Java多线程Thread VS Runnable详解

进程与线程

进程是程序在处理机中的一次运行。一个进程既包括其所要执行的指令,也包括了执行指令所需的系统资源,不同进程所占用的系统资源相对独立。所以进程是重量级的任务,它们之间的通信和转换都需要操作系统付出较大的开销。

线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源,但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。所以线程是轻量级的任务,它们之间的通信和转换只需要较小的系统开销。

Java支持多线程编程,因此用Java编写的应用程序可以同时执行多个任务。Java的多线程机制使用起来非常方便,用户只需关注程序细节的实现,而不用担心后台的多任务系统。

Java语言里,线程表现为线程类。Thread线程类封装了所有需要的线程操作控制。在设计程序时,必须很清晰地区分开线程对象和运行线程,可以将线程对象看作是运行线程的控制面板。在线程对象里有很多方法来控制一个线程是否运行,睡眠,挂起或停止。线程类是控制线程行为的唯一的手段。一旦一个Java程序启动后,就已经有一个线程在运行。可通过调用Thread.currentThread方法来查看当前运行的是哪一个线程。

线程创建的两种方法

JAVA中创建线程可以通过继承Thread类和实现Runnable接口来创建一个线程。Runnable方式可以避免Thread 方式由于JAVA单继承特性带来的缺陷。Runnable的代码可以被多个线程(Thread实例)共享,适合于多个线程处理同一资源的情况。

  • 继承Thread类
class MyThread extends Thread{
    .....
    @Override
    public void run(){

    }

}

MyThread mt=new MyThread();
mt.start();
  • 实现Runnable接口
class MyThread implements Runnable{
    ....
    @Override
    public void run(){

    }
}

MyThread mt=new MyThread();
Thread td=new Thread(mt);
sd.start();

Thread&Runnable分别模拟卖火车票

  • Thread方式
class MyThread extends Thread
{
    private int ticketsCont=5; //一共有5张火车票

    private String name; //窗口, 也即是线程的名字

    public MyThread(String name){
        this.name=name;
    }

    @Override
    public void run(){
        
        while(ticketsCont>0){
            ticketsCont--; //如果还有票,就卖掉一张票
            System.out.println(name+"卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticketsCont);
        }
        
    }
}

public class TicketsThread
{
    public static void main(String args[]){
        
        //创建三个线程,模拟三个窗口卖票
        MyThread mt1=new MyThread("窗口1");
        MyThread mt2=new MyThread("窗口2");
        MyThread mt3=new MyThread("窗口3");

        //启动三个线程,也即是窗口,开始卖票
        mt1.start();
        mt2.start();
        mt3.start();

    }
}
  • Runnable方式
class MyThread2 implements Runnable
{
    private int ticketsCont=1000; //一共有5张火车票
    
    @Override
    public void run(){
        
            
            while(true){
                 synchronized(this){
                    if(ticketsCont<=0){
                        break;
                    }
                    ticketsCont--; //如果还有票,就卖掉一张票
                    
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticketsCont);
                    
                    /*try{
                        Thread.sleep(50);  //通过阻塞程序来查看效果
                    }
                    catch(Exception e){
                        System.out.println(e);
                    }*/

                }
            }
        
    }



    /*@Override  //不加同步锁
    public void run(){
        while(ticketsCont>0){
            ticketsCont--; //如果还有票,就卖掉一张票
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖掉了1张票,剩余票数为:"+ticketsCont);
        }
    }*/
}

public class TicketsRunnable
{
    public static void main(String args[]){
        
        MyThread2 mt=new MyThread2();
        //创建三个线程来模拟三个售票窗口
        Thread th1=new Thread(mt,"窗口1");
        Thread th2=new Thread(mt,"窗口2");
        Thread th3=new Thread(mt,"窗口3");

        //启动三个线程,也即是三个窗口,开始卖票
        th1.start();
        th2.start();
        th3.start();
        

    }
}

线程的生命周期

  • 创建:新建一个线程对象,如Thread thd=new Thread()
  • 就绪:创建了线程对象后,调用了线程的start()方法(此时线程知识进入了线程队列,等待获取CPU服务 ,具备了运行的条件,但并不一定已经开始运行了)
  • 运行:处于就绪状态的线程,一旦获取了CPU资源,便进入到运行状态,开始执行run()方法里面的逻辑
  • 终止:线程的run()方法执行完毕,或者线程调用了stop()方法,线程便进入终止状态
  • 阻塞:一个正在执行的线程在某些情况系,由于某种原因而暂时让出了CPU资源,暂停了自己的执行,便进入了阻塞状态,如调用了sleep()方法

线程的分类

  • 用户线程:运行在前台,执行具有的任务程序的主线程,连接网络的子线程等都是用户线程
  • 守护线程:运行在后头,为其他前台线程服务。一旦所有用户线程都结束运行,守护线程会随JVM一起结束工作。可以通过调用Thread类的setDaemon(true)方法来设置当前的线程为守护线程,该方法必须在start()方法之前调用,否则会抛出 IllegalThreadStateException异常。在守护线程中产生的新线程也是守护线程。不是所有的任务都可以分配给守护线程来执行,比如读写操作或者计算逻辑。

守护线程测试案例

场景:一个主线程,一个守护线程,守护线程会在很长一段时间内向本地文件中写入数据,主线程进入阻塞状态等待用户的输入,一旦确认了用户的输入阻塞就会解除掉,主线程继续运行直到结束,守护线程也会随虚拟机一同结束。

import java.io.*;
import java.util.Scanner;

class Daemon  implements Runnable
{
    @Override
    public void run(){
        System.out.println("进入守护线程");
        try{
            writeToFile();
        }
        catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("退出守护线程");
    }


    private void writeToFile() throws Exception{
            File filename=new File("F:/慕课网(imooc)/细说多线程之Thread VS Runnable/daemon.txt");
            OutputStream os=new FileOutputStream(filename,true);
            int count=0;
            while(count<999){
                os.write(("\r\nword"+count).getBytes());
                System.out.println("守护线程"+Thread.currentThread().getName()+"向文件中写入word"+count++);
                Thread.sleep(1000);
            }
    }
}

public class DaemonThreadDemo
{
    public static void main(String args[]){
        System.out.println("进入主线程"+Thread.currentThread().getName());
        Daemon daemonThread=new Daemon();
        Thread thread =new Thread(daemonThread);
        thread.setDaemon(true);
        thread.start();

        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        sc.next();

        System.out.println("退出主线程"+Thread.currentThread().getName());

        
    }
}

测试结果

使用jstack生成线程快照

jstack工具到jdk安装目录bin文件夹下。jstack能生成JVM当前时刻线程的快照(threaddump, 即当前进程中所有线程的信息)。帮助定位程序问题出现的原因,如长时间停顿、CPU占用率过高等。

使用方法

jstack [-l] <pid> : [-l]可有可无,表示关于锁的二位信息;<pid>表示进程ID。

总结

建议使用Runnable这种方式创建线程。 程序中的同一资源指的是同一个Runnable对象。安全的卖票程序中需要加入同步synchronized。

我有一个微信公众号,经常会分享一些Java技术相关的干货。如果你喜欢我的分享,可以用微信搜索“Java团长”或者“javatuanzhang”关注。

原创声明,本文系作者授权云+社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏Python小白进阶之旅

线程和进程全面使用,3分钟了解GIL,多线程进程竟然更慢

可能由于公众号内markdown可能会出现排版错误,可以在有道云查看:http://note.youdao.com/noteshare?id=4d32e4861...

591
来自专栏三丰SanFeng

Linux同步机制(二) - 条件变量,信号量,文件锁,栅栏

1 条件变量 条件变量是一种同步机制,允许线程挂起,直到共享数据上的某些条件得到满足。 1.1 相关函数  #include <pthread.h>  pth...

27010
来自专栏ImportSource

并发编程-用锁来保护状态

由于锁机制可以让他保护起来的代码片段始终被串行访问。也就是一个访问完了,再由下一个来访问。我们可以利用锁的这种特点,来约定一些协议,来对共享的状态进行独占访问。...

3165
来自专栏北京马哥教育

十分钟带你了解 Python3 多线程核心知识

每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。 每个线程都有他自...

2485
来自专栏码匠的流水账

聊聊storm的CustomStreamGrouping

storm-2.0.0/storm-client/src/jvm/org/apache/storm/grouping/CustomStreamGrouping....

901
来自专栏代码世界

23种设计模式之单例模式

单例模式    单例模式(Singleton Pattern)是一个比较简单的模式,其定义为:Ensure a class has only one insta...

32814
来自专栏高性能服务器开发

详解C/C++中volatile关键字

volatile提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变,因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候,都会直接从变量地址中读取数据。如果没有volat...

673
来自专栏后端之路

双向队列之ArrayDeque

背景 前几篇主要介绍的都是java的普通集合,包括list,set,map等 本篇要介绍和ArrayList对应的ArrayDeque 上一篇和Deque相关的...

2808
来自专栏小灰灰

Java并发学习之Volatile及内存模型探究

volatile工作原理 java编程语言允许线程访问共享变量,为了确保共享变量能被准确和一致的更新,线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。 Java语言...

1909
来自专栏Java开发者杂谈

线程间通信

  如果一个多线程程序中每个线程处理的资源没有交集,没有依赖关系那么这是一个完美的处理状态。你不用去考虑临界区域(critical section),不用担心存...

3469

扫码关注云+社区