线程

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线程的基本概念

并行和并发

• 并行：多个CPU核心同时工作，处理不同的任务。
• 并发：多个任务交替使用 CPU 核心工作，以提高 CPU 利用率。

进程和线程

进程 Processor

程序的一次执行。由操作系统创建并分配资源，执行一个单独的任务。

进程是系统进行资源分配和调度的独立单位，每个进程都有自己的内存空间和系统资源。进程内所有线程共享堆存储空间，保存程序中定义的对象和常量池。

Windows系统中，每个运行的 Java 程序都是一个独立的进程。

线程 Thread

进程内的执行单元，不分配单独的资源，执行一个单独的子任务。

线程是进程内调度和分派的基本单位，共享进程资源。每个线程有自己的独立的栈存储空间，保存线程执行的方法以及基本类型的数据。

运行的 Java 程序内含至少一个主线程 main ，用户可以在 Java 程序中自定义并调用多个线程。 JVM 垃圾回收线程也是一个独立的线程。

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线程的运行状态

线程除创建状态 New 和结束状态 Terminate 外，主要有以下几种运行状态：

运行

(Running) CPU 正在执行线程。

就绪

(Runnable) 线程一切就绪，等待 CPU 执行。

运行/就绪状态 统称为可运行状态 Runnable。 Java 程序中，线程在 运行/就绪状态 之间的切换由 JVM 自动调度，开发者无法获知。线程之间的调度采用分优先级多队列时间片轮转算法。进程在执行完 CPU 时间片切换到就绪状态之前会先保存自己的状态，下次进入运行状态时再重新加载。

阻塞

(Blocked) 线程因缺少其他资源，比如请求资源被上锁而暂停执行。在获得资源后进入就绪状态。

等待

(Waitting) 线程接受了等待指令，释放资源暂停执行。在超时/接受唤醒指令后进入就绪状态。

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Thread 类

Thread 类是系统自带的线程类，实现了 Runnable 接口。

线程定义

Runnable 接口内唯一声明了 run 方法，由 Thread 类实现。开发者在 run 方法中定义运行时线程将要执行的功能，线程开启后由 JVM 自动调用并执行。如果开发者主动调用 run 方法，只会当作普通方法执行。

开发者可以通过以下两种方式自定义线程类：

1. 继承 Thread 类，重写 run 方法。

public class MyThread extends Thread {
   @Override
   public void run() {
       System.out.println(Thread.currentThread().getName());
   }
}Copy to clipboardErrorCopied

1. 实现 Runnable 接口，实现 run 方法。推荐使用，避免了单继承的局限性。

public class MyThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}Copy to clipboardErrorCopied

线程启动

Thread 类定义了 start 方法。调用 start 方法后，系统会开启一个新线程进入就绪状态：由 JVM 会自动对线程进行调度，在运行时调用并执行线程的 run 方法。一个线程只能启动一次。

1. 如果自定义线程类继承 Thread 类，直接启动。

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
       MyThread t1 = new MyThread();
       MyThread t2 = new MyThread("ThreadName");
       t1.start();
       t2.start();
   }
}Copy to clipboardErrorCopied

1. 如果自定义线程类实现 Runnable 接口，则需要借助 Thread 类启动线程。

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
       MyThread mythread = new MyThread();
       Thread t1 = new Thread(mythread);                   // 由系统指定默认线程名 Thread-X
       Thread t2 = new Thread(mythread, "ThreadName");     // 开发者自定义线程名 
       t1.start();
       t2.start();
   }
}Copy to clipboardErrorCopied

同时定义和启动线程

通过匿名内部类方式，我们可以实现同时定义和启动线程的简洁写法。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new Runnable(){
            public void run(){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            }
        }).start();
    }
}

// Lambda 表达式简写一

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        }).start();
    }
}

// Lambda 表达式简写二

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
       Test test = new test();
       Thread t = new Thread(test::method);         
       t.start();
   }
}

class Test {
   public void method() {
       System.out.println(Thread.currentThread().getName());
   }
}Copy to clipboardErrorCopied