Java并发编程基础篇

2019-08-08 00:00:00 编程并发基础

Java并发编程想必大家都不陌生，它是实现高并发/高流量的基础，今天我们就来一起学习这方面的内容。

什么是线程？什么是进程？他们之间有什么联系？

简单来说，进程就是程序的一次执行过程，它是系统进行资源分配和调度的基本单位。线程与进程类似，但是线程是更小的执行单位。一个进程在执行过程中可产生多个线程，正因为如此，线程也被称为轻量级的进程。线程和进程在于进程大多是独立工作的，而各线程则不一定，同一进程下的线程极有可能相互干扰。学习了以上内容，回答第一个问题想必就不在话下了。

Talk is cheap,shou me the code. 接下来就让我们通过创建线程，来开启我们的并发之旅吧。

线程的创建

创建线程通常有三种方式，分别为继承 Thread 类（重写run方法），实现Runable接口以及使用FutureTask方式。

继承Thread类

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread()+"I am a new thread ");
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread1=new MyThread();
        MyThread thread2=new MyThread();
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

如上述的代码所示，我们继承Thread并且重写了run方法，并开启了两个线程。

该代码执行结果如下：

Thread[Thread-0,5,main]I am a new thread
Thread[Thread-1,5,main]I am a new thread

值得一提的是，创建完Thread对象后线程并没有启动，直到调用了start方法才真正启动。

那么问题就来了，我们调用 start() 方法时会执行 run() 方法，为什么我们不能直接调用 run() 方法？

我们new一个Thread，线程就进入了新建状态，而调用了start方法之后它才会进入就绪状态，等待CPU时间片的分配。就绪状态+时间片=线程真正运行，它会自动执行run方法。如果直接调用run方法，main线程会把它当做一个普通的方法去执行，这不是多线程工作（仍然在主线程执行）。

实现Runnable接口

public class MyThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread() + "I am a new thread ");
    }
}

    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread1 = new MyThread();
        MyThread thread2 = new MyThread();
        new Thread(thread1).start();
        new Thread(thread2).start();
    }

此代码执行结果和代码一相似，由于Java只支持单继承，如果使用继承Thread的方式就不能再继承其他的类，而Runnable没有这个限制，但是他们有一个共同的缺点，任务没有返回值，我们接着来看最后一种方式。

使用FutureTask

public class CallerTask implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        return Thread.currentThread() + " hello world";
    }
}

    public static void main(String[] args) {
        FutureTask<String> futureTask1 = new FutureTask<>(new CallerTask());
        FutureTask<String> futureTask2 = new FutureTask<>(new CallerTask());
        new Thread(futureTask1).start();
        new Thread(futureTask2).start();
        try {
            String result1 = futureTask1.get();
            String result2 = futureTask2.get();
            System.out.println(result1);
            System.out.println(result2);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

该代码执行结果如下：

Thread[Thread-0,5,main] hello world
Thread[Thread-1,5,main] hello world

如上述代码所示，我们实现了Callable接口的call()方法，在main函数中创建了两个FurtureTask对象，并且将其启动。通过futureTask.get()方法拿到了我们的返回值。

并发程序的常用方法

wait() 方法

当一个线程调用一个共享变量的wait方法的时候，该线程会被阻塞挂起。如果wait() 方法事先没有获取锁，那么它就会抛出异常。
如果发生了以下几种情况，wait状态将会被打破。

其他线程调用了该共享对象的notify() 或notifyAll()方法
其他线程调用了该线程的interrupt() 方法

当前线程调用共享对象的wait() 方法的时候，当前线程只会释放当前共享对象的锁，当前线程持有的其他共享对象的锁不会被释放。

notify() 方法

一个线程调用共享对象的notify() 方法之后，会唤醒一个处于等待状态的线程，它并不会确定的唤醒某个线程，而是由JVM决定。被唤醒的线程并不能继续执行，因为它的锁状态已经发生了改变，必须去竞争获取锁，才能进入就绪状态。

notifyAll() 方法

notifyAll()方法会唤醒该共享变量上所有处于等待状态的线程，但是值得注意的是，它只会唤醒调用这个方法之前被阻塞的线程。之后阻塞的它就无能为力了。

sleep方法

调用该方法会暂时让出指定时间的执行权，也就是在此期间不参与CPU的调度，但是该线程所拥有的监视器资源，毕如锁还是持有不让出的。到了指定时间之后，他就会处于就绪状态，等待获取CPU，重新进入运行状态。

接下类我们谈谈sleep()和wait()的联系和区别

最重要的一点就是sleep没有释放锁，而wait释放了锁
两者都可以暂停线程的执行
wait()常常用于线程之间的交互/通信
wait() 方法被调用后，线程不会自动苏醒，需要别的线程调用同一个对象上的 notify() 或者 notifyAll() 方法。sleep() 方法执行完成后，线程会自动苏醒。

本篇文章主要介绍了线程的创建以及并发过程的常用方法，希望认真读完的你有所收获。

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