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admin 2019-05-21 阅读:279

一、进程与线程的概念

(1)在传统的操作体系中,程序并不能独立运转,作为资源分配和独立运转的根本单位都是进程。

在未装备 OS 的体系中,程序的履行办法是次序履行,即必须在一个程序履行完后,才答应另一个程序履行;在多道程序环境下,则答应多个程序并发履行。程序的这两种履行办法间有着明显的不同。也正是程序并发履行时的这种特征,才导致了在操作体系中引进进程的概念。

自从在 20 世纪 60 时代人们提出了进程的概念后,在 OS 中一直都是以进程作为能具有资源和独立运转的根本单位的。直到 20 世纪 80 时代中期,人们又提出了比进程更小的能独立运转的根本单位——线程(Thread),企图用它来进步体系内程序并发履行的程度,然后可进一步进步体系的吞吐量。特别是在进入 20 世纪 90 时代后,多处理机体系得到迅速发展,线程能比进程更好地进步程序的并行履行程度,充分地发挥多处理机的优越性,因而在近几年所推出的多处理机 OS 中也都引进了线程,以改进 OS 的功能。

-----以上摘自《计算机操作体系-汤小丹等编著-3 版》

(2)下图是来自知乎用户的解说:

经过上述的大致了解,根本知道线程和进程是干什么的了,那么咱们下边给进程和线程总结一下概念:

(3)进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运转活动,是体系进行资源分配和调度的根本单位,是操作体系结构的根底。在前期面向进程规划的计算机结构中,进程是程序的根本履行实体;在今世面向线程规划的计算机结构中,进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描绘,进程是程序的实体。

(4)线程,有时被称为轻量级进程(Lightweight Process,LWP),是程序履行流的最小单元。线程是程序中一个单一的次序操控流程。进程内一个相对独立的、可调度的履行单元,是体系独立调度和分配CPU的根本单位指运转中的程序的调度单位。在单个程序中一起运转多个线程完结不同的作业,称为多线程。

(5)进程和线程的联系:

二、Java完成多线程办法

(1)承继Thread,重写run()办法

public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
while (true) {
System.out.println(this.currentThread().getName());
}
}
public static void main(String[] args) {
MyThread thread = new MyThread();
thread.start(); //线程发动的正确办法
}
}

输出成果:

Thread-0
Thread-0
Thread-0
...

别的,要理解发动线程的是start()办法而不是run()办法,假如用run()办法,那么他便是一个一般的办法履行了。

(2)完成Runable接口

public class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("123");
}
public static void main(String[] args) {
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(myRunnable, "t1");
thread.start();
}
}

三、线程安全

线程安全概念:当多个线程拜访某一个类(目标或办法)时,这个类始终能表现出正确的行为,那么这个类(目标或办法)便是线程安全的。

线程安全便是多线程拜访时,采用了加锁机制,当一个线程拜访该类的某个数据时,进行维护,其他线程不能进行拜访直到该线程读取完,其他线程才可运用。不会呈现数据不一致或许数据污染。 线程不安全便是不供给数据拜访维护,有或许呈现多个线程先后更改数据形成所得到的数据是脏数据。这儿的加锁机制常见的如:synchronized

四、synchronized润饰符

(1)synchronized:能够在恣意目标及办法上加锁,而加锁的这段代码称为“互斥区”或“临界区”。

(2)不运用synchronized实例(代码A):

public class MyThread extends Thread {
private int count = 5;
@Override
public void run() {
count--;
System.out.println(this.currentThread().getName() + " count:" + count);
}
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread = new MyThread();
Thread thread1 = new Thread(myThread, "thread1");
Thread thread2 = new Thread(myThread, "thread2");
Thread thread3 = new Thread(myThread, "thread3");
Thread thread4 = new Thread(myThread, "thread4");
Thread thread5 = new Thread(myThread, "thread5");
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
thread4.start();
thread5.start();
}
}

输出的一种成果如下:

thread3 count:2
thread4 count:1
thread1 count:2
thread2 count:3
thread5 count:0

能够看到,上述的成果是不正确的,这是由于,多个线程一起操作run()办法,对count进行修正,从而形成过错。

(3)运用synchronized实例(代码B):

public class MyThread extends Thread {
private int count = 5;
@Override
public synchronized void run() {
count--;
System.out.println(this.currentThread().getName() + " count:" + count);
}
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread = new MyThread();
Thread thread1 = new Thread(myThread, "thread1");
Thread thread2 = new Thread(myThread, "thread2");
Thread thread3 = new Thread(myThread, "thread3");
Thread thread4 = new Thread(myThread, "thread4");
Thread thread5 = new Thread(myThread, "thread5");
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
thread4.start();
thread5.start();
}
}

输出成果:

thread1 count:4
thread2 count:3
thread3 count:2
thread5 count:1
thread4 count:0

能够看出代码A和代码B的差异便是在run()办法上加上了synchronized润饰。

阐明如下:

当多个线程拜访MyThread 的run办法的时分,假如运用了synchronized润饰,那个多线程就会以排队的办法进行处理(这儿排队是依照CPU分配的先后次序而定的),一个线程想要履行synchronized润饰的办法里的代码,首要是测验取得锁,假如拿到锁,履行synchronized代码体的内容,假如拿不到锁的话,这个线程就会不断的测验取得这把锁,直到拿到停止,并且多个线程一起去竞赛这把锁,也便是会呈现锁竞赛的问题。

五、一个目标有一把锁!多个线程多个锁!

何为,一个目标一把锁,多个线程多个锁!首要看一下下边的实例代码(代码C):

public class MultiThread {
private int num = 200;
public synchronized void printNum(String threadName, String tag) {
if (tag.equals("a")) {
num = num - 100;
System.out.println(threadName + " tag a,set num over!");
} else {
num = num - 200;
System.out.println(threadName + " tag b,set num over!");
}
System.out.println(threadName + " tag " + tag + ", num = " + num);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final MultiThread multiThread1 = new MultiThread();
final MultiThread multiThread2 = new MultiThread();
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
multiThread1.printNum("thread1", "a");
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
multiThread2.printNum("thread2", "b");
}
}).start();
}
}

输出成果:

thread1 tag a,set num over!
thread1 tag a, num = 100
thread2 tag b,set num over!
thread2 tag b, num = 0

能够看出,有两个目标:multiThread1和multiThread2,假如多个目标运用同一把锁的话,那么上述履行的成果就应该是:thread2 tag b, num = -100,因而,是每一个目标具有该目标的锁的。

关键字synchronized取得的锁都是目标锁,而不是把一段代码或办法作为锁,所以上述实例代码C中哪个线程先履行synchronized 关键字的办法,那个线程就持有该办法所属目标的锁,两个目标,线程取得的便是两个不同目标的不同的锁,他们互不影响的。

那么,咱们在正常的场景的时分,肯定是有一种状况的便是,一切的目标会对一个变量count进行操作,那么怎么完成哪?很简单便是加static,咱们知道,用static修正的办法或许变量,在该类的一切目标是具有相同的引证的,这样的话,不管实例化多少目标,调用的都是一个办法,代码如下(代码D):

public class MultiThread {
private static int num = 200;
public static synchronized void printNum(String threadName, String tag) {
if (tag.equals("a")) {
num = num - 100;
System.out.println(threadName + " tag a,set num over!");
} else {
num = num - 200;
System.out.println(threadName + " tag b,set num over!");
}
System.out.println(threadName + " tag " + tag + ", num = " + num);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final MultiThread multiThread1 = new MultiThread();
final MultiThread multiThread2 = new MultiThread();
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
multiThread1.printNum("thread1", "a");
}
}).start();
Thread.sleep(5000);
System.out.println("等候5秒,保证thread1现已履行结束!");
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
multiThread2.printNum("thread2", "b");
}
}).start();
}
}

输出成果:

thread1 tag a,set num over!
thread1 tag a, num = 100
等候5秒,保证thread1现已履行结束!
thread2 tag b,set num over!
thread2 tag b, num = -100

能够看出,对变量和办法都加上了static润饰,就能够完成咱们所需求的场景,一起也阐明晰,关于非静态static润饰的办法或变量,是一个目标一把锁的。

六、目标锁的同步和异步

(1)同步:synchronized

同步的概念便是同享,咱们要知道“同享”这两个字,假如不是同享的资源,就没有必要进行同步,也便是没有必要进行加锁;

同步的意图便是为了线程的安全,其实关于线程的安全,需求满意两个最根本的特性:原子性和可见性;

(2)异步:asynchronized

异步的概念便是独立,相互之间不受到任何限制,两者之间没有任何联系。

(3)示例代码:

public class MyObject {
public void method() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
public static void main(String[] args) {
final MyObject myObject = new MyObject();
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
myObject.method();
}
}, "t1");
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
myObject.method();
}
}, "t2");
t1.start();
t2.start();
}
}

上述代码中method()便是异步的办法。