多线程笔记0406
线程与进程
线程
一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。多线程是多任务的一种特别形式，但多线程使用了更小的资源开销。
进程
一个进程包括有操作系统分配的内存空间，包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在。它必须是进程的一部分。一个进程一直运行直到所有的非守护线程都结束运行后才能结束。
进程 | 线程 | |
|---|---|---|
定义 | 进程是处于运行中的程序，并且具有一定的独立功能。进程是系统进行资源分配和调度的一个单位。当程序进入内容时，即为进程。 | 线程是进程的组成部分，一个进程可以拥有多个线程，而一个线程必须拥有一个父进程。线程可以拥有自己的堆栈，自己的程序计数器和局部变量，但不能拥有系统资源。它与父进程的其他线程共享该进程的所有资源。 |
特点 | 1. 独立性：进程是系统中独立存在的实体，它可以独立拥有资源，每一个进程都有自己独立的地址空间，没有进程本身的运行，用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间。2. 动态性：进程与程序的区别在于进程是动态的，进程中有时间的概念，进程具有自己的生命周期和各种不同的状态。3. 并发性：多个进程可以在单个处理器上并发执行，互不影响。 | 1. 线程可以完成一定任务，可以和其他线程共享父进程的共享变量和部分环境，互相协作来完成任务。2. 线程是独立运行的，其不知道进程中是否还有其他线程存在。3. 线程的执行时是抢占式，也就是说当前执行的线程随时可能被挂起，一边运行另一个线程。4. 一个线程可以创建或撤销另一个线程，一个进程中的多个线程可以并发执行。 |
生命周期
一个线程对象在它的生命周期内，需要经历五种状态：
- 新生状态（New）：使用 new 关键字建立一个线程对象后，该线程对象就处于新生状态。处于新生状态的线程有自己的内存空间，通过调用 start() 方法进入就绪状态。
- 就绪状态（Runnable）：处于就绪状态的线程已经具备了运行条件，但是还没有被分配到CPU，处于“线程就绪队列”，等待系统为其分配CPU。就绪状态并不是执行状态，当系统选定一个等待执行的Thread对象后，它就会进入执行状态。一旦获得CPU，线程就进入运行状态并自动调用自己的run方法。
- 运行状态（Running）：在运行状态的线程执行自己run方法中的代码，直到调用其他方法而终止或等待某资源而阻塞或完成任务而死亡。如果在给定的时间片内没有执行结束，就会被系统给换下来回到就绪状态。也可能由于某些“导致阻塞的事件”而进入阻塞状态。
- 阻塞状态（Blocked）：阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发送（如某资源就绪）。
- 死亡状态（Terminated）：死亡状态是线程声明周期中的最后一个阶段，当一个线程进入死亡状态以后，就不能再回到其他状态了。
导致线程进入就绪状态的原因
- 新建线程：调用 start() 方法，进入就绪状态；
- 阻塞线程：阻塞解除，进入就绪状态；
- 运行线程：调用 yield() 方法，直接进入就绪状态；
- 运行线程：JVM将CPU资源从本线程切换到其他线程。
导致线程进入阻塞状态的原因
- 执行 sleep(int millsecond) 方法，使当前线程休眠，进入阻塞状态。当指定的时间到了后，线程进入就绪状态。
- 执行 wait() 方法，使当前线程进入阻塞状态。当使用 nofity() 方法唤醒这个线程后，它进入就绪状态。
- 线程运行时，某个操作进入阻塞状态，比如执行IO流操作（ read() / write() 方法本身就是阻塞的方法）。只有当引起该操作阻塞的原因消失后，线程进入就绪状态。
- join() 线程联合：当某个线程等待另一个线程执行结束后，才能继续执行时（使用 join() 方法）。
导致线程进入死亡状态的原因
- 正常运行的线程完成了 run() 方法内的全部工作；
- 当程序发生异常，线程抛出一个未捕获的 Exception 或 Error；
- 线程被强制终止，如通过执行 stop() 或者 destroy() 方法来终止一个线程（该方法容易导致死锁，不推荐使用）。
Thread 简介
Thread 类实现了 Runnable 接口，在 Thread 类中，有一些比较关键的属性，比如：
- name 是表示 Thread 的名字，可以通过 Thread 类的构造器中的参数来指定线程名字；
- priority 表示线程的优先级（最大值为10，最小值为1，默认值为5）；
- daemon 表示线程是否是守护线程；
- target 表示要执行的任务。
由于使用 Thread 需要继承该类，限制了程序的扩展，一般不推荐使用 Thread。
Runnable 简介
如果一个类继承 Thread，则不适合资源共享。但是如果实现了 Runnable 接口的话，则很容易的实现资源共享。
实现 Runnable 接口比继承 Thread 类具有以下优势：
- 可以避免 JAVA 中的单继承限制。
- 多个线程都是基于某一个Runnable对象建立的，它们会共享Runnable对象上的资源。
- 线程池只能放入实现 Runnable 或 callable 类线程，不能直接放入继承 Thread 的类。
一般推荐使用 Runnable。
Thread 和 Runnable 示例
下面通过示例更好的理解Thread和Runnable，借鉴网上一个比较具有说服性的例子：3个人一共卖10张门票。
Thread 示例
Java
class MyThread extends Thread {
private int ticket = 10;
private int count = 20;
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < count; i++) {
if (this.ticket > 0) {
System.out.println(this.getName() + " 卖票：" + this.ticket--);
}
}
}
}启动线程
Java
public static void main(String[] args) {
// 启动三个线程，t1,t2,t3，每个线程各卖10张票
MyThread t1 = new MyThread();
MyThread t2 = new MyThread();
MyThread t3 = new MyThread();
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}运行结果
Code
Thread-0 卖票：10
Thread-0 卖票：9
Thread-0 卖票：8
Thread-0 卖票：7
Thread-0 卖票：6
Thread-0 卖票：5
Thread-0 卖票：4
Thread-0 卖票：3
Thread-0 卖票：2
Thread-0 卖票：1
Thread-1 卖票：10
Thread-1 卖票：9
Thread-1 卖票：8
Thread-1 卖票：7
Thread-1 卖票：6
Thread-1 卖票：5
Thread-1 卖票：4
Thread-2 卖票：10
Thread-1 卖票：3
Thread-2 卖票：9
Thread-1 卖票：2
Thread-2 卖票：8
Thread-1 卖票：1
Thread-2 卖票：7
Thread-2 卖票：6
Thread-2 卖票：5
Thread-2 卖票：4
Thread-2 卖票：3
Thread-2 卖票：2
Thread-2 卖票：1说明
主线程 main 创建并启动 3个 MyThread 子线程，每个子线程都各自卖出了10张门票。
Runnable 示例
Java
class MyRunnable implements Runnable {
private int ticket = 10;
private int count = 20;
public void run() {
for (int i = 0; i < count; i++) {
if (this.ticket > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 卖票：" + this.ticket--);
}
}
}
}启动线程
Java
public static void main(String[] args) {
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
// 启动三个线程，t1,t2,t3(它们共用一个Runnable对象)，这三个线程一共卖10张票
Runnable target;
Thread t1 = new Thread(myRunnable);
Thread t2 = new Thread(myRunnable);
Thread t3 = new Thread(myRunnable);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}运行结果
Code
Thread-0 卖票：10
Thread-0 卖票：9
Thread-0 卖票：8
Thread-0 卖票：7
Thread-0 卖票：6
Thread-1 卖票：5
Thread-0 卖票：4
Thread-0 卖票：2
Thread-0 卖票：1
Thread-1 卖票：3
---- 但会存在以下情况 ----
Thread-0 卖票：10
Thread-0 卖票：9
Thread-0 卖票：8
Thread-0 卖票：7
Thread-0 卖票：6
Thread-0 卖票：5
Thread-0 卖票：4
Thread-0 卖票：3
Thread-0 卖票：2
Thread-0 卖票：1
Thread-2 卖票：0
Thread-1 卖票：10说明
主线程main创建并启动3个子线程，而且这3个子线程都是基于“myRunnable这个Runnable对象”而创建的。运行结果是这3个子线程一共卖出了10张票。这说明它们是共享了MyRunnable接口的。