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JUC必知必会(一):线程和进程

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📣 系列专栏:基础知识总结🍁

1. 进程 1.1进程的概念

进程是资源分配的基本单位,它是程序执行时的一个实例,在程序运行时创建。

1.2进程的特点
  • 独立性
    进程是系统中独立存在的实体,它可以拥有自己独立的资源,每个进程都拥有自己私有的地址空间,在没有经过进程本身允许的情况下,一个用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间
  • 动态性
    进程与程序的区别在于,程序只是一个静态的指令集合,而进程是一个正在系统中活动的指令集合,程序加入了时间的概念以后,称为进程,具有自己的生命周期和各种不同的状态,这些概念都是程序所不具备的.
  • 并发性
    多个进程可以在单个处理器CPU上并发执行,多个进程之间不会互相影响.
2. 线程

线程是程序执行的最小单位,是进程的一个执行流,一个线程由多个线程组成的。

2.1线程的概念
  • 线程就是进程内部的程序流,也就是说 *** 作系统内部支持多进程的,而每个进程的内部又是支持多线程的,线程是轻量的,新建线程会共享所在进程的系统资源,因此目前主流的开发都是采用多线程。
  • 多线程是采用时间片轮转法来保证多个线程的并发执行,所谓并发就是指宏观并行微观串行的机制。
2.2 进程和线程的关系
  1. 一个 *** 作系统中可以有多个进程,一个进程中可以包含一个线程(单线程程序),也可以包含多个线程(多线程程序)。

每个线程在共享同一个进程中的内存的同时,又有自己独立的内存空间.所以想使用线程技术,得先有进程,进程的创建是OS *** 作系统来创建的,一般都是C或者C++完成。

3. 为什么说线程是宏观并行微观串行?

因为CPU的执行速率是纳秒级别的,甚至是跟高效,超过了人的反应速度,是的各个进程看起来是并行执行的。也就是说:宏观层面上,所有的进程看似并行(同时运行),但是微观层面上市串行执行的。

串行:同一时刻CPU只能处理一件事,例如你正在吃饭,突然电话响了,你停止吃饭去接电话。

并行:同一时刻CPU共同处理多件事。例如你正在吃饭,突然电话响了,你边吃饭,边去接电话。

4. 线程的生命周期 4.1 线程的三种基本状态

我们先从宏观层面来看,在逐渐剖析。线程的三种基本状态:简称”三态模型” :

  • 就绪(可运行)状态:线程已经准备好运行,只要获得CPU,就可立即执行。
  • 执行(运行)状态:线程已经获得CPU,其程序正在运行的状态。
  • 阻塞状态:正在运行的线程由于某些事件(I/O请求等)暂时无法执行的状态,即线程执行阻塞。

4.2 线程的五态模型

线程生命周期,主要有五种状态:

  1. 新建状态(New) : 当线程对象创建后就进入了新建状态.如:Thread t = new MyThread();
  2. 就绪状态(Runnable):当调用线程对象的start()方法,线程即为进入就绪状态.处于就绪(可运行)状态的线程,只是说明线程已经做好准备,随时等待CPU调度执行,并不是执行了t.start()此线程立即就会执行
  3. 运行状态(Running):当CPU调度了处于就绪状态的线程时,此线程才是真正的执行,即进入到运行状态就绪状态是进入运行状态的唯一入口,也就是线程想要进入运行状态状态执行,先得处于就绪状态
  4. 阻塞状态(Blocked):处于运状态中的线程由于某种原因,暂时放弃对CPU的使用权,停止执行,此时进入阻塞状态,直到其进入就绪状态才有机会被CPU选中再次执行.根据阻塞状态产生的原因不同,阻塞状态又可以细分成三种:
    • 等待阻塞:运行状态中的线程执行wait()方法,本线程进入到等待阻塞状态
    • 同步阻塞:线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其他线程占用),它会进入同步阻塞状态
    • 其他阻塞:调用线程的sleep()或者join()或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态.当sleep()状态超时.join()等待线程终止或者超时或者I/O处理完毕时线程重新转入就绪状态
  5. 死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期
5. 多线程的实现方式
  1. 自定义类继承Thread类并重写run方法,然后创建该类的对象调用start方法。
  2. 自定义类实现Runnable接口并重写run方法,创建该类的对象作为实参来构造Thread类型的对象,然后使用Thread类型的对象调用start方法。

案例:通过多线程模拟抢票,有3个窗口,50张车票

5.1 继承Thread类并重写run方法
package com.example.tickets;

public class TicketTestThread extends Thread{

    // 为线程重命名
    public TicketTestThread(String name){
        super(name);
    }
    // 共享变量(资源)
    private static int ticketCount = 50;

    @Override
    public  void run(){
        while(true){
            try {
                //模拟网络延迟
                Thread.sleep(100);
                int remain = ticketCount--;
                System.out.println(String.format("当前线程为:%s,剩余票数 %s",Thread.currentThread().getName(), remain));
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            if (ticketCount <= 0) break;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TicketTestThread t1 =new TicketTestThread("t1");
        TicketTestThread t2 =new TicketTestThread("t2");
        TicketTestThread t3 =new TicketTestThread("t3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

    }


}

5.2 实现Runnable接口并重写run方法
  • 把【线程】和【任务】(要执行的代码)分开
  • Thread 代表线程
  • Runnable 可运行的任务(线程要执行的代码)
package com.example.tickets;

public class TicketTestThread02 implements Runnable {

    // 共享变量(资源)
    private static int ticketCount = 50;

    @Override
    public  void run(){
        while(true){
            try {
                //模拟网络延迟
                Thread.sleep(100);
                int remain = ticketCount--;
                System.out.println(String.format("当前线程为:%s,剩余票数 %s",Thread.currentThread().getName(), remain));
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            if (ticketCount <= 0) break;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TicketTestThread02 target = new TicketTestThread02();
        Thread t1 = new Thread(target,"t1");
        Thread t2 = new Thread(target,"t2");
        Thread t3 = new Thread(target,"t3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

    }


}

5.3 通过FutureTask和callable实现
  • FutureTask能够接收Callable类型的参数,用来处理有返回结果的情况。
package com.example.tickets;

import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class TicketTestThread04 implements Callable {
    // 共享变量(资源)
    private static int ticketCount = 50;
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        while(true){
            try {
                //模拟网络延迟
                Thread.sleep(100);
                int remain = ticketCount--;
                System.out.println(String.format("当前线程为:%s,剩余票数 %s",Thread.currentThread().getName(), remain));
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            if (ticketCount <= 0) break;
        }
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Callable callable = new TicketTestThread04();
        FutureTask futureTask = new FutureTask(callable);
        Thread t1 = new Thread(futureTask,"t1");
        t1.start();

        Callable callable2 = new TicketTestThread04();
        FutureTask futureTask2 = new FutureTask(callable2);
        Thread t2 = new Thread(futureTask2,"t2");
        t2.start();

        Callable callable3 = new TicketTestThread04();
        FutureTask futureTask3 = new FutureTask(callable3);
        Thread t3 = new Thread(futureTask3,"t3");
        t3.start();
    }
}

5.4 扩展:使用匿名内部类实现
package com.example.tickets;

public class TicketTestThread03  {

    // 共享变量(资源)
    private static int ticketCount = 50;

    /*
    使用匿名内部类创建线程,
    threadName:为线程从命名
    new Thread(new Runable(),线程名)
     */
    public void createThread(String threadName){
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    try {
                        //模拟网络延迟
                        Thread.sleep(100);
                        int remain = ticketCount--;
                        System.out.println(String.format("当前线程为:%s,剩余票数 %s",Thread.currentThread().getName(), remain));
                    }catch (Exception e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    if (ticketCount <= 0) break;
                }
            }
        },threadName).start();
    }


    public static void main(String[] args) {
        TicketTestThread03 t = new TicketTestThread03();
        //调用创建线程方法(线程名)
        t.createThread("t1");
        t.createThread("t2");
        t.createThread("t3");


    }


}

5.5 结果

引发线程安全问题,预知后事如何,请看下回分解。


💖💖💖 完结撒花

💖💖💖 路漫漫其修远兮,吾将上下而求索

✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨

最后,还不动手进你的收藏夹吃灰😎😎😎

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原文地址: http://outofmemory.cn/langs/788264.html

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