ExecutorService
1. 缓存线程池
/**
* 缓存线程池.
* (长度无限制)
* 执行流程:
* 1. 判断线程池是否存在空闲线程
* 2. 存在则使用
* 3. 不存在,则创建线程 并放入线程池, 然后使用
*/
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
//向线程池中 加入 新的任务
service.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程的名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
});
service.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程的名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
});
service.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程的名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
});
2. 定长线程池
/**
* 定长线程池.
* (长度是指定的数值)
* 执行流程:
3. 单线程线程池
4. 周期性任务定长线程池
* 1. 判断线程池是否存在空闲线程
* 2. 存在则使用
* 3. 不存在空闲线程,且线程池未满的情况下,则创建线程 并放入线程池, 然后使用
* 4. 不存在空闲线程,且线程池已满的情况下,则等待线程池存在空闲线程
*/
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);
service.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程的名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
});
service.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程的名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
});
3. 单线程线程池
效果与定长线程池 创建时传入数值1 效果一致.
/**
* 单线程线程池.
* 执行流程:
* 1. 判断线程池 的那个线程 是否空闲
* 2. 空闲则使用
* 4. 不空闲,则等待 池中的单个线程空闲后 使用
*/
ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();
service.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程的名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
});
service.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程的名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
});
4. 周期性任务定长线程池
public static void main(String[] args) {
/**
* 周期任务 定长线程池.
* 执行流程:
* 1. 判断线程池是否存在空闲线程
* 2. 存在则使用
* 3. 不存在空闲线程,且线程池未满的情况下,则创建线程 并放入线程池, 然后使用
* 4. 不存在空闲线程,且线程池已满的情况下,则等待线程池存在空闲线程
*
* 周期性任务执行时:
* 定时执行, 当某个时机触发时, 自动执行某任务 .
*/
ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(2);
/**
* 定时执行
* 参数1. runnable类型的任务
* 参数2. 时长数字
* 参数3. 时长数字的单位
*/
/*service.schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("俩人相视一笑~ 嘿嘿嘿");
}
},5,TimeUnit.SECONDS);
*/
/**
* 周期执行
* 参数1. runnable类型的任务
* 参数2. 时长数字(延迟执行的时长)
* 参数3. 周期时长(每次执行的间隔时间)
* 参数4. 时长数字的单位
*/
service.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("俩人相视一笑~ 嘿嘿嘿");
}
},5,2,TimeUnit.SECONDS);
}
多线程通信问题之生产者和消费者
概念
是一个典型的多线程通信问题，当生产者生产时，消费者进行休眠；当生产者结束生产，唤醒消费者进行消费，生产者休眠。
在线程调用的类中需要使用同步方法关键字synchronized，这是为了防止两个线程同时使用方法，调用同一个对象中的属性。
package com.java.demo;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class Demo4 {
/**
* 多线程通信问题, 生产者与消费者问题
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
Food f = new Food();
new Cook(f).start();
new Waiter(f).start();
}
//厨师
static class Cook extends Thread{
private Food f;
public Cook(Food f) {
this.f = f;
}
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<100;i++){
if(i%2==0){
f.setNameAndSaste("老干妈小米粥","香辣味");
}else{
f.setNameAndSaste("煎饼果子","甜辣味");
}
}
}
}
//服务生
static class Waiter extends Thread{
private Food f;
public Waiter(Food f) {
this.f = f;
}
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<100;i++){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
f.get();
}
}
}
//食物
static class Food{
private String name;
private String taste;
//true 表示可以生产
private boolean flag = true;
/*
需要加关键字的原因在于：
厨师和服务员两个线程调用Food，如果不限制同步方法，厨师会在没有盘子的情况下开始做饭，并导致出错
*/
public synchronized void setNameAndSaste(String name,String taste){
if(flag) {
this.name = name;
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.taste = taste;
flag = false;
this.notifyAll();
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public synchronized void get(){
if(!flag) {
System.out.println("服务员端走的菜的名称是:" + name + ",味道:" + taste);
flag = true;
this.notifyAll();
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
