java中的多線程知識的總結分析-java教程-PHP中文網

這篇文章帶給大家的內容是關於 java中的多執行緒知識的總結分析，有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有幫助。

進程概述

進程：正在運行的程序，是系統進行資源分配和呼叫的獨立單位。
流程就是一個程式在一個資料集上的一次動態執行過程。
進程一般由程式、資料集、進程控制塊三部分組成。
每一個行程都有它自己的記憶體空間和系統資源。
我們寫的程式用來描述流程要完成哪些功能以及如何完成；
資料集則是程式在執行過程中所需要使用的資源；
進程控制塊用來記錄進程的外部特徵，描述進程的執行變化過程，系統可以利用它來控制和管理進程，他是系統感知進程存在的唯一識別。
舉例說明過程：

（1）想像一位有一手好廚藝的電腦科學家正在為他的女兒烘焙生日蛋糕；
（2）他有做生日蛋糕的食譜，廚房裡有所需要的原料：麵粉、雞蛋、糖等。
（3）在這個比喻中，做蛋糕的食譜就是程式；
（4）電腦科學家是處理器cpu；
（5）而做蛋糕的各種原料就是輸入資料。
（6）過程就是廚師閱讀食譜、取來各種原料、以及烘焙蛋糕等一系列動作的總和。
（7）現在假設電腦科學家的兒子哭著跑來出來，說他的頭被一隻蜜蜂蟄了；
（8）計算機科學家就記錄下他照著食譜做到了哪兒了，也就是保存進程的當前狀態；
（9）然後拿出一本急救手冊，按照其中的指示處理蟄傷；###（10）這時我們就看到處理器從一個進程切換到另一個高優先級的進程；
（11）每個進程擁有各自的程式（食譜和急救手冊）；
（12）當蜜蜂蟄傷被處理完成之後，這位電腦科學家又回來做蛋糕；
（13）從他離開時的那一步繼續進行。

執行緒概述

執行緒的出現是為了降低上下文切換的消耗，提高系統的並發性。

執行緒突破了一個行程只能做一件事的缺陷，使到進程內並發成為可能。

舉例說明線程：

（1）假設一個文字程序，需要接收鍵盤輸入，將內容顯示在螢幕上，還需要將資訊保存到硬碟中。

（2）若只有一個進程，勢必造成同一時間只能做一件事的尷尬，就是說當保存時，不能鍵盤輸入；
（3）若有多個進程，每個進程負責一個任務；
（4）進程A負責鍵盤輸入，進程B負責將內容顯示在螢幕上，進程C負責保存內容到硬碟中；
（5）這裡A、B、C間的協作涉及到了進程通訊問題，而且它們有共同都需要的內容：文字內容；
（6）不停的切換會造成效能上的損失。
（7）若有一種機制，可以使A、B、C可以共享資源；
（8）這樣上下文切換所需要保存和恢復的內容就少了；
（9）同時也可以減少通訊所帶來的效能損耗。
（10）這種機制，就是執行緒。

執行緒也叫輕量級進程。

它是一個基本的cpu執行單元，也是程式執行過程中的最小單元。

由執行緒id、程式計數器、暫存器集合和堆疊共同組成

執行緒的引入減少了程式並發執行時的開銷，提高了作業系統的並發效能。

執行緒沒有自己的系統資源。

行程與執行緒的關係

程式是電腦中的程式關於某資料集合上的一次執行活動。
程式是系統進行資源分配和調度的基本單位，是作業系統結構的基礎
執行緒是一個行程的實體，是cpu調度與分派的基本單位
執行緒是比行程更小的能獨立運作的基本單位

（2）資源分配給行程，而同一行程的所有線程共享該進程的所有資源

（3）cpu分給線程，即真正在cpu上運行的是線程

java程式運行原理

##該進程會自動啟動一個主執行緒；
然後主執行緒去呼叫某個類別的main方法。
所以main方法運行在主執行緒中，在此之前的所有程式都是單執行緒的
jvm啟動是多執行緒的：

（1）因為在jvm啟動的時候垃圾回收線程也要啟動，否則很容易會出現記憶體溢出；
（2）現在的垃圾回收線程加上前面的主線程，最少啟動了兩個線程，所以，jvm的啟動是多線程的。

涉及多執行緒的內容分成幾個部分：

綁好馬步：執行緒的狀態
##內功心法：每個物件都有的方法（機制）
太祖長拳：基本執行緒類別
九陰真經：高級多執行緒控制類別

紮好馬步：執行緒的狀態（五種）

#New：新狀態，當執行緒物件創立後，即進入了新建狀態，如：Thread t = new MyThread()
Runnable：就緒狀態，當呼叫執行緒物件的start()方法（t.start()），線程就進入就緒狀態。處於就緒狀態的線程，只是說明此線程已經做好了準備，隨時等待cpu調度執行，並不是說執行了t.start()此線程立即就會執行
Running：運行狀態，當cpu開始調度處於就緒狀態的執行緒時，此時執行緒才得以真正執行，也就是進入執行狀態。
Blocked：阻塞狀態，處於運行狀態中的執行緒由於某種原因，暫時放棄對cpu的使用權，停止執行，此時進入阻塞狀態，直到其進入到就緒狀態，才有機會再次被cpu呼叫以進入到運行狀態
Dead：死亡狀態，執行緒執行完了或因異常退出了run()方法，該執行緒結束生命週期
注意：
（1）就緒狀態是進入到運行狀態的唯一入口
（2）執行緒想要進入到運行狀態執行，首先必須處於就緒狀態中
（3）根據阻塞產生的原因，阻塞狀態又可以分為三種：
【1】等待阻塞：運轉狀態中的執行緒執行wait()方法，使本執行緒進入等待阻塞狀態
【2】同步阻塞：執行緒在取得synchronized同步鎖定失敗（因為鎖定被其他執行緒佔用），它會進入同步阻塞狀態
【3】其他阻塞：透過呼叫執行緒的sleep()或join()或發出了I/O請求時，執行緒會進入到阻塞狀態。當sleep()狀態逾時、join()等待執行緒終止或逾時、或I/O處理完畢時，執行緒重新轉入就緒狀態

內功心法：每個物件都有的方法

synchronized、wait、notify是任何物件都具有的同步工具

monitor：

#（1）是套用於同步問題的人工線程調度工具

（2）java的每個物件都有一個監視器，來監測並發程式碼的重入。
（3）在非多執行緒編碼時該監視器不發揮作用，反之如果在synchronized範圍內，監視器發揮作用

wait/notify：二者都必須存在於synchronized區塊中

並且這三個關鍵字針對的是同一個監視器，這意味著wait之後，其他執行緒可以進入同步區塊執行

太祖長拳：基本執行緒類別

Thread類別
Runnable類別
#Callable類別

九陰真經：高階多執行緒控制類別

ThreadLocal類別：

（1）用於保存執行緒的對立變數

（2）當使用ThreadLocal維護變數時，ThreadLocal為每個使用該變數的執行緒提供獨立的變數副本，所以每個執行緒都可以獨立的改變自己的副本，而不會影響其他執行緒所對應的副本。
（3）常用與使用者登陸控制，如記錄session資訊。

原子類別（AtomicInteger/AtomicBoolean）

Lock類別：ReentrantLock/ReentrantReadWriteLock.ReadLock/ReentrantReadWriteLock.WriteLock

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