Java基础夯实之线程问题全面解析
1. 线程是什么
操作系统支持多个应用程序并发执行，每个应用程序至少对应一个进程 ，彼此之间的操作和数据不受干扰，彼此通信一般采用管道通信、消息队列、共享内存等方式。当一个进程需要磁盘IO的时候，CPU就切换到另外的进程，提高了CPU利用率。
有了进程，为什么还要线程？因为进程的成本太高了。
启动新的进程必须分配独立的内存空间，建立数据表维护它的代码段、堆栈段和数据段，这是昂贵的多任务工作方式。线程可以看作轻量化的进程。线程之间使用相同的地址空间，切换线程的时间远小于切换进程的时间。
进程是资源分配的最小单位，而线程是CPU调度的最小单位。每一个进程中至少有一个线程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源，多个线程可以完成多个不同的任务，也就是我们常说的并发多线程。
2. 怎样创建线程
创建线程常用的有四种方式，分别是：
- 继承Thread类
- 实现Runnable接口
- 实现Callable接口
- 使用线程池创建
分别看一下怎么具体怎么使用代码创建的？
2.1 继承Thread类
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new MyThread();
thread.start(); // 启动线程
}
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("关注公众号:一灯架构");
}
}
输出结果：
关注公众号:一灯架构
start方法用来启动线程，只能被调用一次。
run方法是线程的核心方法，业务逻辑都写在run方法中。
2.2 实现Runnable接口
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
Thread thread1 = new Thread(myRunnable, "线程1");
Thread thread2 = new Thread(myRunnable, "线程2");
thread1.start(); // 启动线程1
thread2.start(); // 启动线程2
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
private int count = 5;
@Override
public void run() {
while (count > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "，关注公众号:一灯架构，" + count--);
}
}
}
输出结果：
线程2，关注公众号:一灯架构，4
线程1，关注公众号:一灯架构，5
线程1，关注公众号:一灯架构，2
线程1，关注公众号:一灯架构，1
线程2，关注公众号:一灯架构，3
需要把Runnable实例放到Thread类中，才能执行，Thread对象才是真正的线程对象。
使用实现Runnable接口创建线程方式，相比继承Thread类创建线程，优点是：
- 实现的方式没有类的单继承性的局限性
- 实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况
2.3 实现Callable接口
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
MyCallable myCallable = new MyCallable();
FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(myCallable);
Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.start();
System.out.println(futureTask.get());
}
}
class MyCallable implements Callable {
@Override
public String call() throws Exception {
return "关注公众号:一灯架构";
}
}
输出结果：
关注公众号:一灯架构
实现Callable接口的线程实例对象，配合FutureTask使用，可以接收返回值。
2.4 使用线程池创建
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
executorService.execute(() -> System.out.println("关注公众号:一灯架构"));
}
}
输出结果：
关注公众号:一灯架构
使用线程池创建线程是工作开发中最常用的方式，优点是：
- 线程池帮忙管理对象的创建与销毁，减轻开发者工作量
- 线程池帮忙管理任务的调用，资源的创建与分配
- 复用线程和对象，提高使用效率
3. 线程的状态
线程共有6种状态，分别是NEW（初始化）、RUNNABLE（可运行）、WAITING（等待）、TIMED_WAITING（超时等待）、BLOCKED（阻塞）、TERMINATED（终止）。
1.NEW（初始化）
表示创建线程对象之后，还没有调用start方法。
2.RUNNABLE（可运行）
表示调用start方法之后，等待CPU调度。为了便于理解，通常又把RUNNABLE分别RUNNING（运行中）和READY（就绪）。处在RUNNING（运行中）状态的线程可以调用yield方法，让出CPU时间片，然后跟其他处于READY（就绪）一起等待被调度。
3.WAITING（等待）
处于RUNNABLE状态的线程调用wait方法之后，就处于等待状态，需要其他线程显示地唤醒。
4.TIMED_WAITING（超时等待）
处于RUNNABLE状态的线程调用wait(long)方法之后，就处于等待状态，需要其他线程显示地唤醒。
5.BLOCKED（阻塞）
等待进入synchronized方法/代码块，处于阻塞状态。
6.TERMINATED（终止）
表示线程已经执行结束。
4. 线程常用方法
说一下线程有哪些常用的方法。
| 方法定义 | 含义 | 使用方式 |
|---|---|---|
| public synchronized void start() {……} | 启动线程 | MyThread myThread = new MyThread(); myThread.start(); |
| public static native Thread currentThread(); | 获取当前线程实例对象 | Thread thread = Thread.currentThread(); |
| public static native void yield(); | 让出CPU时间片 | Thread.yield(); |
| public static native void sleep(long millis); | 睡眠指定时间 | Thread.sleep(1L); |
| public void interrupt() {……} | 中断线程 | MyThread myThread = new MyThread(); myThread.interrupt(); |
| public static boolean interrupted() {……} | 判断线程是否已中断 | MyThread myThread = new MyThread(); boolean interrupted = myThread.isInterrupted(); |
| public final native boolean isAlive(); | 判断线程是否是存活状态 | MyThread myThread = new MyThread(); boolean alive = myThread.isAlive(); |
| public final String getName() {……} | 获取线程名称 | MyThread myThread = new MyThread(); String name = myThread.getName(); |
| public State getState() {……} | 获取线程状态 | MyThread myThread = new MyThread(); Thread.State state = myThread.getState(); |
| public long getId() {……} | 获取线程ID | MyThread myThread = new MyThread(); long id = myThread.getId(); |
| public final void join() {……} | 等待其他线程执行完再执行 | MyThread myThread = new MyThread(); myThread.join(); |
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