java线程

简介: java线程

java线程

3.1 创建和运行线程

方法一,直接使用 Thread

// 构造方法的参数是给线程指定名字,,推荐给线程起个名字
Thread t1 = new Thread("t1") {
 @Override
 // run 方法内实现了要执行的任务
 public void run() {
 log.debug("hello");
 }
};
t1.start();

方法二,使用 Runnable 配合 Thread

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)Test2.java

// 创建任务对象
Runnable task2 = new Runnable() {
 @Override
 public void run() {
 log.debug("hello");
 }
};
// 参数1 是任务对象; 参数2 是线程名字,推荐给线程起个名字
Thread t2 = new Thread(task2, "t2");
t2.start();

小结

方法1 是把线程和任务合并在了一起,方法2 是把线程和任务分开了,用 Runnable 更容易与线程池等高级 API 配合,用 Runnable 让任务类脱离了 Thread 继承体系,更灵活。通过查看源码可以发现,方法二其实到底还是通过方法一执行的!

方法三,FutureTask 配合 Thread

FutureTask 能够接收 Callable 类型的参数,用来处理有返回结果的情况 Test3.java

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 实现多线程的第三种方法可以返回数据
        FutureTask futureTask = new FutureTask<>(new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                log.debug("多线程任务");
                Thread.sleep(100);
                return 100;
            }
        });
        // 主线程阻塞,同步等待 task 执行完毕的结果
        new Thread(futureTask,"我的名字").start();
        log.debug("主线程");
        log.debug("{}",futureTask.get());
    }

Future就是对于具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果。必要时可以通过get方法获取执行结果,该方法会阻塞直到任务返回结果。

public interface Future<V> {
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
    boolean isCancelled();
    boolean isDone();
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

Future提供了三种功能:   

  1. 判断任务是否完成;   
  2. 能够中断任务;   
  3. 能够获取任务执行结果。

FutureTask是Future和Runable的实现

3.2 线程运行原理

虚拟机栈与栈帧

拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型:每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧(stack frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息,是属于线程的私有的。当java中使用多线程时,每个线程都会维护它自己的栈帧!每个线程只能有一个活动栈帧,对应着当前正在执行的那个方法

线程上下文切换(Thread Context Switch)

因为以下一些原因导致 cpu 不再执行当前的线程,转而执行另一个线程的代码

  • 线程的 cpu 时间片用完(每个线程轮流执行,看前面并行的概念)
  • 垃圾回收
  • 有更高优先级的线程需要运行
  • 线程自己调用了 sleepyieldwaitjoinparksynchronizedlock 等方法

当 Context Switch 发生时,需要由操作系统保存当前线程的状态,并恢复另一个线程的状态,Java 中对应的概念
就是程序计数器(Program Counter Register),它的作用是记住下一条 jvm 指令的执行地址,是线程私有的

3.3 Thread的常见方法

20200306114615-258720.png

3.3.1 start 与 run

调用start

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(){
          @Override
          public void run(){
              log.debug("我是一个新建的线程正在运行中");
              FileReader.read(fileName);
          }
        };
        thread.setName("新建线程");
        thread.start();
        log.debug("主线程");
    }

输出:程序在 t1 线程运行, run()方法里面内容的调用是异步的 Test4.java

11:59:40.711 [main] DEBUG com.concurrent.test.Test4 - 主线程
11:59:40.711 [新建线程] DEBUG com.concurrent.test.Test4 - 我是一个新建的线程正在运行中
11:59:40.732 [新建线程] DEBUG com.concurrent.test.FileReader - read [test] start ...
11:59:40.735 [新建线程] DEBUG com.concurrent.test.FileReader - read [test] end ... cost: 3 ms

调用run

将上面代码的thread.start();改为 thread.run();输出结果如下:程序仍在 main 线程运行, run()方法里面内容的调用还是同步的

12:03:46.711 [main] DEBUG com.concurrent.test.Test4 - 我是一个新建的线程正在运行中
12:03:46.727 [main] DEBUG com.concurrent.test.FileReader - read [test] start ...
12:03:46.729 [main] DEBUG com.concurrent.test.FileReader - read [test] end ... cost: 2 ms
12:03:46.730 [main] DEBUG com.concurrent.test.Test4 - 主线程

小结

直接调用 run() 是在主线程中执行了 run(),没有启动新的线程
使用 start() 是启动新的线程,通过新的线程间接执行 run()方法 中的代码

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