线程,多线程,线程池的那些事
Java中的线程的生命周期大体可分为5种状态:新建、可运行、运行、阻塞、死亡。
1、新建(NEW):新创建了一个线程对象。
2、可运行(RUNNABLE):线程对象创建后,其他线程(比如main线程)调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,等待被线程调度选中,获取cpu 的使用权 。
3、运行(RUNNING):可运行状态(runnable)的线程获得了cpu 时间片(timeslice) ,执行程序代码。
4、阻塞(BLOCKED):阻塞状态是指线程因为某种原因放弃了cpu 使用权,也即让出了cpu timeslice,暂时停止运行。直到线程进入可运行(runnable)状态,才有机会再次获得cpu timeslice 转到运行(running)状态。
阻塞的情况分三种:
1)等待阻塞:运行(running)的线程执行o.wait()方法,JVM会把该线程放入等待队列(waitting queue)中。
2)同步阻塞:运行(running)的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池(lock pool)中。
3)其他阻塞:运行(running)的线程执行Thread.sleep(long ms)或t.join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。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,线程重新转入可运行(runnable)状态。
5、死亡(DEAD):线程run()、main() 方法执行结束,或者因异常退出了run()方法,则该线程结束生命周期。死亡的线程不可再次复生。
几个方法的比较:
1)Thread.sleep(long millis),一定是当前线程调用此方法,当前线程进入阻塞,但不释放对象锁,millis后线程自动苏醒进入可运行状态。作用:给其它线程执行机会的最佳方式。
2)Thread.yield(),一定是当前线程调用此方法,当前线程放弃获取的cpu时间片,由运行状态变会可运行状态,让OS再次选择线程。作用:让相同优先级的线程轮流执行,但并不保证一定会轮流执行。实际中无法保证yield()达到让步目的,因为让步的线程还有可能被线程调度程序再次选中。Thread.yield()不会导致阻塞。
3)t.join()/t.join(long millis),当前线程里调用其它线程1的join方法,当前线程阻塞,但不释放对象锁,直到线程1执行完毕或者millis时间到,当前线程进入可运行状态。
4)obj.wait(),当前线程调用对象的wait()方法,当前线程释放对象锁,进入等待队列。依靠notify()/notifyAll()唤醒或者wait(long timeout)timeout时间到自动唤醒。
5)obj.notify(),唤醒在此对象监视器上等待的单个线程,选择是任意性的。notifyAll()唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
多线程的实现方式Thread、Runnable、Callable
继承Thread类,实现Runnable接口,实现Callable接口。
这三种方法的介绍和比较:
1、实现Runnable接口相比继承Thread类有如下优势:
1)可以避免由于Java的单继承特性而带来的局限
2)增强程序的健壮性,代码能够被多个线程共享,代码与数据是独立的
3)适合多个相同程序代码的线程去处理同一资源的情况
2、实现Runnable接口和实现Callable接口的区别
1)Runnable是自从java1.1就有了,而Callable是1.5之后才加上去的
2)实现Callable接口的任务线程能返回执行结果,而实现Runnable接口的任务线程不能返回结果
3)Callable接口的call()方法允许抛出异常,而Runnable接口的run()方法的异常只能在内部消化,不能继续上抛
4)加入线程池运行,Runnable使用ExecutorService的execute方法,Callable使用submit方法
注:Callable接口支持返回执行结果,此时需要调用FutureTask.get()方法实现,此方法会阻塞主线程直到获取返回结果,当不调用此方法时,主线程不会阻塞
JVM
每个JVM都包含:方法区、Java堆、Java栈、本地方法栈、程序计数器等。
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1、方法区:共享
各个线程共享的区域,存放类信息、常量、静态变量。
2、Java堆:共享
也是线程共享的区域,我们的类的实例就放在这个区域,可以想象你的一个系统会产生很多实例,因此Java堆的空间也是最大的。如果Java堆空间不足了,程序会抛出OutOfMemoryError异常。
3、Java栈:私有
每个线程私有的区域,它的生命周期与线程相同,一个线程对应一个Java栈,每执行一个方法就会往栈中压入一个元素,这个元素叫“栈帧”,而栈帧中包括了方法中的局部变量、用于存放中间状态值的操作栈。如果Java栈空间不足了,程序会抛出StackOverflowError异常,想一想什么情况下会容易产生这个错误,对,递归,递归如果深度很深,就会执行大量的方法,方法越多Java栈的占用空间越大。
4、本地方法栈:私有
角色和Java栈类似只不过它是用来表示执行本地方法的,本地方法栈存放的方法调用本地方法接口,最终调用本地方法库,实现与操作系统、硬件交互的目的。
5、程序计数器:私有
说到这里我们的类已经加载了,实例对象、方法、静态变量都去了自己该去的地方,那么问题来了,程序该怎么执行,哪个方法先执行,哪个方法后执行,这些指令执行的顺序就是程序计数器在管,它的作用就是控制程序指令的执行顺序。
6、执行引擎当然就是根据PC寄存器调配的指令顺序,依次执行程序指令。
java堆
Java堆是虚拟机管理的最大的一块内存,堆上的所有线程共享一块内存区域,在启动虚拟机时创建。此内存唯一目的就是存放对象实例,几乎所有对象实例都在这里分配,这一点Java虚拟机规范中的描述是:所有对象实例及数组都要在堆上分配。
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域,也被称为“GC堆”,由于现在收集器基本都采用分代收集算法,所以Java堆中还可以分为:新生代和老年代。
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VM 每次只会使用 Eden 和其中的一块 Survivor 区域来为对象服务,所以无论什么时候,总是有一块 Survivor 区域是空闲着的。 因此,新生代实际可用的内存空间为 9/10 ( 即90% )的新生代空间。
新生代是 GC 收集垃圾的频繁区域。
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