浅谈多线程编程艺术

一、内容要点

1. 线程的基本概念

2. 线程的创建和启动

3. 线程的调度和优先级

4. 线程的状态控制

5. 线程同步

6.名词解释

7.线程中的常用方法

二、基础模块

1 . 线程的基本概念

理解线程首先要了解如下几个概念

（1）进程: 每个进程都有独立的代码和数据空间（进程上下文），进程间的切换会有较大的开销。事例：比如在Windows系统中，一个运行的exe就是一个进程。

（2）线程: 线程是一个程序内部的顺序控制流。线程可以看成是轻量级进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程有独立的运行栈和程序计数器，线程切换开销小。

事例：如qq.exe中发送文件，上传文件等线程。

（3）多进程：在操作系统中能同时运行多个任务（程序）

（4）多线程：在同一个应用程序中有多个顺序流同时执行。

2. 线程的创建和启动

java中的线程：java的线程是通过java.lang.Thread类来实现的，jvm启动时会有一个主方法main所定义的线程,可以通过创建 Thread的实例来创建新的线程，

通过线程Thread类的start方法来启动一个线程。

创建新线程的方式：

(1). 定义线程类实现Runnable接口

(2). 继承Thread类重写其run方法

线程的启动：在线程的Thread对象上调用start()方法，注意不是run()或者别的方法

Thread 类有个 registerNatives 本地方法，该方法主要的作用就是注册一些本地方法供 Thread 类使用，如 start0()，stop0() 等等，

可以说，所有操作本地线程的本地方法都是由它注册的 . 这个方法放在一个 static 语句块中，这就表明，当该类被加载到 JVM 中的时候，

它就会被调用，进而注册相应的本地方法

   private static native void registerNatives();
    static {
        registerNatives();
    }

3. 线程的调度和优先级

有两种调度模型：分时调度模型和抢占式调度模型。

分时调度模型：分时调度模型是指让所有的线程轮流获得cpu的使用权,并且平均分配每个线程占用的CPU的时间片这个也比较好理解。

抢占式调度模：java虚拟机采用抢占式调度模型，是指优先让可运行池中优先级高的线程占用CPU，如果可运行池中的线程优先级相同，那么就随机选择一个线程，

使其占用CPU。处于运行状态的线程会一直运行，直至它不得不放弃CPU

线程优先级：

（1）MIN_PRIORITY 1

（2）NORM_PRIORITY 5

（3）MAX_PRIORITY 10

可以通过线程类的setPriority方法修改线程执行的优先级

注意：高优先级的线程不一定先于低优先级的线程执行，只是高优先级的线程比低优先级的线程得到执行的机会更高些

4. 线程的状态控制

线程的状态如下：

（1）新建状态（创建）;

（2）就绪状态;

（3）运行状态;

（4）阻塞状态;

（5）死亡状态(终止)

状态之间的转换如下图：

5. 线程同步

（1）为何要使用同步

java允许多线程并发控制，当多个线程同时操作一个可共享的资源变量时（如数据的增删改查）,将会导致数据不准确，相互之间产生冲突，

因此加入同步锁以避免在该线程没有完成操作之前，被其他线程的调用，从而保证了该变量的唯一性和准确性。

在java语言中引入了对象互斥锁的概念，保证共享数据操作的完整性，每个对象都对应一个可称为“互斥锁”的标记，这个标记保证在任何时刻，

只能有一个线程访问该对象，关键字synchronized来与对象的互斥锁联系，当某个对象synchronized时，表明该对象在任意一时刻只能有一个线程来访问。

synchronized还可以修饰方法，表示整个方法为同步方法。

（2）synchronized关键字的作用域：
(a):同步方法：是某个对象实例内，synchronized aMethod{},synchronized关键字修饰的方法可以防止多个线程同时访问这个对象的synchronized方法

（如果一个对象有多个synchronized方法，只要一个线程访问了其中的一个synchronized方法，其它线程不能同时访问这个对象中任何一个synchronized方法）。

这时，不同的对象实例的synchronized方法是不相干扰的。也就是说，其它线程照样可以同时访问相同类的另一个对象实例中的synchronized方法；

(b)静态方法:是某个类的范围，synchronized static aStaticMethod{}防止多个线程同时访问这个类中的synchronized static 方法。

它可以对类的所有对象实例起作用。

用法是: synchronized(this){/*区块*/}，它的作用域是当前对象

注意：synchronized关键字是不能继承的，也就是说，基类的方法synchronized aMethod(){} 在继承类中并不自动是synchronized aMethod(){}，

而是变成了aMethod(){}。继承类需要你显式的指定它的某个方法为synchronized方法；

6.名称解释：

(1).主线程：JVM调用程序main()所产生的线程。

(2).当前线程：一般指通过Thread.currentThread()来获取的线程

（3).后台线程：指为其他线程提供服务的线程，也称为守护线程。JVM的垃圾回收线程就是一个后台线程。

用户线程和守护线程的区别在于，是否等待主线程依赖于主线程结束而结束

(4).前台线程：是指接受后台线程服务的线程，其实前台后台线程是联系在一起，就像傀儡和幕后操纵者一样的关系。

可以通过isDaemon()和setDaemon()方法来判断和设置一个线程是否为后台线程(守护线程)

（5）可重入锁：也叫做递归锁，指的是同一线程外层函数获得锁之后，内层递归函数仍然有获取该锁的代码，但不受影响。

在JAVA环境下 ReentrantLock 和synchronized都是可重入锁

7.线程类中的常用方法：
　　（1）sleep(): 强迫一个线程睡眠Ｎ毫秒。

　　（2）isAlive(): 判断一个线程是否存活。

　　（3）join(): 等待线程终止。

　　（4）activeCount(): 程序中活跃的线程数。

　　（5）enumerate(): 枚举程序中的线程。

（6）currentThread(): 得到当前线程。

　　（7）isDaemon(): 一个线程是否为守护线程。

　　（8）setDaemon(): 设置一个线程为守护线程。(用户线程和守护线程的区别在于，是否等待主线程依赖于主线程结束而结束)

　　（9）setName(): 为线程设置一个名称。

　　（10）wait(): 强迫一个线程等待。

　　（11）notify(): 通知一个线程继续运行。

　　（12）setPriority(): 设置一个线程的优先级

三、高级进阶

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