Ausführliche Erläuterung der Java-Multithreading-Grundlagen

1. Thread-Status

2. Thread-Synchronisierung

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4. Synchrone Sammlung

Thread-Status

Threads haben fünf Zustände: neu, bereit, läuft, blockiert oder beendet.

Neu: Erstellen Sie einen neuen Thread und der Thread wechselt in den neuen Status.

Bereit: Nach dem Aufruf der start()-Methode des Threads wechselt er in den Bereitschaftsstatus >

Ausführen: Wenn Sie CPU-Zeit erhalten, wechselt der Thread aus dem Bereitschaftszustand in den Ausführungszustand. Wenn die Zeitscheibe abläuft oder die yield()-Methode aufgerufen wird, wechselt der Ausführungszustandsthread möglicherweise in den Bereitschaftszustand

Blockieren: Rufen Sie die Methoden „join()“, „sleep()“ oder „wait()“ auf oder warten Sie auf das Ende der E/A.

Abgeschlossen: Wenn der Thread beendet ist Durch Ausführen der run()-Methode wird der Thread beendet.

Erstellen und Verwenden von Multi-Threads

Thread-Klassendiagramm

1. Erben Sie die Thread-Klasse, um einen neuen Thread zu erstellen

2. Implementieren Sie die Runnable

Schnittstelle und schreiben Sie sie neu run( )-Methode

PrintChar implementiert die Runnable-Schnittstelle und verwendet Thread, um einen Thread zu erstellen. Da die Thread-Klasse die Runnable-Schnittstelle implementiert, können Sie ein Objekt dieser Klasse erstellen und ihre Startmethode aufrufen, um den Thread

3 zu starten die Executor-Schnittstelle Zur Ausführung von Aufgaben im Thread-Pool steht die ExecutorService-Schnittstelle zur Verwaltung und Steuerung von Aufgaben zur Verfügung.

Thread-Synchronisierung

Wenn mehrere Threads gleichzeitig auf eine gemeinsam genutzte Ressource zugreifen, ist sie möglicherweise beschädigt. Wenn die Datenfelder beispielsweise in unterschiedlicher Reihenfolge geändert werden, kann der Endwert unsicher sein. Konkurrenzzustand: Wenn zwei oder mehr Aufgaben auf eine gemeinsame Ressource auf eine Weise zugreifen, die einen Konflikt verursacht, spricht man von einem Rennzustand. Um einen Rennzustand zu vermeiden, sollten mehrere Threads verhindert werden Geben Sie gleichzeitig einen bestimmten Teil des Programms ein. Dieser Teil des Programms wird als kritischer Abschnitt bezeichnet.

1. Sperrensynchronisierung verwenden

Java kann Sperren und Zustände explizit verwenden, um Threads zu synchronisieren. Eine Sperre ist eine Instanz der Lock-Schnittstelle, die Methoden zum Sperren und Freigeben von Sperren definiert.

RenntrantLock ist eine Implementierung von Lock, die zum Erstellen sich gegenseitig ausschließender Sperren verwendet wird. Sperren können für bestimmte Fairness-Richtlinien erstellt werden. Ein fairer Richtlinienwert von 1 ist wahr und stellt sicher, dass der Thread mit der längsten Wartezeit zuerst die Sperre erhält. Bei „false“ wird es an jeden wartenden Thread übergeben.

2. Thread-Zusammenarbeit

Objekte, die durch Aufruf der newCondition()-Methode des Lock-Objekts erstellt wurden, können verwendet werden Die Methoden „await()“, „signal()“ und „signalAll()“ ermöglichen eine gegenseitige Kommunikation zwischen Threads.

Wenn der Thread die Methode „await()“ aufruft, wechselt der Thread in den Wartezustand und wartet auf das Wecksignal.

3. Blockierungswarteschlange

kann den aktuellen Thread blockieren, bis sich Elemente in der Warteschlange befinden automatisch geweckt werden, was großen Komfort bietet.

Mehrere Blockierungswarteschlangen:

1: ArrayBlockingQueue verwendet ein Array, um eine Blockierungswarteschlange zu implementieren, und zum Erstellen muss eine Kapazitäts- oder optionale Fairnessstrategie angegeben werden.

2: LinkedBlockingQueue verwendet eine verknüpfte Liste, um a zu implementieren Blockierungswarteschlange. Kann unbegrenzt oder begrenzt erstellt werden.

3: PriorityBlockQueue-Prioritätswarteschlange, sortiert Elemente nach ihrer Priorität.

ArrayBlockingQueue-Datenfeld

Es ist ersichtlich, dass der Speicherplatz ein Array ist und eine Sperre verwendet wird .

Implementierung zweier wichtiger Methoden

Warten Sie, wenn die Warteschlange voll ist, und treten Sie der Warteschlange bei, wenn sie nicht voll ist. Verwenden Sie zu diesem Zeitpunkt die Sperrsynchronisierung

Warteschlange Warten Sie, wenn sie leer ist, und verlassen Sie die Warteschlange, wenn sie nicht leer ist.

Apps blockieren Warteschlangen

von As Wie aus dem Beispiel hervorgeht, stellt der Produzent Zahlen in die Warteschlange, der Verbraucher nimmt die Zahlen aus der Warteschlange und wartet, wenn die Warteschlange leer ist. Die Synchronisierung wurde in der Warteschlange ohne Verwendung von Sperren und Bedingungen implementiert.

3. Semaphor

Semaphor bezieht sich auf das Objekt, das auf gemeinsame Ressourcen zugreift. Bevor ein Thread auf eine Ressource zugreifen kann, muss er die Erlaubnis vom Semaphor einholen. Nach dem Zugriff auf die Ressource muss die Berechtigung an das Semaphor zurückgegeben werden.

Das Programm erstellt ein Semaphor mit einer Erlaubnis. Wenn einem Thread die Berechtigung erteilt wird, können andere Threads nicht auf die Ressource zugreifen, bis der vorherige Thread die Berechtigung freigibt.

Synchronisierte Sammlungen

Klassen im Java Collections-Framework sind nicht threadsicher; das heißt, wenn mehrere Threads gleichzeitig auf sie zugreifen Gleichzeitig mit der Aktualisierung können ihre Inhalte beschädigt sein. Sie können die Daten in der Sammlung schützen, indem Sie die Sammlung sperren oder synchronisieren

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