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多線程三分鐘就可以入個門了！

awkj / 1747人閱讀

摘要：系統級線程核心級線程由操作系統內核進行管理。值得注意的是多線程的存在，不是提高程序的執行速度。實現多線程上面說了一大堆基礎，理解完的話。虛擬機的啟動是單線程的還是多線程的是多線程的。

前言

之前花了一個星期回顧了Java集合：

Collection總覽

List集合就這么簡單【源碼剖析】

Map集合、散列表、紅黑樹介紹

HashMap就是這么簡單【源碼剖析】

LinkedHashMap就這么簡單【源碼剖析】

TreeMap就這么簡單【源碼剖析】

ConcurrentHashMap基于JDK1.8源碼剖析

Set集合就這么簡單！

Java集合總結【面試題+腦圖】，將知識點一網打盡！

在寫文章之前通讀了一遍《Java 核心技術 卷一》的并發章節和《Java并發編程實戰》前面的部分，回顧了一下以前寫過的筆記。從今天開始進入多線程的知識點咯~

之前在學習Java基礎的時候學多線程基礎還是挺認真的，可是在后面一直沒有回顧它，久而久之就把它給忘掉得差不多了..在學習JavaWeb上也一直沒用到多線程的地方(我做的東西太水了...)。

由于面試這一部分是占很大比重的，并且學習多線程對我以后的提升也是很有幫助的(自以為)。

我其實也是相當于從零開始學多線程的，如果文章有錯的地方還請大家多多包含，不吝在評論區下指正呢~~

一、初識多線程 1.1介紹進程

講到線程，又不得不提進程了~

進程我們估計是很了解的了，在windows下打開任務管理器，可以發現我們在操作系統上運行的程序都是進程：

進程的定義：

進程是程序的一次執行，進程是一個程序及其數據在處理機上順序執行時所發生的活動，進程是具有獨立功能的程序在一個數據集合上運行的過程，它是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位

進程是系統進行資源分配和調度的獨立單位。每一個進程都有它自己的內存空間和系統資源

1.2回到線程

那系統有了進程這么一個概念了，進程已經是可以進行資源分配和調度了，為什么還要線程呢？

為使程序能并發執行，系統必須進行以下的一系列操作：

(1)創建進程，系統在創建一個進程時，必須為它分配其所必需的、除處理機以外的所有資源，如內存空間、I/O設備，以及建立相應的PCB；

(2)撤消進程，系統在撤消進程時，又必須先對其所占有的資源執行回收操作，然后再撤消PCB；

(3)進程切換，對進程進行上下文切換時，需要保留當前進程的CPU環境，設置新選中進程的CPU環境，因而須花費不少的處理機時間。

可以看到進程實現多處理機環境下的進程調度，分派，切換時，都需要花費較大的時間和空間開銷

引入線程主要是為了提高系統的執行效率，減少處理機的空轉時間和調度切換的時間，以及便于系統管理。使OS具有更好的并發性

簡單來說：進程實現多處理非常耗費CPU的資源，而我們引入線程是作為調度和分派的基本單位（取代進程的部分基本功能【調度】）。

那么線程在哪呢？？舉個例子：

也就是說：在同一個進程內又可以執行多個任務，而這每一個任務我就可以看出是一個線程。

所以說：一個進程會有1個或多個線程的！

1.3進程與線程

于是我們可以總結出：

進程作為資源分配的基本單位

線程作為資源調度的基本單位，是程序的執行單元，執行路徑(單線程：一條執行路徑，多線程：多條執行路徑)。是程序使用CPU的最基本單位。

線程有3個基本狀態：

執行、就緒、阻塞

線程有5種基本操作：

派生、阻塞、激活、 調度、 結束

線程的屬性：

1)輕型實體；

2)獨立調度和分派的基本單位；

3)可并發執行；

4)共享進程資源。

線程有兩個基本類型：

1) 用戶級線程：管理過程全部由用戶程序完成，操作系統內核心只對進程進行管理。

2) 系統級線程(核心級線程)：由操作系統內核進行管理。操作系統內核給應用程序提供相應的系統調用和應用程序接口API，以使用戶程序可以創建、執行以及撤消線程。

值得注意的是：多線程的存在，不是提高程序的執行速度。其實是為了提高應用程序的使用率，程序的執行其實都是在搶CPU的資源，CPU的執行權。多個進程是在搶這個資源，而其中的某一個進程如果執行路徑比較多，就會有更高的幾率搶到CPU的執行權

1.4并行與并發

并行：

并行性是指同一時刻內發生兩個或多個事件。

并行是在不同實體上的多個事件

并發：

并發性是指同一時間間隔內發生兩個或多個事件。

并發是在同一實體上的多個事件

由此可見：并行是針對進程的，并發是針對線程的。

1.5Java實現多線程

上面說了一大堆基礎，理解完的話。我們回到Java中，看看Java是如何實現多線程的~

Java實現多線程是使用Thread這個類的，我們來看看Thread類的頂部注釋：

通過上面的頂部注釋我們就可以發現，創建多線程有兩種方法：

繼承Thread，重寫run方法

實現Runnable接口，重寫run方法

1.5.1繼承Thread，重寫run方法

創建一個類，繼承Thread，重寫run方法

public class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        for (int x = 0; x < 200; x++) {
            System.out.println(x);
        }
    }

}

我們調用一下測試看看：

public class MyThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建兩個線程對象
        MyThread my1 = new MyThread();
        MyThread my2 = new MyThread();

        my1.start();
        my2.start();
    }
}

1.5.2實現Runnable接口，重寫run方法

實現Runnable接口，重寫run方法

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for (int x = 0; x < 100; x++) {
            System.out.println(x);
        }
    }

}

我們調用一下測試看看：

public class MyRunnableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建MyRunnable類的對象
        MyRunnable my = new MyRunnable();

        Thread t1 = new Thread(my);
        Thread t2 = new Thread(my);

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

結果還是跟上面是一樣的，這里我就不貼圖了~~~

1.6Java實現多線程需要注意的細節

不要將run()和start()搞混了~

run()和start()方法區別：

run():僅僅是封裝被線程執行的代碼，直接調用是普通方法

start():首先啟動了線程，然后再由jvm去調用該線程的run()方法。

jvm虛擬機的啟動是單線程的還是多線程的?

是多線程的。不僅僅是啟動main線程，還至少會啟動垃圾回收線程的，不然誰幫你回收不用的內存~

那么，既然有兩種方式實現多線程，我們使用哪一種？？？

一般我們使用實現Runnable接口

可以避免java中的單繼承的限制

應該將并發運行任務和運行機制解耦，因此我們選擇實現Runnable接口這種方式！

二、總結

這篇主要是講解了線程是什么，理解線程的基礎對我們往后的學習是有幫助的。這里主要是簡單的入了個門

在閱讀頂部注釋的時候我們發現有”優先級“、”后臺線程“這類的詞，這篇是沒有講解他們是什么東西的~所以下一篇主要講解的是Thread的API~敬請期待哦~

使用線程其實會導致我們數據不安全，甚至程序無法運行的情況的，這些問題都會再后面講解到的~

之前在學習操作系統的時候根據《計算機操作系統-湯小丹》這本書也做了一點點筆記，都是比較淺顯的知識點。或許對大家有幫助~

操作系統第一篇【引論】

操作系統第二篇【進程管理】

操作系統第三篇【線程】

操作系統第四篇【處理機調度】

操作系統第五篇【死鎖】

操作系統第六篇【存儲器管理】

操作系統第七篇【設備管理】

參考資料：

《Java 核心技術卷一》

《Java并發編程實戰》

《計算機操作系統-湯小丹》

如果文章有錯的地方歡迎指正，大家互相交流。習慣在微信看技術文章，想要獲取更多的Java資源的同學，可以關注微信公眾號:Java3y。為了大家方便，剛新建了一下qq群：742919422，大家也可以去交流交流。謝謝支持了！希望能多介紹給其他有需要的朋友

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