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深入理解-Java-多线程核心知识:跳槽面试必备
深入理解Java多线程核心知识:跳槽面试必备
多线程相对于其他Java知识点来讲,有一定的学习门槛,并且了解起来比较费劲。在平时工作中如若使用不当会出现数据错乱、执行效率低(还不如单线程去运行)或者死锁程序挂掉等等问题,所以掌握了解多线程至关重要。
本文从基础概念开始到最后的并发模型由浅入深,讲解下线程方面的知识。
概念梳理
本节我将带大家了解多线程中几大基础概念。
并发与并行
并行,表示两个线程同时做事情。
并发,表示一会做这个事情,一会做另一个事情,存在着调度。单核CPU不可能存在并行(微观上)。
临界区
临界区用来表示一种公共资源或者说是共享数据,可以被多个线程使用。但是每一次,只能有一个线程使用它,一旦临界区资源被占用,其他线程要想使用这个资源,就必须等待。
阻塞与非阻塞
不可运行状态
当发生下列事件时,处于运行状态的线程会转入到不可运行状态:
调用了sleep()方法;
线程调用wait()方法等待特定条件的满足;
线程输入/输出阻塞;
返回可运行状态;
处于睡眠状态的线程在指定的时间过去后;
如果线程在等待某一条件,另一个对象必须通过notify()或notifyAll()方法通知等待线程条件的改变;
如果线程是因为输入输出阻塞,等待输入输出完成。
线程的优先级
线程优先级及设置
线程的优先级是为了在多线程环境中便于系统对线程的调度,优先级高的线程将优先执行。一个线程的优先级设置遵从以下原则:
线程创建时,子继承父的优先级;
线程创建后,可通过调用setPriority()方法改变优先级;
线程的优先级是1-10之间的正整数。
线程的调度策略
线程调度器选择优先级最高的线程运行。但是,如果发生以下情况,就会终止线程的运行:
线程体中调用了yield()方法,让出了对CPU的占用权;
线程体中调用了sleep()方法,使线程进入睡眠状态;
线程由于I/O操作而受阻塞;
另一个更高优先级的线程出现;
在支持时间片的系统中,该线程的时间片用完。
单线程创建方式
单线程创建方式比较简单,一般只有两种方式:继承Thread类和实现Runnable接口;这两种方式比较常用就不在Demo了,但是对于新手需要注意的问题有:
不管是继承Thread类还是实现Runable接口,业务逻辑是写在run方法里面,线程启动的时候是执行start()方法;
开启新的线程,不影响主线程的代码执行顺序也不会阻塞主线程的执行;
新的线程和主线程的代码执行顺序是不能够保证先后的;
对于多线程程序,从微观上来讲某一时刻只有一个线程在工作,多线程目的是让CPU忙起来;
通过查看Thread的源码可以看到,Thread类是实现了Runnable接口的,所以这两种本质上来讲是一个;
PS:平时在工作中也可以借鉴这种代码结构,对上层调用来讲提供更多的选择,作为服务提供方核心业务归一维护
为什么要用线程池
通过上面的介绍,完全可以开发一个多线程的程序,为什么还要引入线程池呢。主要是因为上述单线程方式存在以下几个问题:
线程的工作周期:线程创建所需时间为T1,线程执行任务所需时间为T2,线程销毁所需时间为T3,往往是T1+T3大于T2,所有如果频繁创建线程会损耗过多额外的时间;
如果有任务来了,再去创建线程的话效率比较低,如果从一个池子中可以直接获取可用的线程,那效率会有所提高。所以线程池省去了任务过来,要先创建线程再去执行的过程,节省了时间,提升了效率;
线程池可以管理和控制线程,因为线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配,调优和监控;
线程池提供队列,存放缓冲等待执行的任务。
大致总结了上述的几个原因,所以可以得出一个结论就是在平时工作中,如果要开发多线程程序,尽量要使用线程池的方式来创建和管理线程。
通过线程池创建线程从调用API角度来说分为两种,一种是原生的线程池,另外该一种是通过Java提供的并发包来创建,后者比较简单,后者其实是对原生的线程池创建方式做了一次简化包装,让调用者使用起来更方便,但道理都是一样的。所以搞明白原生线程池的原理是非常重要的。
ThreadPoolExecutor
通过ThreadPoolExecutor创建线程池,API如下所示:
publicThreadPoolExecutor(intcorePoolSize,intmaximumPoolSize,longkeepAliveTime,