java多线程和锁简介

转自:https://segmentfault.com/a/1190000015555859

单线程

简单的说,单线程就是进程中只有一个线程。单线程在程序执行时,所走的程序路径按照连续顺序排下来,前面的必须处理好,后面的才会执行。

以上是main方法,是一个主线程。

多线程

由一个或者多个线程组成的程序就是多线程,Java中,一定是从主线程开始执行(main方法),然后在主线程的某个位置启动新的线程。

二、线程的基本操作

2.1 创建

创建线程的两种方法

1、继承java.lang.Thread

上述代码中,MyThread类继承了类java.lang.Thread,并覆写了run方法。主线程从main方法开始执行,当主线程执行至t.start()时,启动新线程(注意此处是调用start方法,不是run方法),新线程会并发执行自身的run方法。

2、实现java.lang.Runnable接口

Mythread通过实现Runnable接口,覆写了run方法,实现创建线程的过程,与继承Thread类创建的线程是一样的结果。实际Thread类里边也是通过实现Runnable接口,唯一不同的就是这里边的run方法是空的。里边具体的实现交由外层调用类采用override实现。

注意事项:多线程的运行过程中,如果主线程已经执行完成,但是其子线程还在执行,那表明程序还未结束,等到所有的线程都执行完成时,程序才算结束。

2.2 暂停

线程中的暂停操作是调用sleep实现的,此方法可以指定对应的时间,实现让线程暂停多久。值得注意的是 线程中如果持有锁,sleep结束之前锁会一直持有,到达时间后才会释放

线程调用sleep方法可以实现暂停1s的输出效果,如果在线程执行过程中出现异常,当前线程就会被interrupt,此时异常InterrunpterException就会发生。

2.3互斥

Java中线程的共享互斥操作,会使用synchronized关键字。线程共享互斥的架构称为监视(monitor),而获取锁有时也称为“持有(own)监视”。

每个锁在同一时刻,只能由一个线程持有。
注意:synchronized方法或声明执行期间,如程序遇到任何异常或return,线程都会释放锁。

1、synchronized方法

Java示例1:

//synchronized实例方法
public synchronized void deposit(int m) {
    System.out.print("This is synchronized method.");
}

注:synchronized实例方法采用this锁(即当前对象)去做线程的共享互斥。

Java示例2:

//synchronized类方法
public static synchronized void deposit(int m) {
    System.out.print("This is synchronized static method.");
}

注:synchronized类方法采用类对象锁(即当前类的类对象)去做线程的共享互斥。如上述示例中,采用类.class(继承自java.lang.Class)作为锁。

2、synchronized声明
Java示例:

public void deposit(int m) {
    synchronized (this) {
        System.out.print("This is synchronized statement with this lock.");
    }
    synchronized (Something.class) {
        System.out.print("This is synchronized statement with class lock.");
    }
}

注:synchronized声明可以采用任意锁,上述示例中,分别采用了对象锁(this)和类锁(something.class)

2.4 中断

java.lang.Thread类有一个interrupt方法,该方法直接对线程调用。当被interrupt的线程正在sleep或wait时,会抛出InterruptedException异常。
事实上,interrupt方法只是改变目标线程的中断状态(interrupt status),而那些会抛出InterruptedException异常的方法,如wait、sleep、join等,都是在方法内部不断地检查中断状态的值。

  • interrupt方法

Thread实例方法:必须由其它线程获取被调用线程的实例后,进行调用。实际上,只是改变了被调用线程的内部中断状态;

  • Thread.interrupted方法

Thread类方法:必须在当前执行线程内调用,该方法返回当前线程的内部中断状态,然后清除中断状态(置为false) ;

  • isInterrupted方法

Thread实例方法:用来检查指定线程的中断状态。当线程为中断状态时,会返回true;否则返回false。

2.5 协调

1、wait set / wait方法
wait set是一个虚拟的概念,每个Java类的实例都有一个wait set,当对象执行wait方法时,当前线程就会暂停,并进入该对象的wait set。
当发生以下事件时,线程才会退出wait set:
①有其它线程以notify方法唤醒该线程
②有其它线程以notifyAll方法唤醒该线程
③有其它线程以interrupt方法唤醒该线程
④wait方法已到期
注:当前线程若要执行obj.wait(),则必须先获取该对象锁。当线程进入wait set后,就已经释放了该对象锁。

下图中线程A先获得对象锁,然后调用wait()方法(此时线程B无法获取锁,只能等待)。当线程A调用完wait()方法进入wait set后会自动释放锁,线程B获得锁。

2、notify方法
notify方法相当于从wait set中从挑出一个线程并唤醒。
下图中线程A在当前实例对象的wait set中等待,此时线程B必须拿到同一实例的对象锁,才能调用notify方法唤醒wait set中的任意一个线程。
注:线程B调用notify方法后,并不会立即释放锁,会有一段时间差。

3、notifyAll方法
notifyAll方法相当于将wait set中的所有线程都唤醒。

4、总结
wait、notify、notifyAll这三个方法都是java.lang.Object类的方法(注意,不是Thread类的方法)。
若线程没有拿到当前对象锁就直接调用对象的这些方法,都会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException异常。

  • obj.wait()是把当前线程放到obj的wait set;
  • obj.notify()是从obj的wait set里唤醒1个线程;
  • obj.notifyAll()是唤醒所有在obj的wait set里的线程。

三、线程的状态转移

  • 当创建一个Thread子类或实现Runnable接口类的实例时,线程进入【初始】状态;
  • 调用实例的start方法后,线程进入【可执行】状态;
  • 系统会在某一时刻自动调度处于【可执行】状态的线程,被调度的线程会调用run方法,进入【执行中】状态;
  • 线程执行完run方法后,进入【结束】状态;
  • 处于【结束】状态的线程,在某一时刻,会被JVM垃圾回收;
  • 处于【执行中】状态的线程,若调用了Thread.yield方法,会回到【可执行】状态,等待再次被调度;
  • 处于【执行中】状态的线程,若调用了wait方法,会进入wait set并一直等待,直到被其它线程通过notify、notifyAll、interrupt方法唤醒;
  • 处于【执行中】状态的线程,若调用了Thread.sleep方法,会进入【Sleep】状态,无法继续向下执行。当sleep时间结束或被interrupt时,会回到【可执行状态】;
  • 处于【执行中】状态的线程,若遇到阻塞I/O操作,也会停止等待I/O完成,然后回到【可执行状态】;
发布了95 篇原创文章 · 获赞 38 · 访问量 9万+

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/xzh121121/article/details/103860035