Java多線程基礎(chǔ)

一、什么是進(jìn)程與線程？

進(jìn)程

當(dāng)我們雙擊運(yùn)行電腦程序的時候，操作系統(tǒng)就會為其創(chuàng)建一個進(jìn)程，這個進(jìn)程就是來維護(hù)這個程序在電腦內(nèi)存上運(yùn)行的狀態(tài)（從雙擊運(yùn)行到點(diǎn)擊關(guān)閉期間）線程是操作系統(tǒng)分配資源的基本單位

為什么要有進(jìn)程

進(jìn)程的出現(xiàn)就是因?yàn)槲覀兊膯魏薈PU發(fā)展到了瓶頸了，這時就出現(xiàn)了多核CPU，而進(jìn)程也是為了更加充分的利用多核CPU的資源**（并行+并發(fā)）**，但是每個進(jìn)程的創(chuàng)建與銷毀，消耗了太多的資源，所以就以進(jìn)程為基礎(chǔ)，剝離出來了線程的概念

并行與并發(fā)

并行：一個CPU以時間片輪轉(zhuǎn)的方式依次執(zhí)行每個線程，某一段時間宏觀來看，就像是多個線程一同執(zhí)行一樣

并發(fā)：多個線程在同一個時間點(diǎn)同時運(yùn)行

線程

線程是從進(jìn)程中剝離出來的，因此，一個進(jìn)程是可以剝離出多個線程的，而進(jìn)程是操作系統(tǒng)分配資源的基本單位，所以這多個線程就會公用該進(jìn)程的資源，因此線程的創(chuàng)建與銷毀是比進(jìn)程的消耗更小了，從而提升了并發(fā)編程的效率

雖然線程相對于進(jìn)程的消耗已經(jīng)減少了許多，可是在有的場景下，就是需要頻繁創(chuàng)建與銷毀線程，這時線程的消耗也起來了，所以 Java 進(jìn)入了 線程池的概念

線程是操作系統(tǒng)隨機(jī)調(diào)度的基本單位

主要應(yīng)用場景

1. 計算密集型應(yīng)用，為了能在多處理器系統(tǒng)上運(yùn)行，將計算分解到多個線程中實(shí)現(xiàn)
2. I/O 密集型，多線程可以充分利用CPU，在執(zhí)行IO操作的時候（需要等待），讓線程去干點(diǎn)別的事情

二、線程和進(jìn)程的區(qū)別【重點(diǎn)】

1. 進(jìn)程包含線程，線程是在進(jìn)程內(nèi)部的
2. 每個進(jìn)程都有自己獨(dú)立的虛擬地址空間，也有自己獨(dú)立的文件描述符表；同一個進(jìn)程的多個線程之間，則共用這一份虛擬地址空間和文件描述符表
3. 進(jìn)程是操作系統(tǒng)中資源分配的基本單位。線程是操作系統(tǒng)中調(diào)度執(zhí)行的基本單位
4. 多個進(jìn)程同時運(yùn)行時，如果一個進(jìn)程掛了，一般不會影響別的進(jìn)程；而同一個進(jìn)程里面的多個線程之間，如果一個線程掛了，很可能把整個進(jìn)程帶走了，當(dāng)前進(jìn)程的其他線程也就沒了

三、線程的創(chuàng)建方式【重點(diǎn)】

1. 繼承Thread類

class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {while (true) {System.out.println("Hello thread");}}
}public class Demo1 {public static void main(String[] args) {Thread thread = new MyThread();thread.start();while (true) {System.out.println("Hello main");}}// 直接匿名內(nèi)部類也可以public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(){@Overridepublic void run() {System.out.println("hello thread");}};thread.start();System.out.println("hello main");}
}

2. 實(shí)現(xiàn)Runnable接口

class MyRunable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("hello thread");}
}public class Demo2 {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(new MyRunable());thread.start();System.out.println("hello main");}
}

3. lambda 表達(dá)式

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

四、Thread的常見屬性

屬性	獲取方法
ID	getId()
名稱	getName()
狀態(tài)	getState()
優(yōu)先級	getPriority()
是否有后臺線程	isDaemon()
是否存活	isAlive()
是否被中斷	isInterrupted()

👁?🗨?說明：

ID：是線程的唯一標(biāo)識，多個線程不能重復(fù) （這里能獲取的就是JVM中的ID標(biāo)識，而操作系統(tǒng)內(nèi)部也有一個ID）
名稱：是線程的名稱（方便程序員調(diào)試的時候查看）
狀態(tài)：表示線程所處的情況（JVM中的狀態(tài)，一共6種，往下看）
優(yōu)先級：理論來說，優(yōu)先級高的線程優(yōu)先被調(diào)度到（它是一個數(shù)值來表示的，數(shù)值越小，優(yōu)先級越高）
后臺線程：JVM會在一個進(jìn)程的所有非后臺線程結(jié)束后，才會結(jié)束運(yùn)行
是否存活：簡單理解為run方法是否運(yùn)行結(jié)束
線程中斷：是否要提前截至 run 方法

線程中斷

兩種中斷機(jī)制：1. 自己定義一個 flag 標(biāo)志位，來控制；2. Thread提供的一個靜態(tài)方法

自己定義一個標(biāo)志位

// 自定義標(biāo)志位來控制線程是否結(jié)束
public class Demo7 {// 用一個布爾變量表示線程是否要結(jié)束private static boolean isQuit = false;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t = new Thread(() -> {while (!isQuit) {System.out.println("線程運(yùn)行中……");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("線程執(zhí)行結(jié)束");});t.start();// 5秒鐘后，中斷線程Thread.sleep(5000);isQuit = true;}
}

Thread類提供的靜態(tài)方法

調(diào)用 interrupt() 來實(shí)現(xiàn)中斷，會產(chǎn)生兩種情況：

1. 若當(dāng)前線程處于非堵塞狀態(tài)，那么程序就會修改內(nèi)置的標(biāo)志位
2. 若當(dāng)前線程處于堵塞狀態(tài)，inerrupt()的調(diào)用就會讓線程中的sleep拋異常，然后被catch捕獲，然后我們自己決定退不退出

public class Demo8 {public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(() -> {// Thread.currentThread() 獲取當(dāng)前線程的引用while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {System.out.println("線程運(yùn)行中");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();// [1] 立即退出
//                    break;// [2] 稍后退出try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException ex) {
//                        ex.printStackTrace();// 處理退出前的任務(wù)break;}}}System.out.println("線程結(jié)束");});t.start();// 調(diào)用 interrupt() 會產(chǎn)生兩種效果：// 1. 若當(dāng)前線程處于非堵塞狀態(tài)，那么程序就會修改內(nèi)置的標(biāo)志位// 2. 若當(dāng)前線程處于堵塞狀態(tài)，interrupt()的調(diào)用就會讓線程中的sleep拋異常，然后被catch捕獲，然后我們自己決定退不退出t.interrupt();}
}

線程的狀態(tài)

1. NEW：線程創(chuàng)建好了，但是還未執(zhí)行 start 方法，也就是還沒把該線程加到 PCB 隊列中，參與調(diào)度
2. TERMINATED：run 方法體執(zhí)行完畢，但是程序還沒結(jié)束（thread 變量還未銷毀）
3. RUNNABLE：調(diào)用了 start 方法后的狀態(tài)，可能在 CPU上運(yùn)行，也可能在就緒隊列中等待調(diào)度上CPU
4. BLOCKED：當(dāng)前線程在等待鎖，導(dǎo)致阻塞
5. WAITING：當(dāng)前線程在等待喚醒，導(dǎo)致阻塞（wait 操作）
6. TIMED_WARNING：當(dāng)前線程在一定時間內(nèi)阻塞（sleep，join操作）