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Java 并 发 编 程 基 础

1. 概述

在支持同时运行多个任务的系统中，一个任务一般是一个程序，每个程序就是一个进程。而在一个程序其内部，可能包含了多个顺序执行流，每个顺序执行流就是一个线程。

比如在Windows操作系统中，我们可以通过系统自带的任务管理器查看到进程列表。某些进程可以展开，可能会查看到一个或者多个运行的服务或子进程。

1.1 进程与线程

【进程】：进行中的程序。是内存正在执行中的应用程序及其某些必要资源总和，它是线程的容器。

• 程序进行起来他就成了进程
• 一个程序运行起来可能有多个进程：一种情况是，一个应用程序可以启动多个处理进程，所有进程隶属于当前应用程序即所谓的多进程服务。另一种情况是，一个程序只有一个进程，但开启了多个该程序。

进程一般有如下特征：

• 独立性：进程是系统中独立存在的实体。它可以拥有自己独立的资源。每个进行都有总计私有的地址空间。在没有经过进程允许时，一个用于进程不可以直接访问其它进程的地址空间。
• 动态性：程序知识一个静态的指令集合，而进程是一个正在系统中活动的指令集合。进程具有自己的生命周期和各种不同的状态，这些概念在程序中都是不具备的。
  并发性：多个进程可以在单个处理器上并发执行，且它们之间不会互相影响。

【线程】：线程是位于进程中的执行单元，它是CPU调度的基本单元。

• 线程是操作系统分配CPU时间的基本实体
• 线程是处理器调度的最小单位。

1.2 并发与并行

【并发】：多个任务在CPU上"快速轮换”执行，而实际上任意时刻CPU只能执行其中一个任务。

【并行】：多CPU、多个任务真正同时地在执行。任意时刻多个CUP能同时执行多个任务，即并型才是真正地同时执行任务。

2. Java多线程技术

多线程扩展了多线程地概念，使得同一个进程可以同时并发处理多个任务。已经说过，线程（Thread）也称为轻量级进程（Lightweight Process），是进程地执行单元，而进程是线程地容器。

2.1 线程的生命周期

2.2 创建进程的三种方式

2.2.1 继承Tgread类

（1）继承Thread类，并重写run方法

run()方法就是线程执行体，即该线程需要完成的事情。

（2）创建Thread子类的实例，并调用strat()方法期待线程

2.2.2 实现Runnable接口

（1）实现Runnable接口，并重写run()方法；

（2）创建Runnable实现类的实例；

（3）以Runnable实现类的实例为target，创建Thread对象，再调用start方法启动线程。

2.2.3 实现Callable接口

创建Thread子类的实例并调用start()方法启动线程

2.3 多线程编程实例

【实例1】

附录 Thread类

thread是程序中的一个执行线程。Java虚拟机允许应用程序同时运行多个执行线程。

每个线程都有优先级。优先级较高的线程优先于优先级较低的线程执行。每个线程也可以标记为守护进程，也可以不标记。当在某个线程中运行的代码创建一个新的“线程”对象时，新线程的优先级最初被设置为等于创建线程的优先级，并且当且仅当创建线程是守护进程时，它才是守护进程。

当一个Java虚拟机启动时，通常有一个非守护线程(它通常调用某个指定类的名为“main”的方法)。Java虚拟机继续执行线程，直到出现以下任一情况:

• 类Runtime的 exit方法已被调用，安全管理器已允许退出操作发生。
• 所有不是守护线程的线程都已经死亡，要么是从调用run方法返回，要么是抛出一个传播到“运行”方法之外的异常。

有两种方法可以创建新的执行线程。一种是将一个类声明为 Thread的子类。这个子类应该覆盖类 Thread的run方法。然后可以分配并启动子类的一个实例。例如，计算大于规定值的素数的线程可以写成如下形式:

class PrimeThread extends Thread {
   long minPrime;
   PrimeThread(long minPrime) {
       this.minPrime = minPrime;
   }
   public void run() {
       // compute primes larger than minPrime
       . . .
   }
}

下面的代码将创建一个线程并开始运行:

PrimeThread p = new PrimeThread(143);
p.start();

创建线程的另一种方法是声明一个实现Runnable接口的类。然后，该类实现“运行”方法。然后可以分配该类的一个实例，在创建 Thread时作为参数传递，并启动。另一种样式中的相同示例如下所示:

class PrimeRun implements Runnable {
    long minPrime;
    PrimeRun(long minPrime) {
        this.minPrime = minPrime;
    }
    public void run() {
        // compute primes larger than minPrime
        . . .
    }
}

下面的代码将创建一个线程并开始运行:

PrimeRun p = new PrimeRun(143);
 new Thread(p).start();

出于识别目的，每个线程都有一个名称。多个线程可以具有相同的名称。如果在创建线程时没有指定名称，则会为其生成一个新名称。

除非另有说明，否则将“null”参数传递给此类中的构造函数或方法将导致引发NullPointRexception。

构造器

Field

方法