进程是代码在数据集合上的依次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位.线程则是进程的一个执行路径,一个进程中至少一个线程.进程中的多个线程共享进程的资源.
操作系统在分配资源时是把资源分配给进程的,但是CPU资源是被分配给线程的.
一个进程中有多个线程,多个线程共享进程的**堆(存放对象实例)和方法区(类,常量和静态变量),每个线程有自己的程序计数器(记录下一步要执行的指令地址,用于记录当前线程执行的位置)和栈**区域(储存该项成的局部变量,和方法调用帧栈).
Java有三种创建线程的方式,分别为实现Runnable接口的Run方法(将接口对象传入Thread对象,运行Thread对象的start()方法),继承Thread类(执行start()方法)和FutureTask方式*实现Callable接口,泛型E为线程返回值的类型,将接口实例对象传入FutrueTask对象,再将FutrueTask对象传入Thread对象,执行start方法).
FutureTask方式:
public class CallerTask implements Callable<String>{ @Override public String call() throws Exception { System.out.println("child thread"); return "hello"; } public static void main(String[] args) { FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<<u>wait()方法在挂起该线程的同时释放该线程的监视器锁>(new CallerTask()); new Thread(futureTask).start(); try{ String result = futureTask.get(); System.out.println(result); } catch (ExecutionException | InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } 其中实现Runnable接口的方法可以实现方法重用(接口中的方法不占多分空间,而多个Thread子类对象的每一个Run()方法都需要占用堆内存).
优缺点:
继承Thread类:方便传参(成员变量,get(),set()方法)实现Runnable接口:没有单继承的限制FutureTask方法:线程的运行可以有返回值. 当一个线程调用了某个对象的wait()方法后,这个线程会被阻塞挂起.
只有当其他线程调用了**此对象**的notify()或notifyAll()方法,该线程才能被返回当其他线程调用了**该线程**的interrupt()方法,该线程抛出异常返回 要使用某对象wait()函数,就必须实现得到了该对象的监视器锁(也就是之前的线程锁),有两种途径:1.当前在该对象的**同步方法(成员方法)中. 2.在该对象的同步代码块中.那就意味这,在调用wait()方法时,当前线程一定是被这个对象的监视器锁锁住的,那么wait()方法在挂起该线程的同时释放该线程的监视器锁**.
注意:如果一个线程同时拥有A,B两个对象的监视器锁,调用了对象A的wait()方法后并不会释放B对象的监视器锁.
线程被挂起后是有可能无缘无故被唤醒的,这叫做虚假唤醒,通常在唤醒的条件上加while循环(取非)以避免这种情况.
多了一个参数,这是一个毫秒(千分之一秒)数,当过了这个时间并且还没有被notify或者notifyAll()方法唤醒,那么该函数还是会因为超时而返回.
随机唤醒一个在该变量的wait()方法上挂起的线程(该对象可能挂了多个线程).和wait()方法一样,都需要会的该对象的监视器锁才能调用.
notify方法 得到锁 因为wait方法挂起 等待竞争监视器锁,所有因为wait方法被挂起的线程被挂起前一定拥有该对项的监视器锁,在被唤醒后还会因为没有该锁而被挂起 继续执行 会唤醒所有因为该共享变量的wait()方法而被挂起的线程.
在主线程中使用,该方法会挂起主线程,当子线程执行完之后返回该方法.
Thread类中有一个静态的Sleep方法,当一个执行中的线程调用了Thread的sleep方法,调用线程会暂停让出CPU的执行权,但**并不让出所拥有的监视器资源**.知道达到指定的睡眠时间后该函数返回,线程处于就绪状态.
Thread类中有一个静态的yield方法,当一个线程运行这个方法时,实际上就是按时线程调度器让出当前自己的CPU使用权,然后立即处于就绪状态,参与线程轮换.
与sleep的不同在于yield方法不会挂起当前线程.
Java中的线程中断是一种线程间的协作模式,通过修改线程对象中的一个标识(中断标识),在线程运行代码中检测该标识的值,并作出一些动作响应中断.可以是退出线程也可以是yield,取决于代码实现.
三个方法:
void interrupt()方法:中断该线程,将中断标记设置为true.boolean isInterrupted()方法:检测该线程是否被中断boolean interrupted()方法:静态方法,检测**当前调用该方法的线程**是否被中断,如果被中断,修改中断标记为false. 另一种用法:当出于一些原因需要立刻唤醒某个线程(因wait()或sleep()方法被挂起)时,可以调用这个线程的interrupt()方法,强制抛出InterruptedException异常,并且返回,线程恢复到激活状态.
CPU资源的分配采用时间片轮换的策略,也就是给每一个线程分配一个时间片,线程在时间片内占用CPU执行任务.当前线程使用完时间片后就会处于就绪状态,让出CPU供其他线程使用,这就是上下文切换.
上下文切换的时机:当前线程的CPU时间片使用完,处于就绪状态,当前线程被其他线程中断.
死锁指两个或两个以上的线程在执行过程中,因争夺资源而造成的互相等待的现象.
死锁产生的条件:
互斥条件:线程对已经获取到的资源进行排他性使用,即该资源只能由一个线程占用.(监视器锁只能由一个线程获取)请求并持有条件:一个线程至少持有一个资源,并要获取其他新的资源,但这个资源已经被其他资源占有.(持有资源,等待别人占有的资源)不可剥夺条件:线程获取到的资源在自己使用完之前不能被其他线程抢占.(保持自己的锁)环路等待条件:发生死锁时,必然存在线程-资源的唤醒等待链.(那么两个线程就是相互等待) 只需要破坏四个条件之一即可,但是目前只有请求并持有和环路等待条件是可以被破坏的.
Java中的线程分为两类,分为**daemon线程(守护线程,例如GC线程)和user线程**(用户线程,例如main函数所在的主线程).
区分是当最后一个用户线程结束时,JVM会正常退出,不会考虑守护线程的运行.言外之意,只要还存在一个用户线程,JVM就不会退出.(实质是:当main线程运行结束后,JVM会自启动一个叫DestroyJavaVM的线程,这个线程会等待所有用户线程结束,然后结束JVM进程)
要创建守护线程只需要**设置线程的daemon参数为true**即可.
public static void main(String[] args){ Thread deamonThread = new Thread(new Runnable(){ public void run(){ //do something } }); //设置为守护线程 deamonThread.setDeamon(true); deamonThread.start(); } 如果希望在主线程结束后,JVM马上结束,可以将创建的线程设置为守护线程.
ThreadLocal意为线程本地变量，是解决多线程安全问题的另一种途径。使用线程锁是用时间换取空间，而ThreadLocal则是使用空间换取时间效率。
ThreadLocal类可以在每一个线程中创建一个同名的变量，但是会在每一个线程中存储一个副本，在使用该变量时，会拿出副本进行使用。也就是说，相当于在每一个线程中都存储了属于线程自己的变量。访问该变量时不受其他线程的影响，该变量时该线程独有的。
ThreadLocal类中有一个成员变量ThreadLocals(类型为ThreadLocalMap,实际存放在Thread线程对象中,是ThreadLocal对象的成员变量),这个变量本来为null,使用时才会初始化.
每次使用ThreadLocal对象时,会先从当前线程的线程对象中取出ThreadLocalMap对象,这是一个map,然后以这个ThreadLocal对象为key,去存储value或者获取value.
对于不同的线程中,由于取得的是不同的ThreadLocalMap对象,所以取值互不干扰.对于一个线程内的不同ThreadLacal对象,由于访问map时的key不同,所以访问的值也不同
根据传入的线程对象获取线程中的ThreadLocalMap对象
先获取当前线程,然后获取线程中的ThreadLocalMap对象,以this对象(ThreadLocal对象)为key,取出ThreadLocalMap中的value.
先获取当前线程,然后获取ThreadLocalMap对象,然后以当前的ThreadLocal对象为key,设置value.
这是一个Map,但是与HashMap不同的是,ThreadLocalMap使用的是开放探测法(HashMap链地址法).就意味着大龄的变量存储在ThreadLocalMap对象中会使查询效率急剧下降.
ThreadLocalMap的key使用了弱引用，当key不被引用时，系统回收内存会自动清理key的内存(清理ThreadLocal对象)。导致map中的value无法被访问，但问题在于map中的entry以属性的方式包含了object value。这样一来导致没有key可以访问这个value，但是**存在一条强引用链：CurrentThread->ThreadLocalMap->Entry->Value**。这条链是不能被GC（垃圾回收）自动回收的。这样就导致这些value数据既不能被访问而手动清理，也不会被被自动清理,就形成了内存泄露.
ThreadLocalMap内部Entry中key使用的是对ThreadLocal对象的弱引用，这为避免内存泄露是一个进步，因为如果是强引用，那么即使其他地方没有对ThreadLocal对象的引用，ThreadLocalMap中的ThreadLocal对象还是不会被回收，而如果是弱引用则这时候ThreadLocal引用是会被回收掉的，虽然对于的value还是不能被回收，这时候ThreadLocalMap里面就会存在key为null但是value不为null的entry项，虽然ThreadLocalMap提供了set,get,remove方法在一些时机下会对这些Entry项进行清理，但是这是不及时的，也不是每次都会执行的，所以一些情况下还是会发生内存泄露，所以在使用完毕后即使调用remove方法才是解决内存泄露的王道。
父线程的ThreadLocal对象在子线程中是获取不到的,因为这是两个Thread对象.
这个类是为了解决ThreadLocal类不支持继承而创造的,它继承自ThreadLocal类.提供了一个特性,可以让子线程访问父线程中设置的本地变量.
ThreadLocalMap源码:
/** * Construct a new map including all Inheritable ThreadLocals * from given parent map. Called only by createInheritedMap. * * @param parentMap the map associated with parent thread. */ private ThreadLocalMap(ThreadLocalMap parentMap) { Entry[] parentTable = parentMap.table; deint len = parentTable.length; setThreshold(len); table = new Entry[len]; for (int j = 0; j < len; j++) { Entry e = parentTable[j]; if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") ThreadLocal<Object> key = (ThreadLocal<Object>) e.get(); if (key != null) { Object value = key.childValue(e.value); Entry c = new Entry(key, value); int h = key.threadLocalHashCode & (len - 1); while (table[h] != null) h = nextIndex(h, len); table[h] = c; size++; } } } } 从上面的构造可以看出,这种构造方式可以将父线程的ThreadLocalMap复制给子线程.达到共用的目的.
经测试,但一旦建立子线程,更改父线程中的InheritableThreadLocal对象后,子线程并不能察觉.
public class Demo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { InheritableThreadLocal<Integer> inheritableThreadLocal = new InheritableThreadLocal<>(); inheritableThreadLocal.set(1); Thread thread = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("chile thread " + inheritableThreadLocal.get()); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("chile thread " + inheritableThreadLocal.get()); } }); thread.start(); Thread.sleep(500); System.out.println("parents thread " + inheritableThreadLocal.get()); inheritableThreadLocal.set(2); System.out.println("set 2"); System.out.println("parents thread " + inheritableThreadLocal.get()); thread.join(); } } // chile thread 1 // parents thread 1 // set 2 // parents thread 2 // chile thread 1