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在线教育类网站模板,哈尔滨百度推广排名,淘宝客网站要多大空间,天辰建设网1、程序、进程、线程
程序#xff1a;是指令和数据的有序集合#xff0c;其本身没有任何运行的含义#xff0c;是一个静态的概念。
进程#xff08;Process#xff09;#xff1a;是执行程序的一次执行过程#xff0c;是一个动态的概念#xff0c;是系统资源分配的单位…1、程序、进程、线程程序是指令和数据的有序集合其本身没有任何运行的含义是一个静态的概念。进程Process是执行程序的一次执行过程是一个动态的概念是系统资源分配的单位。线程Thread通常在一个进程中可以包含若干个线程一个进程中至少有一个线程不然没有存在的意义。线程是CPU调度和执行的单位。很多多线程是模拟出来的真正的多线程是指有多个cpu即多核如服务器。如果是模拟出来的多线程即在一个cpu的情况下在同一时间点cpu只能执行一个代码因为切换的很快所以就有同时执行的错觉。线程就是独立的执行路径在程序运行时即使没有自己创建线程后台也会有多个线程如主线程gc线程main()称之为主线程为系统的入口用于执行整个程序在一个进程中如果开辟了多个线程线程的运行由调度器安排调度调度器是与操作系统紧密相关的先后顺序是不能人为的干预的对同一份资源操作时会存在资源抢夺的问题需要加入并发控制线程会带来额外的开销如cpu调度时间并发控制开销每个线程在自己的工作内存交互内存控制不当会造成数据不一致。2、线程的创建Thread class——-继承Thread类Runnable接口——实现Runnable接口Callable接口——实现Callable接口方式一1自定义线程类继承Thread类2重写run()方法编写线程执行体3创建线程对象调用start()方法启动线程1 public class StartThread extends Thread{ //1、自定义线程类继承Thread类 2 Override //2、重写run()方法编写线程执行体 3 public void run() { 4 for (int i 0; i 100; i) { 5 System.out.println(runi); 6 } 7 } 8 9 public static void main(String[] args) { 10 StartThread startThread new StartThread(); 11 startThread.start(); //3、创建线程对象调用start()方法启动线程 12 for (int i 0; i 500; i) { 13 System.out.println(maini); 14 } 15 } 16 }线程不一定立即执行由CPU安排调度方式二1自定义线程类实现Runnable接口2实现run()方法编写线程执行体3创建线程对象调用start()方法启动线程1 public class MyRunnable implements Runnable{ //1、自定义线程类实现Runnable接口 2 Override //2、重写run()方法编写线程执行体 3 public void run() { 4 for (int i 0; i 100; i) { 5 System.out.println(runi); 6 } 7 } 8 9 public static void main(String[] args) { 10 MyRunnable myRunnable new MyRunnable(); 11 //3、创建线程对象调用start()方法启动线程代理 12 new Thread(myRunnable).start(); 13 14 for (int i 0; i 500; i) { 15 System.out.println(maini); 16 } 17 } 18 }推荐使用实现Runnable接口避免单继承局限性。方式三1实现Callable接口需要返回值类型2重写call方法需要抛出异常3)创建目标对象4创建执行服务ExecutorService s Executors.newFixedThreadPool(1);5提交执行Future result s.submit(t);6获取结果boolean r result.get();7关闭服务s.shutdownNow();1 public class MyCallable implements CallableBoolean { //1、实现Callable接口需要返回值类型 2 Override //2、重写call方法需要抛出异常 3 public Boolean call() throws Exception { 4 for (int i 0; i 100; i) { 5 System.out.println(Thread.currentThread().getName():i); //获取当前线程名字 6 } 7 return true; 8 } 9 10 public static void main(String[] args) { 11 //3、创建目标对象 12 MyCallable m1 new MyCallable(); 13 MyCallable m2 new MyCallable(); 14 MyCallable m3 new MyCallable(); 15 //4、创建执行服务 16 ExecutorService s Executors.newFixedThreadPool(3); 17 //5、提交执行 18 FutureBoolean r1 s.submit(m1); 19 FutureBoolean r2 s.submit(m2); 20 FutureBoolean r3 s.submit(m3); 21 //6、获取结果 22 try { 23 boolean rs1 r1.get(); 24 boolean rs2 r2.get(); 25 boolean rs3 r3.get(); 26 } catch (InterruptedException | ExecutionException e) { 27 throw new RuntimeException(e); 28 } 29 //7关闭服务 30 s.shutdownNow(); 31 } 32 }3、Lambda表达式 (JDK8)希腊字母表中排序第十一位的字母避免匿名内部类定义过多其实质属于函数式编程的概念params) - expression[表达式](params) - statement[语句](params) - {statements}函数式接口任何接口如果只包含唯一一个抽象方法那么它就是一个函数式接口。对于函数式接口我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象。1 public class TestLambda { 2 //静态内部类 3 static class Like2 implements ILike{ 4 Override 5 public void like() { 6 System.out.println(I like lambda2); 7 } 8 } 9 public static void main(String[] args) { 10 //局部内部类 11 class Like3 implements ILike{ 12 Override 13 public void like() { 14 System.out.println(I like lambda3); 15 } 16 } 17 18 ILike like new Like1(); 19 like.like(); 20 like new Like2(); 21 like.like(); 22 like new Like3(); 23 like.like(); 24 //匿名内部类 25 like new ILike() { 26 Override 27 public void like() { 28 System.out.println(I like lambda4); 29 } 30 }; 31 like.like(); 32 //lambda表达式 33 //(1) 34 like () - { 35 System.out.println(I like lambda5); 36 }; 37 like.like(); 38 //2花括号简化只允许有一行代码,多行必须要用代码块 39 like () - System.out.println(I like lambda6); 40 like.like(); 41 //3若带参数可去掉小括号简化可去掉返回类型简化 42 //like (int a,int b) - System.out.println(I like lambda6); 43 //like a,b - System.out.println(I like lambda6); 44 } 45 46 } 47 interface ILike{ //函数式接口 48 void like(); 49 } 50 //实现类 51 class Like1 implements ILike{ 52 Override 53 public void like() { 54 System.out.println(I like lambda1); 55 } 56 }4、线程状态5、停止线程不推荐使用JDK提供的stop()、destroy()方法。建议使用一个标志位进行终止变量当flagfalse则终止线程运行。1 public class TestStop implements Runnable{ 2 3 //设置标志位 4 private boolean flag true; 5 6 public static void main(String[] args) { 7 TestStop testStop new TestStop(); 8 new Thread(testStop).start(); //开启线程 9 for (int i 0; i 500; i) { 10 if(i 200){ //当主线程跑到200时停止run线程 11 testStop.stop(); 12 System.out.println(stop run); 13 } 14 System.out.println(maini); 15 } 16 } 17 //提供停止线程的方法转换标志位 18 public void stop(){ 19 this.flag false; 20 } 21 22 Override 23 public void run() { 24 int i 0; 25 while (flag){ 26 System.out.println(run i); 27 } 28 } 29 }6、线程休眠 sleep()sleep(时间)指定当前线程阻塞的毫秒数sleep存在异常InterruptedException;sleep时间达到后线程进入就绪状态sleep可以模拟网络延时倒计时等每一个对象都有一个锁sleep不会释放锁7、线程礼让 yield()礼让线程让当前正在执行的线程暂停但不阻塞将线程从运行状态转为就绪状态让cpu重新调度礼让不一定成功看cpu8、线程强制执行 join()join合并线程待此线程执行完成后再执行其他线程其他线程阻塞就是插队9、线程状态观测Thread.State state thread.getState();NEW : 尚未启动的线程处于此状态RUNNABLE 在Java虚拟机中执行的线程处于此状态BLOCKED 被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态WAITING 正在等待另一个线程执行待定动作的线程处于此状态TIMED_WAITING 正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态TERMINATED 已退出的线程处于此状态10、线程的优先级Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程线程调度器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行。线程的优先级用数字表示范围从1-10。优先级高的不一定会先执行。优先级的设定建议在start()调度前。Thread.MIN_PRIORITY 1;Thread.MAX_PRIORITY 10;Thread.NORM_PRIORITY 5;使用以下方式来改变或获取优先级getPriority().setPriority(int p);getPriority().getPriority();1 public class TestPriority implements Runnable{2 Override3 public void run() {4 System.out.println(Thread.currentThread().getName()“–”Thread.currentThread().getPriority());5 }67 public static void main(String[] args) {8 //主线程9 System.out.println(Thread.currentThread().getName()“–”Thread.currentThread().getPriority());10 TestPriority testPriority new TestPriority();11 Thread t1 new Thread(testPriority);12 Thread t2 new Thread(testPriority);13 Thread t3 new Thread(testPriority);14 Thread t4 new Thread(testPriority);1516 t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);17 t1.start();18 t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);19 t2.start();20 t3.setPriority(8);21 t3.start();22 t4.setPriority(4);23 t4.start();24 }25 }优先级低只是意味着获得调度的概率低并不是优先级低就不会被调用了要看cpu的调度。11、守护线程 setDaemon()线程分为用户线程和守护线程虚拟机必须确保用户线程执行完毕虚拟机不用等待守护线程执行完毕如后台记录操作日志内存监控垃圾回收等…12、线程同步并发同一个对象被多个线程同时操作。线程同步就是一种等待机制多个需要同时访问此对象是线程进入这个对象的等待池形成队列等待前面线程使用完毕下一个线程在使用。形成条件队列 锁在访问时加入锁机制synchronized当一个线程获得对象的排它锁独占资源其他线程必须等待使用后释放锁即可。但也存在一些问题一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起在多线程竞争下加锁释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时引起性能问题如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置引起性能问题。13、同步方法1synchronized关键字包括两种用法synchronized方法和synchronized块。2synchronized方法控制对“对象”的访问每个对象对应一把锁每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行否则线程会阻塞方法一旦执行就独占该锁直到该方法返回才释放锁后面被阻塞的线程才能获得这个锁继续执行。缺陷若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率。1 public class SafeBuyTicket{ 2 public static void main(String[] args) { 3 BuyTicket station new BuyTicket(); 4 new Thread(station ,lily).start(); 5 new Thread(station ,Ming).start(); 6 new Thread(station ,Jenny).start(); 7 8 } 9 } 10 class BuyTicket implements Runnable{ 11 private int ticketNum 10; 12 boolean flag true; 13 Override 14 public void run() { 15 while(flag){ 16 try { 17 buy(); 18 } catch (InterruptedException e) { 19 throw new RuntimeException(e); 20 } 21 } 22 } 23 //同步方法 24 private synchronized void buy() throws InterruptedException { 25 if(ticketNum 0){ 26 flag false; 27 return; 28 } 29 Thread.sleep(100); 30 System.out.println(Thread.currentThread().getName() get ticketNum--); 31 } 32 }14、同步块synchronized(obj){}obj称之为同步监听器1obj可以是任何对象但是推荐使用共享资源作为同步监视器2同步方法中无需指定同步监视器因为同步方法的同步监视器就是this就是这个对象本身或者是class。同步监视器的执行过程1第一个线程访问锁定同步监视器执行其中代码2第二个线程访问发现同步监视器被锁定无法访问3第一个线程访问完毕解锁同步监视器4第二个线程访问发现同步监视器没有锁然后锁定并访问1 public class SafeList { 2 public static void main(String[] args) { 3 ListString list new ArrayListString(); 4 for (int i 0; i 1000; i) { 5 new Thread(()-{ 6 //代码块 7 synchronized (list){ 8 list.add(Thread.currentThread().getName()); 9 } 10 }).start(); 11 } 12 try { 13 Thread.sleep(300); 14 } catch (InterruptedException e) { 15 throw new RuntimeException(e); 16 } 17 System.out.println(list.size()); 18 } 19 }CopyOnWriteArrayList是JUC包下的一个线程安全集合。15、死锁多个线程各自占有一些共享资源并且互相等待其他线程占有的资源才能运行而导致两个或者多个线程都在等待对方释放的资源都停止执行的情形。某一个同步块同时拥有“两个以上对象的锁”时就可能会发生“死锁”的问题。死锁避免方法产生死锁的四个必要条件破其一可避免死锁1互斥条件一个资源每次只能被一个进程使用2请求与保持条件一个进程因请求资源而阻塞时对已获得的资源保持不放3不剥夺条件进程已获得的资源在未使用完之前不能强行剥夺4循环等条件若干进程之前形成一种头尾相接的循环等待资源关系。16、LockJDK5.0开始Java提供了更强大的线程同步机制——通过显式定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问每次只能有一个线程对Lock对象加锁线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象ReentrantLock类实现Lock它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义在实现线程安全的控制中比较常用的是ReentrantLock可以显式加锁、释放锁。1 class A {2 private final ReentrantLock lock new ReentrantLock();3 public void m(){4 lock.lock();5 try {6 //保证线程安全的代码7 }catch (Exception e){89 }finally {10 lock.unlock();11 }12 }13 }17、Lock与synchronized的对比Lock是显式锁手动开启和关闭锁),synchronized是隐式锁出了作用域自动释放Lock只有代码块锁synchronized有代码块锁和方法锁使用Lock锁JVM将花费较少的时间来调度线程性能更好。并且具有更好的扩展性优先使用顺序Lock 同步代码块 同步方法18、线程协作生产者和消费者共享同一个资源并且生产者和消费者之间相互依赖互为条件。对于生产者没有生产产品之前要通知消费者等待而生产了产品之后又需要马上通知消费者消费对于消费者在消费之后要通知生产者已经结束消费需要生产新的产品以供消费在生产者消费问题中仅有synchronized是不够的synchronized可阻止并发更新同一个共享资源实现了同步synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递通信。Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题wait()表示线程一直等待直到其他线程通知与sleep不同会释放锁wait(long timeout)指定等待的毫秒数notify()唤醒一个处于等待状态的线程notifyAll()唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程优先级别高的线程优先调度注意均是Object类的方法都只能在同步方法或者同步代码块中使用否则会抛出异常IllegalMonitorStateException.解决方式1并发协作模型“生产者/消费者模式”—管程法1生产者负责生产数据的模块可能是方法对象线程进程2消费者负责处理数据的模块可能是方法对象线程进程3缓冲区消费者不能直接使用生产者的数据他们之间有个“缓冲区”。解决方式2并发协作模型“生产者/消费者模式”—信号灯法通过标志位来实现19、线程池经常创建和销毁、使用量特别大的资源比如并发情况下的线程对性能影响很大。解决思路可以提前创建好多个线程放入线程池中使用时直接获取使用完放回池子中避免频繁创建销毁实现重复利用。这样能减少创建新线程的时间提高响应速度重复利用线程池中线程降低资源消耗便于线程管理等。corePoolSize核心池的大小maxnumPoolSize最大线程数keepAliveTime线程没有任务时最多保持多长时间后会终止JDK5.0起提供了线程池相关的APIExecutorService和ExecutorsExecutorService真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutorvoid execute(Runnable command)执行任务/命令没有返回值一般用来执行RunnableFuture submit(Callable task)执行任务有返回值一般又来执行Callablevoid shutdown()关闭连接池Executors工具类、线程池的工厂类用于创建并返回不同类型的线程池。1 public class TestPool { 2 public static void main(String[] args) { 3 //创建服务创建线程池 4 ExecutorService service Executors.newFixedThreadPool(10); 5 //执行 6 service.execute(new MyThread()); 7 service.execute(new MyThread()); 8 service.execute(new MyThread()); 9 service.execute(new MyThread()); 10 //关闭连接 11 service.shutdown(); 12 } 13 14 } 15 16 class MyThread implements Runnable{ 17 18 Override 19 public void run() { 20 System.out.println(Thread.currentThread().getName()); 21 } 22 }