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一、并發(fā)編程簡介

1、基礎(chǔ)概念

• 程序

與計算機系統(tǒng)操作有關(guān)的計算機程序、規(guī)程、規(guī)則，以及可能有的文件、文檔及數(shù)據(jù)。

• 進(jìn)程

進(jìn)程是計算機中的程序，關(guān)于某數(shù)據(jù)集合上的一次運行活動，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位，是操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。在早期面向進(jìn)程設(shè)計的計算機結(jié)構(gòu)中，進(jìn)程是程序的基本執(zhí)行實體；在面向線程設(shè)計的計算機結(jié)構(gòu)中，進(jìn)程是線程的容器。程序是指令、數(shù)據(jù)及其組織形式的描述，進(jìn)程是程序的實體。

• 線程

線程是操作系統(tǒng)能夠進(jìn)行運算調(diào)度的最小單位，包含在進(jìn)程之中，是進(jìn)程中的實際運作單位。一條線程指的是進(jìn)程中一個單一順序的控制流，一個進(jìn)程中可以并發(fā)多個線程，每條線程并行執(zhí)行不同的任務(wù)。

• 順序編程

程序中的所有步驟在任意時刻只能執(zhí)行一個步驟。編程中絕大部分場景都是基于順序編程。

• 并發(fā)編程

在一臺處理器上“同時”處理多個任務(wù)，并行處理程序中的復(fù)雜耗時任務(wù)。并發(fā)是在同一實體上的多個事件。多個事件在同一時間間隔發(fā)生。

2、入門案例

public class HelloThread {public static void main(String[] args) {System.out.println("Hello,Thread");// 當(dāng)前線程名稱System.out.println(Thread.currentThread().getName());// 線程系統(tǒng)的管理接口ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();long[] threadIds = threadMXBean.getAllThreadIds() ;for (long id : threadIds) {ThreadInfo threadInfo = threadMXBean.getThreadInfo(id) ;System.out.println(threadInfo.getThreadId()+":"+threadInfo.getThreadName());}} }

打印結(jié)果：

5:Monitor Ctrl-Break 4:Signal Dispatcher 3:Finalizer 2:Reference Handler 1:main

由此可知上述一段簡單的Java程序，不止一條main線程在執(zhí)行。

二、線程創(chuàng)建方式

1、繼承Thread類

Thread類的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)：

class Thread implements Runnable

這里已經(jīng)實現(xiàn)了Runnable接口。

public class CreateThread01 {public static void main(String[] args) {// 調(diào)用方法MyThread1 myThread1 = new MyThread1() ;myThread1.start();} } class MyThread1 extends Thread {// 設(shè)置線程名稱public MyThread1 (){super("CicadaThread");}@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName());} }

2、實現(xiàn)Runnable接口

如果創(chuàng)建的線程類已經(jīng)存在父類，則不能再繼承Thread類，在Java中不允許多繼承，這時就可以實現(xiàn)Runnable接口。

public class CreateThread02 {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(new MyThread2(),"MyThread2") ;thread.start();} } class MyThread2 implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" run ...");} }

3、匿名內(nèi)部類

在一個類里面定義一個類，稱為內(nèi)部類。內(nèi)部類就相當(dāng)于外部類的一個成員，可以把內(nèi)部類看成一個整體。

public class CreateThread03 {public static void main(String[] args) {//方式1new Thread("ThreadName1") {public void run() {System.out.println("1:"+Thread.currentThread().getName());};}.start();//方式2new Thread(new Runnable() {public void run() {System.out.println("2:"+Thread.currentThread().getName());}},"ThreadName2"){// 這里重寫了run方法@Overridepublic void run() {System.out.println("3:"+Thread.currentThread().getName());}}.start();} }

4、返回值線程

顧名思義，該線程線程異步執(zhí)行后，可以返回線程的處理結(jié)果。

public class CreateThread04 {public static void main(String[] args) throws Exception {MyThread4 myThread4 = new MyThread4();FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(myThread4);Thread thread = new Thread(task,"TaskThread");thread.start();// 等待獲取結(jié)果// Integer result = task.get();// 設(shè)置獲取結(jié)果的等待時間，超時拋出：TimeoutExceptionInteger result = task.get(3, TimeUnit.SECONDS) ;System.out.println("result="+result);} } class MyThread4 implements Callable<Integer> {// 封裝線程執(zhí)行的任務(wù)@Overridepublic Integer call() throws Exception {System.out.println(Thread.currentThread().getName());Thread.sleep(1000);return 2+3;} }

5、定時任務(wù)

Timer是后臺線程執(zhí)行任務(wù)調(diào)度的工具類，可以根據(jù)規(guī)則配置定期執(zhí)行或者重復(fù)執(zhí)行。

class TimerTask implements Runnable

任務(wù)類：TimerTask結(jié)構(gòu)實現(xiàn)Runnable接口。

public class CreateThread05 {public static void main(String[] args) {Timer timer = new Timer();timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {System.out.println("延遲1s,每隔3s執(zhí)行一次");}}, 1000, 3000);} }

6、線程池管理

線程池是一種多線程處理形式，處理過程中將任務(wù)添加到隊列，然后在創(chuàng)建線程后自動啟動這些任務(wù)。

public class CreateThread06 {public static void main(String[] args) {Executor threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);for(int i = 0 ;i < 5 ; i++) {threadPool.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName());}});}} }

三、線程狀態(tài)管理

1、狀態(tài)描述

• NEW

初始狀態(tài)：構(gòu)建線程實例后，調(diào)用start()方法啟動前，處于該狀態(tài)。

• RUNNABLE

運行狀態(tài)：在Java線程中，就緒和運行兩個狀態(tài)稱作運行狀態(tài)，在實際的執(zhí)行過程中，這兩個狀態(tài)是隨時可能切換的。啟動start()方法被調(diào)用，或者sleep()后，join()結(jié)束等，就進(jìn)入RUNNABLE就緒狀態(tài)，開始等待CPU時間片；線程調(diào)度選中該線程、并分配了CPU時間片后，該線程盡管處于Runnable狀態(tài)，就是運行狀態(tài)(Running)；

• BLOCKED

阻塞狀態(tài)：通常指被鎖機制阻塞，表示線程正在獲取有鎖控制的資源。

• WAITING

等待狀態(tài)：進(jìn)入該狀態(tài)的線程，等待被其他線程發(fā)出通知或中斷，也稱顯式喚醒。

• TIMED_WAITING

超時等待狀態(tài)：該狀態(tài)不同于WAITING狀態(tài)，該狀態(tài)的線程可以在指定的時間后自動喚醒；

• TERMINATED

終止?fàn)顟B(tài)：表示當(dāng)前線程任務(wù)執(zhí)行完畢。

2、案例流程分析

public class StateCycle01 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 進(jìn)入初始狀態(tài)StateThread01 stateThread01 = new StateThread01();FutureTask<String> task = new FutureTask<>(stateThread01);Thread thread = new Thread(task,"GetValueThread");// 運行狀態(tài)thread.start();// 超時等待結(jié)果String result = task.get(3, TimeUnit.SECONDS) ;System.out.println("result="+result);StateThread02 stateThread02 = new StateThread02() ;Thread thread1 = new Thread(stateThread02,"WaitThread");thread1.start();} } class StateThread01 implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {// 超時等待Thread.sleep(1000);return "Hello,Cicada";} } class StateThread02 implements Runnable {@Overridepublic void run() {synchronized (StateCycle01.class) {System.out.println("進(jìn)入線程...");try {// 等待狀態(tài)，放棄對象鎖StateCycle01.class.wait(2000);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}System.out.println("線程繼續(xù)...");}} }

上述流程描述了線程不同狀態(tài)之間的切換，基本流程圖如下。

線程的狀態(tài)描述起來不算復(fù)雜，但是每個狀態(tài)間的切換，是非常的復(fù)雜，后續(xù)會分模塊單個解釋。

四、優(yōu)缺點總結(jié)

1、優(yōu)點說明

最直接作用使程序執(zhí)行的效率大幅度提升;程序異步解耦，在web開發(fā)中，經(jīng)常有后續(xù)的程序要執(zhí)行，有需要快速的用戶界面響應(yīng)；當(dāng)然熟練使用并發(fā)編程，也是一個優(yōu)秀程序員必備技能 。

2、缺點分析

并發(fā)編程學(xué)習(xí)的曲線非常陡峭，難度較大；多線程之間爭搶資源容易出現(xiàn)問題；并不是線程越多，執(zhí)行速度就越快，線程之前切換是耗時的，需要合理創(chuàng)建和使用鎖機制；線程創(chuàng)建和之間的通信需要很清晰的邏輯；線程死鎖問題更是無法完全避免的問題；所以在一般情況下公司對線程使用的規(guī)范是十分嚴(yán)格的。

五、源代碼地址

GitHub·地址 https://github.com/cicadasmile/java-base-parent GitEE·地址 https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java并发编程(01)：线程的创建方式，状态周期管理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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