一、进程与线程的基本概念
进程:就是应用程序在内存中分配的空间,也就是正在运行的程序,各个进程之间互不干扰。同时进程保存着程序每一个时刻运行的状态。(例如手机里的一个个App,一个App的运行就对应一个主进程)
线程:如果一个进程有多个子任务时,只能逐 个得执行这些子任务,很影响效率。于是人们提出了线程的概念,让一个线程 执多个子任务,这样一个进程就包含了多个线程,每个线程负责一个单独的子任务。(例如迅雷App,一个下载任务就对应着一个线程)
总之,进程和线程的提出极大的提高了操作提供的性能。进程让操作系统的并发性成为了可能,而线程让进程的内部并发成为了可能。
进程和线程的区别
进程是一个独立的运行环境,而线程是在进程中执行的一个任务。他们两个本质的区别是是否单独占有内存地址空间及其它系统资源(例如I/O):
- 进程单独占有一定的内存地址空间,所以进程间存在内存隔离,数据是分开的,数据共享复杂但是同步简单,各个进程之间互不干扰;而线程共享所属进程占有的内存地址空间和资源,数据共享简单,但是同步复杂。
- 进程单独占有一定的内存地址空间,一个进程出现问题不会影响其他进程,不影响主程序的稳定性,可靠性高;一个线程崩溃可能影响整个程序的稳定性, 可靠性较低。
- 进程单独占有一定的内存地址空间,进程的创建和销毁不仅需要保存寄存器和栈信息,还需要资源的分配回收以及页调度,开销较大;线程只需要保存寄存器和栈信息,开销较小。
另外一个重要区别是,进程是操作系统进行资源分配的基本单位,而线程是操作系统进行调度的基本单位,即CPU分配时间的单位 。
二、Java多线程入门类和接口
JDK提供了 Thread 类和 Runnalble 接口来让我们实现自己的“线程”类:
- 继承Thread 类并重写run()
- 实现Runnalble 接口的run()
public class Demo {
public static class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread");
}
}
public static void main(String[] args) {
Thread myThread = new MyThread();
myThread.start();
}
}
public class Demo {
public static class MyThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread");
}
}
public static void main(String[] args) {
new MyThread().start();
// Java 8 函数式编程,可以省略MyThread类
new Thread(() -> {
System.out.println("Java 8 匿名内部类");
}).start();
}
}
Thread类与Runnable接口的比较:
- 由于Java“单继承,多实现”的特性,Runnable接口使用起来比Thread更灵活。
- Runnable接口出现更符合面向对象,将线程单独进行对象的封装。
- Runnable接口出现,降低了线程对象和线程任务的耦合性。
三、Java线程的状态及主要转化方法
Java线程的6个状态如下:
public enum State {
NEW,//新建
RUNNABLE,//运行
BLOCKED,//锁定
WAITING,//等待
TIMED_WAITING,//定时等待
TERMINATED;//终止
}
线程状态的转换
四、线程之间的通信
线程的通信是指线程之间以何种机制来交换信息。在编程中,线程之间的通信机制有两种,共享内存和消息传递。
(1)在共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,线程之间通过写-读内存中的公共状态来隐式进行通信,典型的共享内存通信方式就是通过共享对象进行通信。
共享内存的并发模型采用这种的通讯方式的涉及的知识点有:
- 锁(synchronized)
- 信号量(volatile、Semaphore)
(2)在消息传递的并发模型里,线程之间没有公共状态,线程之间必须通过明确的发送消息来显式进行通信。
采用这种的通讯方式的涉及的知识点有:
- 基于 Object 类的 wait() 方法和 notify()通知/等待机制实现的线程通讯方式。
- 基于“管道流”的通信方式(PipedWriter 、 PipedReader 、
PipedOutputStream 、 PipedInputStream 。其中,前面两个是基于字符的,后面两个是基于字节流的)实现的线程通讯方式。
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