多线程介绍及详解

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(1)解释下多线程:

首先,什么是线程,线程是程序的执行路径,或者可以说是程序的控制单元。 

一个进程可能包含一个或多个线程,当一个进程存在多条执行路径时,就可以将该执行方式称为多线程。 

线程的执行方式大致可分为就绪(wait),执行(run),阻塞(block)三个状态,而三个状态的转换实质上是在抢夺cpu资源过程中造成的,正常情况下cpu资源不会被线程独自占用,因此多个线程在运行中相互抢夺资源,造成线程在上述的三个状态之间不断的相互转换。而这也是多线程的执行方式。

 

(2)创建线程的三种方法(掌握前面两种)

1.继承Thread类,重写父类run()方法

2.实现runnable接口

3.使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程(JDK5.0以后)


(3)多线程同步机制。

在需要同步的方法的方法签名中加入synchronized关键字。

使用synchronized块对需要进行同步的代码段进行同步。

使用JDK 5中提供的java.util.concurrent.lock包中的Lock对象。

一段synchronized的代码被一个线程执行之前,他要先拿到执行这段代码的权限,在 java里边就是拿到某个同步对象的锁(一个对象只有一把锁); 如果这个时候同步对象的锁被其他线程拿走了,他(这个线程)就只能等了(线程阻塞在锁池等待队列中)。 取到锁后,他就开始执行同步代码(被synchronized修饰的代码);线程执行完同步代码后马上就把锁还给同步对象,其他在锁池中等待的某个线程就可以拿到锁执行同步代码了。这样就保证了同步代码在同一时刻只有一个线程在执行。

 

(4)线程的几种可用状态(生命周期)

线程在执行过程中,可以处于下面几种状态:

就绪(Runnable):线程准备运行,不一定立马就能开始执行。

运行中(Running):进程正在执行线程的代码。

等待中(Waiting):线程处于阻塞的状态,等待外部的处理结束。

睡眠中(Sleeping):线程被强制睡眠。

I/O阻塞(Blocked on I/O):等待I/O操作完成。

同步阻塞(Blocked on Synchronization):等待获取锁。

死亡(Dead):线程完成了执行。

 

(5)线程锁对象详解:

多线程可以同时运行多个任务

但是当多个线程同时访问共享数据时,可能导致数据不同步,甚至错误!

so,不使用线程锁, 可能导致错误

应用场景:

I/O密集型操作 需要资源保持同步 

优缺点:

优点:保证资源同步 

缺点:有等待肯定会慢

扩展(死锁与递归锁)

如果多个线程要调用多个对象,而A线程调用A锁占用了A对象,B线程调用了B锁占用了B对象,A线程不能调用B对象,B线程不能调用A对象,于是一直等待。这就造成了线程“死锁”。

Threading模块中,也有一个类,RLock,称之为可重入锁。该锁对象内部维护着一个Lock和一个counter对象。counter对象记录了acquire的次数,使得资源可以被多次require。最后,当所有RLock被release后,其他线程才能获取资源。在同一个线程中,RLock.acquire可以被多次调用,利用该特性,可以解决部分死锁问题。

就是把 lock=threading.Lock()改成lock = threading.RLock();