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2024-07-06 19:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

线程与进程相似，是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行过成功可以产生多个线程。同类的多个线程共享同一块内存空间和一组系统资源，多以系统在产生一个县城，或是各个线程之间切换的时候，负担要比进程小很多，正因如此，线程也被称为轻量级进程。

什么是多线程

多线程就是多个线程同时运行或交替运行。单核CPU的话是顺序执行，也就是交替运行。多核CPU的话，每个CPU有自己的运算器，多以在多个CPU中可以同时运行。

线程有什么好处

开发高并发系统的基础，利用好多线程机制可以大大提高系统整体的并发能力以及性能。

为什么提倡多线程而不是多进程

线程就是轻量级进程，是程序执行的最小单位。使用多线程而不是用多进程去进行并发程序的设计，是因为线程间的切换和调度的成本远远小于进程。

同步和异步形容一次方法调用同步方法调用一旦开始，调用者必须等到方法挑用返回后，才能继续后续行为。异步方法挑用更像一个消息传递，一旦开始，方法调用就会立即返回，调用者可以继续后续的操作。（关于异步目前比较经典以及常用的实现方式就是消息队列：在不使用消息队列服务器的时候，用户的请求数据直接写入数据库，在高并发的情况下数据库压力剧增，使得响应速度变慢。但是在使用消息队列之后，用户的请求数据发送给消息队列之后立即返回，再由消息队列的消费者进程从消息队列中获取数据，异步写入数据库。由于消息队列服务器处理速度快于数据库（消息队列也比数据库有更好的伸缩性），因此响应速度得到大幅改善。）并发（Concurrency）和并行（Parallelism）都可以表示两个或多个任务一起执行，但侧重点不同。并发侧重于多个任务交替执行，多个任务之间有可能串行，多线程在单核CPU的话是顺序执行，也就是交替运行（并发）。并行是真正意义上的同时执行，多线程在多核CPU的话，每个CPU有自己的运算器，所以在多个CPU中可以同事运行（并行）。高并发

高并发是互联网分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，通常是指通过设计保证系统能同时并行处理很多请求。常用的一些指标有响应时间（Response Time）,吞吐量（Throughput）,每秒查询率QPS（Query Per Second），并发用户数等。

临界区

临界区用来表示一种公共资源（共享数据），可以被多个线程使用。但是每次只能有一个线程使用，一旦临界区资源被占用，其他线程想要使用，必须等待。在并行程序中，临界区资源是保护的对象。

阻塞和非阻塞状态

非阻塞指在不能立刻得到结果之前，该函数不会阻塞当前线程，而会立刻返回，阻塞则与之相反。

使用线程的几种方式继承Thread类实现Runnable接口使用线程池（推荐）可以降低资源消耗，提高响应速度和线程的可重用性。多线程分类用户线程：运行在前台，执行具体任务。如程序的主线程、连接网络的子线程等都是用户线程。守护线程：运行在后台，为其他前台线程服务，也可以说守护线程就是JVM中非守护线程的“佣人”。一旦所有用户线程都结束运行，守护线程会随JVM一起结束工作。应用在数据库连接池中的检测线程，JVM虚拟机启动后的检测线程。常见的守护线程为垃圾回收线程。通过Thread类的setDaemon(true)方法设置当前线程为守护线程。此方法必须在start()方法前执行，否则会抛出IllegalThreadStateException异常。在守护线程中产生的新线程也是守护线程。不是所有的任务都可以分配给守护线程来执行，如读写操作或者计算逻辑。线程常用方法 currentThread() 返回对当前正执行的线程对象的引用。getId() 返回当前线程的标识符setName(String name) 设置当前线程名称getName() 返回当前线程的名称setPriority() 设置线程优先级getPriority() 返回当前线程的优先级isAlive() 测试当前线程是否处于活动状态（线程已经启动且尚未终止，处于正在运行或准备运行状态）interrupt() 中断当前线程interrupted() 测试当前线程是否为中断状态，执行后具有将状态标识清除为false的功能isInterrupted() 测试当前线程Thread对象是否为中断状态，但是不知道状态标志isDaemon() 测试当前线程是否为守护线程setDaemon(boolean on) 设置当前线程标记为daemon线程或用户线程start() 用来启动一个线程，当调用start()方法后，系统才会开启一个新的线程来执行用户定义的子任务，在这个过程中，会为相应的线程分配需要的资源。run() 不需要用户来调用，当通过start()方法启动一个线程后，当线程获得了CPU执行时间，便进入run方法体去执行具体任务。注意，继承Thread类必须重写run方法，在run方法中定义具体要执行的任务。join() 让主线程等子线程运行完之后再继续运行，主线程进入阻塞状态，但不会影响其他正常运行的线程执行，子线程调用join()方法后面的代码，需要等子线程结束主线程才能被唤醒重新获取CPU执行权才能继续执行。在很多情况下，主线程生成并启动子线程，如果子线程需要大量耗时计算，主线程通常会在子线程之前结束，如果主线程要用到子线程处理结果，就要等到子线程完成之后再结束，就需要用到join()方法。源码中wait()的作用是让当前线程等待，而此时的当前线程指的是当前在CPU上运行的线程。子线程加入了主线程，所以虽然调用子线程的wait()方法，但它是通过主线程去调用的，所以休眠的是主线程。sleep(long millis) Thread类的方法，使当前正在执行的线程以执行的毫秒数休眠（暂时停止执行），具体取决于系统定时器和调度程序的精度和准确性。不释放“锁标志”，给其他线程运行机会，不分优先级，执行后或其他方法join()之后转入阻塞状态，抛出InterruptiedException异常，具有良好的移植性。yield() Thread类的线程让步方法，放弃当前CPU资源，转入就绪（可运行）状态，不释放“锁标志”，放弃时间不确定，可能片刻就会从新获得CPU时间片。只让给自己或者同级线程。检测当前是否有可运行的同级或以上优先级的线程，如果有，就退让CPU使用权，让另外的线程先执行。wait() Object类的方法，运行的线程调用wait()方法，线程会释放掉它占有的“锁标志”，使线程所在对象中的其它synchronized数据可被别的线程使用，JVM会把该线程放入等待池中。wait(long timeout) 在调用notify()、notifyAll()或者指定时间之前，此线程都处于等待状态。notify() Object类的方法，唤醒随机线程。notifyAll() Object类的方法，唤醒所有线程。wait()和notify() 会对对象的“锁标志”操作，所以必须在synchronized函数或者synchronized block中调用。如果在non-synchronized或者non-synchronized blockz中调用，编译不报错，但运行时会发生IllegalMonitorStateException异常。线程的各种状态新建状态（New）：新创建一个线程对象。就绪状态（Runnable）：线程对象创建后，其它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，变得可运行，等待获取CPU的使用权。运行状态（Running）：就绪状态的线程获取了CPU，执行程序代码。阻塞状态（Blocked）：阻塞状态是县城因为某种原因放弃了CPU使用权，暂时停止运行，直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞情况一般分为三种等待阻塞：运行的线程执行了wait()方法，JVM会把该线程放入等待池中，直到notify()或者notifyAll()，线程被唤醒后放到锁池（lock blocked pool），释放同步锁使线程回到可运行状态（Runnable）。同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁（Synchronized）时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池中。其他阻塞：运行的线程执行sleep()或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，线程重新转入就绪状态。死亡状态（Dead）：线程执行完或者因异常退出run()方法，该线程生命周期结束。

java中终止线程的方法

使用退出标志，使线程正常退出，就是当run方法完成后终止使用stop方法强行终止线程（不推荐，因为stop和suspend以及resume一样，都是过期作废的方法，使用它们可能会产生不可预料的结果）。使用interrupt方法中断线程，但是不会终止正在运行的线程，需要加入一个盘福安才可以完成线程的停止。死锁

死锁问题的产生是由于不同线程分别占用对方需要同步的资源不放，都在等待对方释放资源，从而导致死锁。导致死锁的根源在于不恰当的运用“synchronized”关键字来管理线程对特定对象的访问。

出现死锁必须具备以下几点：

至少两个或两个以上的线程。至少有两个共享资源的锁。至少存在两个线程各自拥有一个锁。两个线程等待获取彼此的锁。

避免死锁的操作：

保证线程访问资源的顺序是一致的。获取锁的时候加超时时间。

释放锁的操作：

同步结束。同步过程中遇见未处理的错误、异常或break等。同步过程中执行了wait()方法，当前线程将会被挂起，释放锁。

不释放锁的操作：

同步过程中调用了sleep()或者yield()。其它线程调用了该现成的suspend()方法。线程池的五种状态 RUNNING(运行中)：线程池的初始化状态。线程池处在RUNNING状态时，能够接受新任务，以及对已添加的任务进行处理。SHUTDOWN(关掉)：调用线程池的shutdown()接口时，线程池由RUNNING>>SHUTDOWN。处在SHUTDOWN状态时，不接搜新任务，但是能处理已添加的任务。STOP(停止)：调用线程池的shutdownNow()接口时，线程池由（RUNNING or SHUTDOWN）>> STOP。处在STOP状态时，不接收新任务，不处理已添加的任务，并且会中断正在处理的任务。TIDYING(整理)：当线程池在SHUTDOWN状态下，阻塞队列为空并且线程池中执行的任务也为空时，就会由SHUTDOWN >> TIDYING。当线程池在STOP状态下，线程池中执行的任务为空时，就会由STOP >> TIDYING。TERMINATED(终止)：线程池彻底终止，就变成TERMINATED状态。线程池处在TIDYING状态时，执行完terminated()之后，就会由TIDYING >> TERMINATED。

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