什么是线程 线程同步的方法

进程就是在某种程度上相互隔离的、独立运行的程序。线程化是允许多个活动共存于一个进程中的工具。大多数现代的操作系统都支持线程,而且线程的概念以各种形式已存在了好多年。Java是第一个在语言本身中显式地包含线程的主流编程语言,它没有把线程化看作是底层操作系统的工具。
有时候,线程也称作轻量级进程。就象进程一样,线程在程序中是独立的、并发的执行路径,每个线程有它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量。但是,与分隔的进程相比,进程中的线程之间的隔离程度要小。它们共享内存、文件句柄和其它每个进程应有的状态。
进程可以支持多个线程,它们看似同时执行,但互相之间并不同步。一个进程中的多个线程共享相同的内存地址空间,这就意味着它们可以访问相同的变量和对象,而且它们从同一堆中分配对象。
尽管这让线程之间共享信息变得更容易,但您必须小心,确保它们不会妨碍同一进程里的其它线程。
每个 Java 程序都至少有一个线程 — 主线程。当一个 Java 程序启动时,JVM 会创建主线程,并在该线程中调用程序的main() 方法。
JVM 还创建了其它线程,您通常都看不到它们 — 例如,与垃圾收集、对象终止和其它 JVM内务处理任务相关的线程。其它工具也创建线程,如 AWT(抽象窗口工具箱(Abstract Windowing Toolkit))或Swing UI 工具箱、servlet 容器、应用程序服务器和 RMI(远程方法调用(RemoteMethodInvocation))。
多余的废话就不写那么多了,现在开始介绍一些实质性的东西.
为了确保可以在线程之间以受控方式共享数据,JAVA语言提供了两个关键字是很重要的,他们就是:synchronized 和volatile,所以在学习之前,这两个键字的用法一定要搞清楚.
Synchronized 有两个重要含义:它确保了一次只有一个线程可以执行代码的受保护部分(互斥,mutual exclusion或者说 mutex),而且它确保了一个线程更改的数据对于其它线程是可见的(更改的可见性)。
如果没有同步,数据很容易就处于不一致状态。例如,如果一个线程正在更新两个相关值(比如,粒子的位置和速率),而另一个线程正在读取这两个值,有可能在第一个线程只写了一个值,还没有写另一个值的时候,调度第二个线程运行,这样它就会看到一个旧值和一个新值。同步让我们可以定义必须原子地运行的代码块,这样对于其他线程而言,它们要么都执行,要么都不执行。
Volatile 比同步更简单,只适合于控制对基本变量(整数、布尔变量等)的单个实例的访问。当一个变量被声明成volatile,任何对该变量的写操作都会绕过高速缓存,直接写入主内存,而任何对该变量的读取也都绕过高速缓存,直接取自主内存。这表示所有线程在任何时候看到的volatile 变量值都相同。这两个关键字的具体用法,我会在下一篇文章里面提到.
再介绍一个概念,java锁. 每个 Java 对象都有一个相关的锁。同一时间只能有一个线程持有 Java锁。当线程进入synchronized代码块时,线程会阻塞并等待,直到锁可用,当它可用时,就会获得这个锁,然后执行代码块。当控制退出受保护的代码块时,即到达了代码块末尾或者抛出了没有在synchronized 块中捕获的异常时,它就会释放该锁。
好了,下面讨论一下如何建立线程,有关线程的生命,
在 Java 程序中创建线程有几种方法。每个 Java 程序至少包含一个线程:主线程。其它线程都是通过 Thread构造器或实例化继承类 Thread 的类来创建的。在一个线程对新线程的 Thread 对象调用 start()方法之前,这个新线程并没有真正开始执行。
Thread对象在其线程真正启动之前就已经存在了,而且其线程退出之后仍然存在。这可以让您控制或获取关于已创建的线程的信息,即使线程还没有启动或已经完成了。
通常在构造器中通过 start()启动线程并不是好主意。这样做,会把部分构造的对象暴露给新的线程。如果对象拥有一个线程,那么它应该提供一个启动该线程的 start()或 init() 方法,而不是从构造器中启动它。
线程会以以下三种方式之一结束:
· 线程到达其 run() 方法的末尾。
· 线程抛出一个未捕获到的 Exception 或 Error。
· 另一个线程调用一个弃用的 stop()方法。弃用是指这些方法仍然存在,但是您不应该在新代码中使用它们,并且应该尽量从现有代码中除去它们。
当 Java 程序中的所有线程都完成时,程序就退出了。
Thread API 包含了等待另一个线程完成的方法:join() 方法。当调用 Thread.join()时,调用线程将阻塞,直到目标线程完成为止。
Thread.join()通常由使用线程的程序使用,以将大问题划分成许多小问题,每个小问题分配一个线程。本章结尾处的示例创建了十个线程,启动它们,然后使用Thread.join() 等待它们全部完成。
Thread API 包含了等待另一个线程完成的方法:join() 方法。当调用 Thread.join()时,调用线程将阻塞,直到目标线程完成为止。Thread.join()通常由使用线程的程序使用,以将大问题划分成许多小问题,每个小问题分配一个线程。我会在后面附上示例代码,一个程序创建了十个线程,启动它们,然后使用Thread.join() 等待它们全部完成。
线程的调度是具有不确定性的,下面这个实例代码就能说明这一点.
public class TwoThreads {
public static class Thread1 extends Thread {
public void run() {
System.out.println("A");
System.out.println("B");
}
}
public static class Thread2 extends Thread {
public void run() {
System.out.println("1");
System.out.println("2");
}
}
public static void main(String[] args) {
new Thread1().start();
new Thread2().start();
}
}
谁能知道会打印出什么内容呢?谁也不知道,因为没有人知道执行的顺序,可能是一下的结果:
· 1 2 A B
· 1 A 2 B
· 1 A B 2
· A 1 2 B
· A 1 B 2
· A B 1 2
不仅不同机器之间的结果可能不同,而且在同一机器上多次运行同一程序也可能生成不同结果。永远不要假设一个线程会在另一个线程之前执行某些操作,除非您已经使用了同步以强制一个特定的执行顺序。
Thread API 包含了一个 sleep()方法,它将使当前线程进入等待状态,直到过了一段指定时间,或者直到另一个线程对当前线程的 Thread 对象调用了Thread.interrupt(),从而中断了线程。当过了指定时间后,线程又将变成可运行的,并且回到调度程序的可运行线程队列中。
如果线程是由对 Thread.interrupt()的调用而中断的,那么休眠的线程会抛出异常InterruptedException,这样线程就知道它是由中断唤醒的,就不必查看计时器是否过期。
Thread.yield() 方法就象 Thread.sleep()一样,但它并不引起休眠,而只是暂停当前线程片刻,这样其它线程就可以运行了。在大多数实现中,当较高优先级的线程调用Thread.yield() 时,较低优先级的线程就不会运行。
我们提到过当 Java 程序的所有线程都完成时,该程序就退出,但这并不完全正确。隐藏的系统线程,如垃圾收集线程和由 JVM创建的其它线程会怎么样?我们没有办法停止这些线程。如果那些线程正在运行,那么 Java 程序怎么退出呢?
这些系统线程称作守护程序线程。Java 程序实际上是在它的所有非守护程序线程完成后退出的。
任何线程都可以变成守护程序线程。可以通过调用 Thread.setDaemon()方法来指明某个线程是守护程序线程。您也许想要使用守护程序线程作为在程序中创建的后台线程,如计时器线程或其它延迟的事件线程,只有当其它非守护程序线程正在运行时,这些线程才有用。
在这个示例中,TenThreads显示了一个创建了十个线程的程序,每个线程都执行一部分工作。该程序等待所有线程全部完成,然后收集结果。

public class TenThreads {
private static class WorkerThread extends Thread {
int max = Integer.MIN_VALUE;
int[] ourArray;
public WorkerThread(int[] ourArray) {
this.ourArray = ourArray;
}
// Find the maximum value in our particular piece of thearray
public void run() {
for (int i = 0; i < ourArray.length; i++)
max = Math.max(max, ourArray);
}
public int getMax() {
return max;
}
}
public static void main(String[] args) {
WorkerThread[] threads = new WorkerThread[10];
int[][] bigMatrix = getBigHairyMatrix();
int max = Integer.MIN_VALUE;
// Give each thread a slice of the matrix to work with
for (int i=0; i < 10; i++) {
threads = newWorkerThread(bigMatrix);
threads.start();
}
// Wait for each thread to finish
try {
for (int i=0; i < 10; i++) {
threads.join();
max = Math.max(max, threads.getMax());
}
}
catch (InterruptedException e) {
// fall through
}
System.out.println("Maximum value was " + max);
}
staticint[][]getBigHairyMatrix()
{
int[][]matrix=newint[10][10];
for(inti=0;i<10;i++)
什么是线程 线程同步的方法
for(intj=0;j<10;j++)
{
matrix[j]=(int)(Math.random()*1000);
}
returnmatrix;
}

}
总结几句: 线程是通过实例化 Thread 对象或实例化继承 Thread 的对象来创建的,但在对新的 Thread 对象调用start() 方法之前,这个线程并没有开始执行。当线程运行到其 run()方法的末尾或抛出未经处理的异常时,它们就结束了。
sleep() 方法可以用于等待一段特定时间;而 join()方法可能用于等到另一个线程完成。

  

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