线程与进程学习笔记

? ? （1）线程与进程

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? ? ? ? 线程：一个在内存中运行的应用程序。每个进程都有自己独立的一块空间，一个进程可以有多个线程。

? ? ? ? 线程：是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

? ? ? ? 所有运行中的任务通常对应一个进程（Process）。当一个程序进入内存运行时，即变成一个进程，堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量，但不拥有系统资源，它与父进程的其他线程共享该进程所拥有的全部资源。

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? ? （2）并行并发

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? ? ? ? 串行：排队依次执行。如一台打印机资源，10位同学排队打印文件，排队使用

? ? ? ? 并行：同一时刻多条指令在多个处理机上运行。如两台打印机资源，10位同学排队打印文件，此时可以两位同学同时打印

? ? ? ? 并发：同一时刻只能有一条指令执行，但多个进程指令被快速轮换执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果。

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? ? （3）线程的创建

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? ? ? ? 1、继承Thread

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? ? ? ? Thread

public class Thread implements Runnable {

? ? //常用构造方法

? ? public Thread() {

? ? ? ? this(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);

? ? }

? ? public Thread(Runnable target) {

? ? ? ? this(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);

? ? }

? ? public Thread(Runnable target, String name) {

? ? ? ? this(null, target, name, 0);

? ? }

? ? //常用API

? ? /**

? ? ?* 获取线程的状态，返回值是State枚举（见下文）

? ? ?*/

? ? public State getState() {

? ? ? ? // get current thread state

? ? ? ? return jdk.internal.misc.VM.toThreadState(threadStatus);

? ? }

}

? ? ?

/**

?* 继承Thread类

? ?*/

? ?public class MyThread extends Thread{

? ?@Override

? ?public void run() {

? ? ? ?System.out.println(Thread.currentThread().getName());

? ? ? ?System.out.println("MyThread Running");

? ?}

? ?public static void main(String[] args) {

? ? ? ?MyThread myThread = new MyThread();

? ? ? ?myThread.setName("MyThread");

? ? ? ?myThread.start();

? ?}

? ?}

因为Java中类是单继承的，继承了Thread类，就无法继承其他父类，不利于代码扩展

? ? ? ? 2.继承Runnable接口

? ?

? ? ? ? Runnable

public class MyThread2 implements Runnable{

? ? public static void main(String[] args) {

? ? ? ? MyThread2 myThread2 = new MyThread2();

? ? ? ? Thread thread = new Thread(myThread2);

? ? ? ? thread.start();

? ? }

? ? @Override

? ? public void run() {

? ? ? ? System.out.println("线程执行体");

? ? }

}

? ? ? ? 弊端：

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? ? ? ? 因为Runnable接口中没有start()方法，因此启动线程时，必须将继承了Runnable接口的类的对象通过Thread类的构造进行包装，然后调用Thread#start()方法启动线程。

? ? ? ? run()方法不能抛出异常，如果run()方法中代码抛出异常，程序只能中断，不能通过try...catch进行异常。

? ? ? ? run()方法没有返回值

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? ? ? ? 3.Callable接口

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? ? ? ? Callable接口

@FunctionalInterface

public interface Callable<V> {

? ? /**

? ? ?* 等价于run()方法，但是该方法有返回值，并且可以抛出异常

? ? ?*

? ? ?* @return computed result

? ? ?* @throws Exception if unable to compute a result

? ? ?*/

? ? V call() throws Exception;

}

? ? ? ? Future接口

public interface Future<V> {

? ? /**

? ? ?* 尝试取消一个任务.如果任务已经执行完成，则取消失败 . 当任务没有开始时，可以取消

? ? ?* 如果任务已经开始，线程能不能被取消取决于mayInterruptIfRunning参数

? ? ?*

? ? ?* 当调用完此方法后调用isCancelled(),isDone()方法都会返回true

? ? ?* @param mayInterruptIfRunning 如果是true，则正则执行的线程可以被取消，否则

? ? ?* 线程被允许执行完成。

? ? ?* @return {@code false} 如果返回false则线程没有取消

? ? ?* 典型的例如，这个线程已经执行完成。

? ? ?* {@code true} otherwise

? ? ?*/

? ? boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

? ?

? ? /**

? ? ?* Returns {@code true} 如果任务在任务启动前或者完成过程被取消，则返回true

? ? ?* 在完成后取消，并调用该方法时返回false。

? ? ?*

? ? ?*/

? ? boolean isCancelled();

? ?

? ? /**

? ? ?* Returns {@code true} 如果任务完成则返回true.

? ? ?* 任务被中断，被取消，或者发生异常，都会返回true

? ? ?*

? ? ?* @return {@code true} if this task completed

? ? ?*/

? ? boolean isDone();

? ?

? ? /**

? ? ?* 如果需要，等待call()方法执行结束后，获取结果

? ? ?*

? ? ?* @return the computed result

? ? ?* @throws CancellationException if the computation was cancelled

? ? ?* @throws ExecutionException if the computation threw an

? ? ?* exception

? ? ?* @throws InterruptedException if the current thread was interrupted

? ? ?* while waiting

? ? ?*/

? ? V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

? ?

? ? /**

? ? ?* 等待给定时间内获取结果，如果在等待时间内没有获取到结果，则抛出异常

? ? ?*

? ? ?* @param timeout the maximum time to wait

? ? ?* @param unit the time unit of the timeout argument

? ? ?* @return the computed result

? ? ?* @throws CancellationException if the computation was cancelled

? ? ?* @throws ExecutionException if the computation threw an

? ? ?* exception

? ? ?* @throws InterruptedException if the current thread was interrupted

? ? ?* while waiting

? ? ?* @throws TimeoutException if the wait timed out

? ? ?*/

? ? V get(long timeout, TimeUnit unit)

? ? ? ? throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

}

? ? ? ?

? ? ? ? 使用Callable创建线程的步骤

? ?

? ? ? ? 1. 继承Callable接口，并实现call()方法

? ? ? ? 2. 创建FutureTask对象，包装Callable的子类对象

? ? ? ? 3. 创建Thread类的对象，包装FutureTask对象

? ? ? ? 4. 调用Thread#start()方法启动线程

? ? ? ? 5. 调用FutureTask#get()方法获取call()方法的返回值

/**

?* Callable创建接口

? ?*/

? ?//继承Callable接口，并实现call()方法

? ?public class MyCallable implements Callable {

? ?public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {

? ? ? ?Callable<String> callable = new MyCallable();

? ? ? ?FutureTask futureTask = new FutureTask(callable);

? ? ? ?Thread thread = new Thread(futureTask,"thread1");

? ? ? ?thread.start();

? ? ? ?//为了让线程thread1尽快执行，让主线程休眠2秒

? ? ? ?TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

? ? ? ?System.out.println(futureTask.get());

? ?}

? ?@Override

? ?public Object call() throws Exception {

? ? ? ?TimeUnit.SECONDS.sleep(5);

? ? ? ?return new String("a")+new String("b");

? ?}

? ?}

/**

?* Cancle实例

? ?*/

? ?public class MyCallableCancle implements Callable{

? ?public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {

? ? ? ?Callable<String> callable = new MyCallable();

? ? ? ?FutureTask futureTask = new FutureTask(callable);

? ? ? ?Thread thread = new Thread(futureTask,"thread1");

? ? ? ?//System.out.println(futureTask.cancel(true));

? ? ? ?System.out.println("--------------");

? ? ? ?thread.start();

? ? ? ?//为了让线程thread1尽快执行，让主线程休眠2秒

? ? ? ?TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

? ? ? ?System.out.println("--------------");

? ? ? ?//只关乎在运行过程中的取消状态，参数决定cancel执行与否，与返回值无关

? ? ? ?System.out.println(futureTask.cancel(true));

? ? ? ?System.out.println(futureTask.get());

? ? ? ?//线程执行之后取消 无法取消 返回false

? ? ? ?System.out.println("--------------");

? ? ? ?System.out.println(futureTask.cancel(true));

? ?}

? ?@Override

? ?public Object call() throws Exception {

? ? ? ?TimeUnit.SECONDS.sleep(10);

? ? ? ?return new String("a")+new String("b");

? ?}

? ?}

/**

?* isDone实例

? ?*/

? ?public class MyCallableIsDone implements Callable{

? ?public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {

? ? ? ?Callable<String> callable = new MyCallable();

? ? ? ?FutureTask futureTask = new FutureTask(callable);

? ? ? ?Thread thread = new Thread(futureTask,"thread1");

? ? ? ?System.out.println("--------------");

? ? ? ?//线程执行前 返回false

? ? ? ?System.out.println(futureTask.isDone());

? ? ? ?thread.start();

? ? ? ?//为了让线程thread1尽快执行，让主线程休眠2秒

? ? ? ?TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

? ? ? ?System.out.println("--------------");

? ? ? ?//线程执行过程中返回false

? ? ? ?System.out.println(futureTask.isDone());

? ? ? ?System.out.println(futureTask.get());

? ? ? ?System.out.println("--------------");

? ? ? ?//线程执行之后 返回true

? ? ? ?System.out.println(futureTask.isDone());

? ?}

? ?@Override

? ?public Object call() throws Exception {

? ? ? ?TimeUnit.SECONDS.sleep(5);

? ? ? ?return new String("a")+new String("b");

? ?}

? ?}

? ? 线程的生命周期

? ?

? ? 线程的生命周期就是线程从创建到运行结束的整个过程状态。

public enum State {

? ? ? ? /**

? ? ? ? ?* 线程创建但未启动

? ? ? ? ?*/

? ? ? ? NEW,

? ? ? ? /**

? ? ? ? ?* 线程处于该状态，可能是正在运行，

? ? ? ? ?* 也可能是处于等待状态，在等待处理器分配资源

? ? ? ? ?*/

? ? ? ? RUNNABLE,

? ?

? ? ? ? /**

? ? ? ? ?* 线程在等待其他线程释放锁时，会处于该状态

? ? ? ? ?*/

? ? ? ? BLOCKED,

? ?

? ? ? ? /**

? ? ? ? ?* Thread state for a waiting thread.

? ? ? ? ?* A thread is in the waiting state due to calling one of the

? ? ? ? ?* following methods:

? ? ? ? ?* <ul>

? ? ? ? ?* ? <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>

? ? ? ? ?* ? <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>

? ? ? ? ?* ? <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>

? ? ? ? ?* </ul>

? ? ? ? ?*

? ? ? ? ?* <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to

? ? ? ? ?* perform a particular action.

? ? ? ? ?*

? ? ? ? ?* For example, a thread that has called {@code Object.wait()}

? ? ? ? ?* on an object is waiting for another thread to call

? ? ? ? ?* {@code Object.notify()} or {@code Object.notifyAll()} on

? ? ? ? ?* that object. A thread that has called {@code Thread.join()}

? ? ? ? ?* is waiting for a specified thread to terminate.

? ? ? ? ?*/

? ? ? ? WAITING,

? ?

? ? ? ? /**

? ? ? ? ?* Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.

? ? ? ? ?* A thread is in the timed waiting state due to calling one of

? ? ? ? ?* the following methods with a specified positive waiting time:

? ? ? ? ?* <ul>

? ? ? ? ?* ? <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>

? ? ? ? ?* ? <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>

? ? ? ? ?* ? <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>

? ? ? ? ?* ? <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>

? ? ? ? ?* ? <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>

? ? ? ? ?* </ul>

? ? ? ? ?*/

? ? ? ? TIMED_WAITING,

? ?

? ? ? ? /**

? ? ? ? ?* 线程执行完毕后处于该状态

? ? ? ? ?*/

? ? ? ? TERMINATED;

}