Java 多线程编程

2023-11-18

Java给多线程编程提供了内置的支持。一个多线程程序包含两个或多个能并发运行的部分。程序的每一部分都称作一个线程,并且每个线程定义了一个独立的执行路径。

多线程是多任务的一种特别的形式,但多线程使用了更小的资源开销。

这里定义和线程相关的另一个术语 - 进程:一个进程包括由操作系统分配的内存空间,包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在,它必须是进程的一部分。一个进程一直运行,直到所有的非守候线程都结束运行后才能结束。

多线程能满足程序员编写高效率的程序来达到充分利用CPU的目的。


一个线程的生命周

线程经过其生命周期的各个阶段。下图显示了一个线程完整的生命周期。

java_thread

  • 新建状态:

    使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后,该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。

  • 就绪状态:

    当线程对象调用了start()方法之后,该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中,要等待JVM里线程调度器的调度。

  • 运行状态:

    如果就绪状态的线程获取 CPU 资源,就可以执行 run(),此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂,它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。

  • 阻塞状态:

    如果一个线程执行了sleep(睡眠)、suspend(挂起)等方法,失去所占用资源之后,该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。

  • 死亡状态:

    一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时,该线程就切换到终止状态。


线程的优先级

每一个Java线程都有一个优先级,这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。

Java线程的优先级是一个整数,其取值范围是1 (Thread.MIN_PRIORITY ) - 10 (Thread.MAX_PRIORITY )。

默认情况下,每一个线程都会分配一个优先级NORM_PRIORITY(5)。

具有较高优先级的线程对程序更重要,并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是,线程优先级不能保证线程执行的顺序,而且非常依赖于平台。


创建一个线程

Java提供了两种创建线程方法:

  • 通过实现Runable接口;
  • 通过继承Thread类本身。

通过实现Runnable接口来创建线程

创建一个线程,最简单的方法是创建一个实现Runnable接口的类。

为了实现Runnable,一个类只需要执行一个方法调用run(),声明如下:

publicvoid run()

你可以重写该方法,重要的是理解的run()可以调用其他方法,使用其他类,并声明变量,就像主线程一样。

在创建一个实现Runnable接口的类之后,你可以在类中实例化一个线程对象。

Thread定义了几个构造方法,下面的这个是我们经常使用的:

Thread(Runnable threadOb,String threadName);

这里,threadOb 是一个实现Runnable 接口的类的实例,并且 threadName指定新线程的名字。

新线程创建之后,你调用它的start()方法它才会运行。

void start();

实例

下面是一个创建线程并开始让它执行的实例:

// 创建一个新的线程
class NewThread implements Runnable {
   Thread t;
   NewThread() {
      // 创建第二个新线程
      t = new Thread(this, "Demo Thread");
      System.out.println("Child thread: " + t);
      t.start(); // 开始线程
   }
  
   // 第二个线程入口
   public void run() {
      try {
         for(int i = 5; i > 0; i--) {
            System.out.println("Child Thread: " + i);
            // 暂停线程
            Thread.sleep(50);
         }
     } catch (InterruptedException e) {
         System.out.println("Child interrupted.");
     }
     System.out.println("Exiting child thread.");
   }
}
 
public class ThreadDemo {
   public static void main(String args[]) {
      new NewThread(); // 创建一个新线程
      try {
         for(int i = 5; i > 0; i--) {
           System.out.println("Main Thread: " + i);
           Thread.sleep(100);
         }
      } catch (InterruptedException e) {
         System.out.println("Main thread interrupted.");
      }
      System.out.println("Main thread exiting.");
   }
}

编译以上程序运行结果如下:

Child thread: Thread[Demo Thread,5,main]
Main Thread: 5
Child Thread: 5
Child Thread: 4
Main Thread: 4
Child Thread: 3
Child Thread: 2
Main Thread: 3
Child Thread: 1
Exiting child thread.
Main Thread: 2
Main Thread: 1
Main thread exiting.

通过继承Thread来创建线程

创建一个线程的第二种方法是创建一个新的类,该类继承Thread类,然后创建一个该类的实例。

继承类必须重写run()方法,该方法是新线程的入口点。它也必须调用start()方法才能执行。

实例

// 通过继承 Thread 创建线程
class NewThread extends Thread {
   NewThread() {
      // 创建第二个新线程
      super("Demo Thread");
      System.out.println("Child thread: " + this);
      start(); // 开始线程
   }
 
   // 第二个线程入口
   public void run() {
      try {
         for(int i = 5; i > 0; i--) {
            System.out.println("Child Thread: " + i);
                            // 让线程休眠一会
            Thread.sleep(50);
         }
      } catch (InterruptedException e) {
         System.out.println("Child interrupted.");
      }
      System.out.println("Exiting child thread.");
   }
}
 
public class ExtendThread {
   public static void main(String args[]) {
      new NewThread(); // 创建一个新线程
      try {
         for(int i = 5; i > 0; i--) {
            System.out.println("Main Thread: " + i);
            Thread.sleep(100);
         }
      } catch (InterruptedException e) {
         System.out.println("Main thread interrupted.");
      }
      System.out.println("Main thread exiting.");
   }
}

编译以上程序运行结果如下:

Child thread: Thread[Demo Thread,5,main]
Main Thread: 5
Child Thread: 5
Child Thread: 4
Main Thread: 4
Child Thread: 3
Child Thread: 2
Main Thread: 3
Child Thread: 1
Exiting child thread.
Main Thread: 2
Main Thread: 1
Main thread exiting.

Thread 方法

下表列出了Thread类的一些重要方法:

序号 方法描述
1 public void start()
使该线程开始执行;Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。
2 public void run()
如果该线程是使用独立的 Runnable 运行对象构造的,则调用该 Runnable 对象的 run 方法;否则,该方法不执行任何操作并返回。
3 public final void setName(String name)
改变线程名称,使之与参数 name 相同。
4 public final void setPriority(int priority)
 更改线程的优先级。
5 public final void setDaemon(boolean on)
将该线程标记为守护线程或用户线程。
6 public final void join(long millisec)
等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。
7 public void interrupt()
中断线程。
8 public final boolean isAlive()
测试线程是否处于活动状态。

测试线程是否处于活动状态。 上述方法是被Thread对象调用的。下面的方法是Thread类的静态方法。

序号 方法描述
1 public static void yield()
暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。
2 public static void sleep(long millisec)
在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行),此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。
3 public static boolean holdsLock(Object x)
当且仅当当前线程在指定的对象上保持监视器锁时,才返回 true。
4 public static Thread currentThread()
返回对当前正在执行的线程对象的引用。
5 public static void dumpStack()
将当前线程的堆栈跟踪打印至标准错误流。

实例

如下的ThreadClassDemo 程序演示了Thread类的一些方法:

// 文件名 : DisplayMessage.java
// 通过实现 Runnable 接口创建线程
public class DisplayMessage implements Runnable
{
   private String message;
   public DisplayMessage(String message)
   {
      this.message = message;
   }
   public void run()
   {
      while(true)
      {
         System.out.println(message);
      }
   }
}
// 文件名 : GuessANumber.java
// 通过继承 Thread 类创建线程

public class GuessANumber extends Thread
{
   private int number;
   public GuessANumber(int number)
   {
      this.number = number;
   }
   public void run()
   {
      int counter = 0;
      int guess = 0;
      do
      {
          guess = (int) (Math.random() * 100 + 1);
          System.out.println(this.getName()
                       + " guesses " + guess);
          counter++;
      }while(guess != number);
      System.out.println("** Correct! " + this.getName()
                       + " in " + counter + " guesses.**");
   }
}
// 文件名 : ThreadClassDemo.java
public class ThreadClassDemo
{
   public static void main(String [] args)
   {
      Runnable hello = new DisplayMessage("Hello");
      Thread thread1 = new Thread(hello);
      thread1.setDaemon(true);
      thread1.setName("hello");
      System.out.println("Starting hello thread...");
      thread1.start();
     
      Runnable bye = new DisplayMessage("Goodbye");
      Thread thread2 = new Thread(bye);
      thread2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
      thread2.setDaemon(true);
      System.out.println("Starting goodbye thread...");
      thread2.start();
 
      System.out.println("Starting thread3...");
      Thread thread3 = new GuessANumber(27);
      thread3.start();
      try
      {
         thread3.join();
      }catch(InterruptedException e)
      {
         System.out.println("Thread interrupted.");
      }
      System.out.println("Starting thread4...");
      Thread thread4 = new GuessANumber(75);
     
           thread4.start();
      System.out.println("main() is ending...");
   }
}

运行结果如下,每一次运行的结果都不一样。

Starting hello thread...
Starting goodbye thread...
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Thread-2 guesses 27
Hello
** Correct! Thread-2 in 102 guesses.**
Hello
Starting thread4...
Hello
Hello
..........remaining result produced.

线程的几个主要概念:

在多线程编程时,你需要了解以下几个概念:

  • 线程同步
  • 线程间通信
  • 线程死锁
  • 线程控制:挂起、停止和恢复

多线程的使用

有效利用多线程的关键是理解程序是并发执行而不是串行执行的。例如:程序中有两个子系统需要并发执行,这时候就需要利用多线程编程。

通过对多线程的使用,可以编写出非常高效的程序。不过请注意,如果你创建太多的线程,程序执行的效率实际上是降低了,而不是提升了。

请记住,上下文的切换开销也很重要,如果你创建了太多的线程,CPU花费在上下文的切换的时间将多于执行程序的时间!

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

Java 多线程编程 的相关文章

  • 如何在日期选择器中设置不在当前月份的单元格的样式

    我目前正在为我的 JavaFX 应用程序制作注册表 问题是 当日期选择器中的单元格不在页面的月份上时 我想让该单元格变灰 让我们看看我当前的日期选择器 我的日期选择器 正如您所看到的 我希望下个月的日期 27 日 28 日 30 日以及 1
  • 热重载在docker中运行的java程序

    我开发了一个java程序 应该在docker中运行 然而 我在调试docker中运行的java程序时遇到了很多痛苦 我在网上搜索 一些教程提出了像 spring dev tools 这样的工具 因为我的java程序是基于spring boo
  • Java 中的 XPath 节点集

    我在 eclipse 中有这段代码 NodeSet nodes NodeSet xPath evaluate expression inputSource XPathConstants NODESET 它给我 NodeSet 上的编译时错误
  • 如何使用 FileChannel 将一个文件的内容附加到另一个文件的末尾?

    File a txt好像 ABC File d txt好像 DEF 我正在尝试将 DEF 附加到 ABC 所以a txt好像 ABC DEF 我尝试过的方法总是完全覆盖第一个条目 所以我总是最终得到 DEF 这是我尝试过的两种方法 File
  • 如何在一行中将字符串数组转换为双精度数组

    我有一个字符串数组 String guaranteedOutput Arrays copyOf values values length String class 所有字符串值都是数字 数据应转换为Double QuestionJava 中
  • 我需要在 Spring 中检查每个控制器中的有效会话吗? [关闭]

    Closed 这个问题需要多问focused help closed questions 目前不接受答案 假设在 Spring Mvc 的 Web 应用程序中 我们是否需要检查每个控制器或 jsps 中的有效会话 我该如何解决 MVC 中的
  • AES 加密 Java/plsql

    我需要在Java和plsql DBMS CRYPTO for Oracle 10g 上实现相同的加密 解密应用程序 两种实现都工作正常 但这里的问题是我对相同纯文本的加密得到了不同的输出 下面是用于加密 解密过程的代码 Java 和 PLS
  • 如何测试 JUnit 测试的 Comparator?

    我需要测试 Compare 方法 但我对如何测试感到困惑 我可以看看该怎么做吗 public class MemberComparator implements Comparator
  • 线程自动利用多个CPU核心?

    假设我的应用程序运行 2 个线程 例如渲染线程和游戏更新线程 如果它在具有多核 CPU 当今典型 的移动设备上运行 我是否可以期望线程在可能的情况下自动分配给不同的核心 我知道底层操作系统内核 Android linux内核 决定调度 我的
  • 如何查找 Android 设备中的所有文件并将它们放入列表中?

    我正在寻求帮助来列出 Android 外部存储设备中的所有文件 我想查找所有文件夹 包括主文件夹的子文件夹 有办法吗 我已经做了一个基本的工作 但我仍然没有得到想要的结果 这不起作用 这是我的代码 File files array file
  • 在数据流模板中调用 waitUntilFinish() 后可以运行代码吗?

    我有一个批处理 Apache Beam 作业 它从 GCS 获取文件作为输入 我的目标是根据执行后管道的状态将文件移动到两个 GCS 存储桶之一 如果管道执行成功 则将文件移动到存储桶 A 否则 如果管道在执行过程中出现任何未处理的异常 则
  • 如何在 Java 中禁用 System.out 以提高速度

    我正在用 Java 编写一个模拟重力的程序 其中有一堆日志语句 到 System out 我的程序运行速度非常慢 我认为日志记录可能是部分原因 有什么方法可以禁用 System out 以便我的程序在打印时不会变慢 或者我是否必须手动检查并
  • hibernate总是自己删除表中的所有数据

    您好 我正在开发一个 spring mvc 应用程序 它使用 hibernate 连接到存储文件的 mysql 数据库 我有两个方法 一个方法添加我选择的特定文件路径中的所有文件 另一种方法调用查询以返回从 mysql 存储的文件列表 问题
  • Microsoft Graph 身份验证 - 委派权限

    我可以使用 Microsoft Graph 访问资源无需用户即可访问 https developer microsoft com en us graph docs concepts auth v2 service 但是 此方法不允许我访问需
  • 请求位置更新参数

    这就是 requestLocationUpdates 的样子 我使用它的方式 requestLocationUpdates String provider long minTime float minDistance LocationLis
  • 无法理解 Java 地图条目集

    我正在看一个 java 刽子手游戏 https github com leleah EvilHangman blob master EvilHangman java https github com leleah EvilHangman b
  • Spring Data 与 Spring Data JPA 与 JdbcTemplate

    我有信心Spring Data and Spring Data JPA指的是相同的 但后来我在 youtube 上观看了一个关于他正在使用JdbcTemplate在那篇教程中 所以我在那里感到困惑 我想澄清一下两者之间有什么区别Spring
  • 将 JSON 参数从 java 发布到 sinatra 服务

    我有一个 Android 应用程序发布到我的 sinatra 服务 早些时候 我无法读取 sinatra 服务上的参数 但是 在我将内容类型设置为 x www form urlencoded 之后 我能够看到参数 但不完全是我想要的 我在
  • Springs 元素“beans”不能具有字符 [children],因为该类型的内容类型是仅元素

    我在 stackoverflow 中搜索了一些页面来解决这个问题 确实遵循了一些正确的答案 但不起作用 我是春天的新人 对不起 这是我的调度程序 servlet
  • java8 Collectors.toMap() 限制?

    我正在尝试使用java8Collectors toMap on a Stream of ZipEntry 这可能不是最好的想法 因为在处理过程中可能会发生异常 但我想这应该是可能的 我现在收到一个我不明白的编译错误 我猜是类型推理引擎 这是

随机推荐

  • J1939协议与CAN2.0对应关系

  • python贪吃蛇小游戏,面向对象设计模式,附带源码以及所需素材

    在python中通过面向对象设计模式来实现一个贪吃蛇小游戏 源码在最下方 上传的资源包内也包括代码源文件以及所需素材等 源文件在game文件夹内 exe文件可直接运行 pygame模块需要自行下载 先来看运行效果图 开始界面 点击按钮开始游
  • Leetcode 括号的分数 -- 栈

    题目描述 leetcode 856 括号的分数 给定一个平衡括号字符串 S 按下述规则计算该字符串的分数 得 1 分 AB 得 A B 分 其中 A 和 B 是平衡括号字符串 A 得 2 A 分 其中 A 是平衡括号字符串 示例 1 输入
  • Go语言学习18-基准测试

    基准测试 引言 基准测试 1 编写基准测试函数 2 计时器 3 内存分配统计 4 基准测试的运行 结语 引言 所谓基准测试 Benchmark Test 简称BMT 是指 通过一些科学的手段实现对一类测试对象的某项性能指标进行可测量 可重复
  • 嵌入式 Linux 入门(七、Linux 下的环境变量)

    嵌入式 Linux 入门第七课 学习理解 linux 的环境变量 矜辰所致 前言 学习完 Linux 的 Shell 命令 和 Shell 脚本 我们还需要理解一个东西 环境变量 理解了 Linux 的环境变量 前面的文章中有些细节的东西
  • OpenCASCADE:使用C#演示的实例

    OpenCASCADE 使用C 演示的实例 OpenCASCADE是一个开源的三维几何建模软件库 它支持多种语言接口 其中 OCCT是OpenCASCADE的C 语言封装 而在本文中 我们将介绍如何使用C 语言来调用OCCT的API 在Vi
  • Mac安装SecureCRT

    踩了很多坑 主要过程 第一次 在之前常用的一个mac软件福利网站https xclient info s securecrt html下载之后发现没有破解文件securecrt mac crack pl 第二次 在csdn上模仿下载之后进行
  • SpringBoot中策略模式+工厂模式业务实例(接口传参-枚举类查询策略映射关系-执行不同策略)规避大量if-else

    场景 设计模式 策略模式在Java中的使用示例 设计模式 策略模式在Java中的使用示例 java 策略模式示例 霸道流氓气质的博客 CSDN博客 上面讲了策略模式在Java中的使用示例 下面看一个在SpringBoot中的实际使用示例 业
  • 实时监听EditText内容变化,修改监听软键盘

    主要是addTextChangedListener方法的使用 aswerEdittext addTextChangedListener new TextWatcher 编辑框的内容发生改变之前的回调方法 Override public vo
  • 浅谈设计原则

    1单一职责原则 什么是单一职责原则 在我理解看来就是一个东西如果发生问题那么就有且仅有一个原因导致它发生问题 它的准确解释就是 就一个类而言 应该仅有一个引起它变化的原因 如果一个类承担的职责过多 就等于耦合度加大 当变化发生时 设计会受到
  • JAVA-1001. 害死人不偿命的(3n+1)猜想

    卡拉兹 Callatz 猜想 对任何一个自然数n 如果它是偶数 那么把它砍掉一半 如果它是奇数 那么把 3n 1 砍掉一半 这样一直反复砍下去 最后一定在某一步得到n 1 卡拉兹在1950年的世界数学家大会上公布了这个猜想 传说当时耶鲁大学
  • CentOS安装指定版本的Docker(包括卸载)

    一 Docker安装 1 配置指定的yum源 wget P etc yum repos d https mirrors aliyun com docker ce linux centos docker ce repo 2 查看yum源支持的
  • React使用antd里面的Table组件,表格可自由控制列宽

    import React Component from react import Resizable from react resizable import react resizable css styles css 要引入样式 impo
  • 到底学机械好还是学计算机好,大学同学一个选择学机械,另一个学计算机,对比5年后收入蒙了...

    原标题 大学同学一个选择学机械 另一个学计算机 对比5年后收入蒙了 现如今上大学 你所选择的专业对以后的职业规划还是有挺大的影响 而互联网可以说是这些年最热门的专业 所以很多大学生选择学计算机还是挺多的 基本上计算机系的大学生也是最多的 而
  • 腾讯云存储COS

    简介 对象存储 Cloud Object Storage COS 是由腾讯云推出的无目录层次结构 无数据格式限制 可容纳海量数据且支持 HTTP HTTPS 协议访问的分布式存储服务 腾讯云 COS 的存储桶空间无容量上限 无需分区管理 适
  • 低功耗蓝牙(BLE)你入门了吗

    前言 蓝牙低功耗 Bluetooth Low Energy 或称Bluetooth LE BLE 旧商标Bluetooth Smart 用于医疗保健 运动健身 安防 工业控制 家庭娱乐等领域 在如今的物联网时代下大放异彩 扮演者重要一环 是
  • Linux中断处理程序框架

    设备的中断会打断内核进程的正常调度和运行 系统对更高吞吐率的追求势必要求中断服务程序尽量短小精悍 但是 这个良好的愿望往往与现实不吻合 在多数真实的系统中 当中断到来时 要完成的工作往往并不是短小的 它可能要进行大量的耗时处理 为了在中断执
  • Bash中各种括号

    Bash中有各种括号 包括单小括号 双小括号 单中括号 双中括号 单大括号 而且它们之间很容易混淆 所以很有必要总结一下它们的用法 1 的用法 单个小括号用来创建一个子shell 例如 pwd home xfeng cd tmp pwd t
  • matlab智能算法之模拟退火算法

    智能算法之模拟退火算法 1 起源 2 物理退火流程 2 1 加温过程 2 2 等温过程 2 3 冷却过程 2 4 组合优化与物理退化 3 原理 3 1 算法核心迭代 3 2 具体流程 4 案例 4 1 求解n元函数的极小值 4 2 求解二元
  • Java 多线程编程

    Java给多线程编程提供了内置的支持 一个多线程程序包含两个或多个能并发运行的部分 程序的每一部分都称作一个线程 并且每个线程定义了一个独立的执行路径 多线程是多任务的一种特别的形式 但多线程使用了更小的资源开销 这里定义和线程相关的另一个