线程

作者: feiai | 来源:发表于2018-03-15 09:25 被阅读0次

    线程的组成

    1)一组代表处理器状态的CPU寄存器中的内容

    2)两个栈,一个用于当线程在内核模式下执行的时候,另一个用于线程在用户模式下执行的时候

    3)一个被称为线程局部存储器(TLS,thread-localstorage)的私有储存区域,各个子系统、运行库和DLL都会用到该储存区域

    4)一个被称为线程ID(threadID,线程标识符)的唯一标识符(在内部也被称为客户ID——进程ID和线程ID是在同一个名字空间中生产的,所以它们永远不会重叠)

    5)有时候线程也有它们自己的安全环境,如果多线程服务器应用程序要模仿其客户的安全环境,则往往可以利用线程的安全环境。

     线程,有时被称为轻量级进程(Lightweight Process,LWP),是程序执行流的最小单元。个标准的线程由线程ID,当前指令指针(PC),寄存器集合和堆栈组成。另外,线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位,线程自己不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源,但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程,同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约,致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。每一个程序都至少有一个线程,那就是程序本身。

    线程是程序中一个单一的顺序控制流程。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程

    线程属性

    在多线程OS中,通常是在一个进程中包括多个线程,每个线程都是作为利用CPU的基本单位,是花费最小开销的实体。线程具有以下属性。

    1)轻型实体

    线程中的实体基本上不拥有系统资源,只是有一点必不可少的、能保证独立运行的资源,比如,在每个线程中都应具有一个用于控制线程运行的线程控制块TCB,用于指示被执行指令序列的程序计数器、保留局部变量、少数状态参数和返回地址等的一组寄存器和堆栈。

    2)独立调度和分派的基本单位。

      在多线程OS中,线程是能独立运行的基本单位,因而也是独立调度和分派的基本单位。由于线程很“轻”,故线程的切换非常迅速且开销小。

    3)可并发执行。

      在一个进程中的多个线程之间,可以并发执行,甚至允许在一个进程中所有线程都能并发执行;同样,不同进程中的线程也能并发执行。

    4)共享进程资源。

    在同一进程中的各个线程,都可以共享该进程所拥有的资源,这首先表现在:所有线程都具有相同的地址空间(进程的地址空间),这意味着,线程可以访问该地址空间的每一个虚地址;此外,还可以访问进程所拥有的已打开文件、定时器、信号量机构等。

    线程与进程的区别可以归纳为以下几点:

      1)地址空间和其它资源(如打开文件):进程间相互独立,同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。

    2)通信:进程间通信IPC,线程间可以直接读写进程数据段(如全局变量)来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助,以保证数据的一致性。

    3)调度和切换:线程上下文切换进程上下文切换要快得多。

      4)在多线程OS中,进程不是一个可执行的实体。

    线程周期

    1.新建 2.就绪 3.运行 4.阻塞 5.死亡

    线程调度

    有线程进入了就绪状态,需要有线程调度程序来决定何时执行,根据优先级来调度。

    线程的组

    每个线程都是一个线程组的一个成员,线程组把多个线程集成一个对象,通过线程组可以同时对其中的多个线程进行操作。在生成线程时必须将线程放在指定的线程组,也可以放在缺省的线程组中,缺省的就是生成该线程的线程所在的线程组。一旦一个线程加入了某个线程组,不能被移出这个组。

    守护线程

    守护线程是特殊的线程,一般用于在后台为其他线程提供服务.

      Java中,isDaemon():判断一个线程是否为守护线程.

      Java中,set Daemon():设置一个线程为守护线程.

    优先等级

    有线程进入了就绪状态,需要有线程调度程序来决定何时执行,根据优先级来调度

    yield()告诉系统"把自己的CPU时间让掉,让其他线程或者自己运行"

    好处优点

     1 创建一个新线程花费的时间少。

      2 两个线程的切换时间少。

      3 由于同一个进程内的线程共享内存和文件,所以线程之间互相通信必须调用内核。

      4 线程能独立执行,能充分利用和发挥处理机与外围设备并行工作的能力。

    同步方法

     线程的同步是Java多线程编程的难点,往往开发者搞不清楚什么是竞争资源、什么时候需要考虑同步,怎么同步等等问题,当然,这些问题没有很明确的答案,但有些原则问题需要考虑,是否有竞争资源被同时改动的问题?对于同步,在具体的Java代码中需要完成以下两个操作:把竞争访问的资源标识为private;同步哪些修改变量的代码,使用synchronized关键字同步方法或代码。当然这不是唯一控制并发安全的途径。synchronized关键字使用说明synchronized只能标记非抽象的方法,不能标识成员变量。为了演示同步方法的使用,构建了一个信用卡账户,起初信用额为100w,然后模拟透支、存款等多个操作。显然银行账户User对象是个竞争资源,而多个并发操作的是账户方法oper(int x),当然应该在此方法上加上同步,并将账户的余额设为私有变量,禁止直接访问。/** * Java线程:线程的同步[2]

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