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1.多线程通信
现代社会崇尚合作精神,分工合作在日常生活和工作中无处不在。举个简单的例子,例如一条生产线的上下两个工序,它们必须以规定的速率完成各自的工作,才能保证产品在流水线中顺利的流转。如果下工序过慢,会造成产品在两道工序之间的积压,如果上工序过慢,会造成下工序长时间无事可做。在多线程的程序中,上下工序可以看作两个线程,这两个线程之间需要协同完成工作,就需要线程之间进行通信。
2.线程状态转换
2.1 New——新建状态
线程刚被创建,不过还没有被启动(还没有调用start方法)。
处于可运行状态的线程正在Java虚拟机中执行,但是它可能正在等待来自操作系统(例如处理器)的其他资源。
当一个线程想获取一个对象锁,不过该对象锁被其它的线程持有时,该线程就会进入锁阻塞状态;当该线程持有锁的时候,该线程将会变成可运行的状态。
当一个线程在等待另一个线程执行一个(唤醒)动作时,该线程就会进入无限等待状态。进入这个状态后是不能自动唤醒的,要等待另一个线程调用notify()方法,或notifyall()方法才能够被唤醒。
类似于无限等待状态,有几个方法有超时参数,如:Thread.sleep、Object.wait方法。调用这些方法,进入计时等待状态。计时等待状态将会一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。
1、因为run方法的正常退出而死亡。
2、因为没有捕获的异常,终止了run方法而死亡。
3.等待唤醒案例
顾客要去饭店吃饭,自助下单,说明要吃什么,数量是多少。下完单以后,顾客就等待该饭店厨师做饭菜,也就是Waiting状态(无限等待状态)。
厨师收到下单信息,开始做饭菜,做好饭菜,把饭菜递到顾客桌面上,顾客看到饭菜已经来了(notify方法),就可以开吃了(等待唤醒机制)。
顾客线程和厨师线程,必须使用同步代码块包裹起来,保证等待和唤醒只能有一个在执行。
同步使用的锁对象必须保证唯一。
只有锁对象才能够调用Object.wait方法和Object.notify方法。
为此,Java在Object类中提供了wait()、notify()、notifyAll()等方法用于解决线程间的通信问题,因为Java中所有类都是Object类的子类或间接子类,因此任何类的实例对象都可以直接使用这些方法。
3.1 应用举例
public class Thread08 { public static void main(String[] args) { //创建锁对象(保证锁唯一) Object object=new Object(); //创建一个顾客线程 new Thread() { @Override public void run() { //使用同步代码块包装起来,保证等待和唤醒只有一个在执行 synchronized(object) { //顾客下单 System.out.println("我要一份西虹市炒番茄、一份马铃薯炒土豆,还有两碗米饭!!!"); try { //调用wait()方法,进入无限等待状态 object.wait(); }catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //顾客线程被唤醒之后,即可执行(也就是说厨师把饭菜做好,顾客可以吃饭了) System.out.println("饿死我了,话不多说,吃饭!!!"); } } }.start();//start()方法启动该线程 //创建一个厨师线程 new Thread() { @Override public void run() { //厨师收到顾客下单请求,花了5秒钟把饭菜做好 try { Thread.sleep(5000); }catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //使用同步代码块包装起来,保证等待和唤醒只有一个在执行 synchronized(object) { System.out.println("顾客请稍后,五秒钟饭菜即可做好!!!"); //此时饭菜已经做好,调用notify()方法,唤醒顾客线程 object.notify(); } } }.start(); } }
面的代码,存在线程间的通信,那什么又是线程间的通信呢?简单的说,就是多个线程在处理同一个资源,但是处理的动作(线程的任务)却不同。如上,厨师线程做饭菜,顾客线程吃饭菜。那为什么要进行线程间的通信呢?多个线程并发执行的时候,在默认情况下CPU是随机切换线程的,当我们需要多个线程来共同完成一件任务,并且希望它们有规律的执行的时候,那么多线程就之间就需要一些协调通信,来达到多线程共同操作一份数据。
对代码中通信的理解:
对有没有饭菜进行判断——
1、没有饭菜(False)。
2、顾客下单。
3、厨师做饭菜。
4、顾客线程等待。
5、厨师做好饭菜
6、修改饭菜的状态(True)
7、有饭菜,厨师线程提醒顾客线程吃饭菜。
8、厨师线程等待
9、吃完饭菜,修改饭菜的状态(False)
这就是顾客线程与厨师线程之间的通信。以此类推,其它Java程序中多线程的通信也是同样的道理。
4.线程池
在前面两篇有关多线程的博文中讲解了基础的多线程实现,对于基本的任务来说是足够的,但是对于更复杂的任务来说这种频繁手动式的创建、管理线程显然是不可取的,因为线程对象使用了大量的内存,在大规模应用程序中,创建、分配和释放多线程对象会产生大量内存管理开销。为此,可以考虑使用Java提供的线程池来创建多线程,进一步优化线程管理。
4.2 线程池概念
线程池其实就是一个容纳多个线程的容器,其中的线程可以反复使用,省去了频繁创建线程对象的操作,无需因为反复创建线程而消耗过多资源。由于线程池中有很多操作都是与优化资源相关的,在这里就不多述。我们通过一张图来了解线程池的工作原理:👇👇👇
1. 降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数,每个工作线程都可以被重复利用,可执行多个任务。
2. 提高响应速度。当任务到达时,任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
3. 提高线程的可管理性。可以根据系统的承受能力,调整线程池中工作线线程的数目,防止因为消耗过多的内存,而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存,线程开的越多,消耗的内存也就越大,最后死机)。
①创建一个实现Runnable接口或者Callable接口的实现类,同时重写run()或者call()方法;
②创建Runnable接口或者Callable接口的实现类对象;
③使用Executors线程执行器类创建线程池;
④使用ExecutorService执行器服务类的submit()方法将Runnable接口或者Callable接口的实现类对象提交到线程池进行管理;
⑤线程任务执行完成后,可以使用shutdown()方法关闭线程池。
import java.util.concurrent.Executor; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; class Runnable01 implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("线程名称:" + Thread.currentThread().getName()); } } public class Thread09 { public static void main(String[] args) { //使用线程池的工厂类Executors里边提供的静态方法 newFixedThreadPool生产一个指定线程数量的线程池 ExecutorService executorService=Executors.newFixedThreadPool(3); //调用ExecutorService执行器服务类中的submit()方法,传递线程任务(实现类)开启线程,执行run()方法 executorService.submit(new Runnable01()); executorService.submit(new Runnable01()); executorService.submit(new Runnable01()); executorService.submit(new Runnable01()); //调用ExecutorService执行服务类中的shutdown()销毁线程池(不建议执行) executorService.shutdown(); } }
至此,博主有关Java多线程的简单学习到这里就算结束了,博文中如有错误或是理解的不准确的地方,还望大佬可以指出!!!最后,感谢大家的访问、点赞和收藏!!!😄😄😄