java多线程总结

最近面试两场,都是银行保险类的项目,面试官都问了我多线程的一些问题。今天抽空总结一下。

相关概念

  1. 进程:一段程序的执行过程。是操作系统动态执行的基本单元,也是资源分配的基本单元。进程可以理解为是“进行中的程序”,处理器赋予时,程序才变成活动的,也就是进程。
  2. 程序:指令和数据的有序集合。本身是静态的概念。
  3. 线程:通常在一个进程中可以包含若干个线程,当然一个进程中至少有一个线程,不然没有存在的意义。线程可以利用进程所拥有的资源,在引入线程的操作系统中,通常都是把进程作为分配资源的基本单位,而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位,由于线程比进程更小,基本上不拥有系统资源,故对它的调度所付出的开销就会小得多,能更高效的提高系统多个程序间并发执行的程度。
  4. 多线程:在一个程序中,这些独立运行的程序片段叫作“线程”(Thread),利用它编程的概念就叫作“多线程处理”。多线程是为了同步完成多项任务,不是为了提高运行效率,而是为了提高资源使用效率来提高系统的效率。线程是在同一时间需要完成多项任务的时候实现的。
  5. 进程和线程的相同与不同:

     不同点:

       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,一个进程包含1–n个线程。(进程是资源分配的最小单位)。多进程是指操作系统能同时运行多个任务(程序)。

       线程: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(PC),线程切换开销小。(线程是cpu调度的最小单位)。多线程是指在同一程序中有多个顺序流在执行。

     相同点:

       线程和进程一样分为五个阶段:创建、就绪、运行、阻塞、终止。

实现多线程

在java中要想实现多线程,有两种手段,一种是继续Thread类,另外一种是实现Runable接口。(其实准确来讲,应该有三种,还有一种是实现Callable接口,并与Future、线程池结合使用)。

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:

  1. 适合多个相同的程序代码的线程去处理同一个资源
  2. 可以避免java中的单继承的限制
  3. 增加程序的健壮性,代码可以被多个线程共享,代码和数据独立
  4. 线程池只能放入实现Runable或callable类线程,不能直接放入继承Thread的类

线程状态转换

  1. 新建状态(New):新创建了一个线程对象。
  2. 就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取CPU的使用权。
  3. 运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。
  4. 阻塞状态(Blocked):阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种:
    1. 等待阻塞:运行的线程执行wait()方法,JVM会把该线程放入等待池中。(wait会释放持有的锁)
    2. 同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池中。
    3. 其他阻塞:运行的线程执行sleep()或join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。(注意,sleep是不会释放持有的锁)
  5. 死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。