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thread.sleep是让哪个线程休眠_JAVA多线程看这一篇就足够了(超详细总结)

前言

多线程编程，是 “多核时代” 提升计算性能的关键因素之一，亦属于开发者必须掌握的核心技能。本片文章小编带你从六个知识点剖析JAVA多线程，将针对于 Java 多线程编程，进行基础的阐述！

主要内容包括：

一、概述

二、Thread 类

三、创建线程：继承 Thread 类

四、创建线程：实现 Runnable 接口

五、线程优先级

六、线程的生命周期

七、同步代码块

一、概述

1. 进程和线程

  • 进程 ：进程指正在运行的程序。
  • 线程 ：线程是进程中的一个执行单元，是程序 使用cpu 的基本单位（调度）。负责当前进程中程序的执行。是进程中单个顺序控制流（执行路径），是一条单独执行的路径
  • 一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程
  • 在操作系统中，进程是资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位。
在没有出现线程之前， 进程 既是操作系统进行资源分配的基本单位，又是调度的基本单位
  • 单线程程序 ：若有多个任务只能依次执行。当上一个任务执行结束后，下一个任务开始执行。程序只有一条执行路径
  • 多线程程序 ：若有多个任务可以同时执行。程序有多条执行路径
操作系统发展 ：单道批处理操作——>多道批处理操作系统——>分时操作系统(多进程的)——>线程 批处理 ：程序在执行过程中，不会响应用户的请求 单道批处理操作 ：一次只能运行一个程序，如果要在计算机运行多个程序，这多个程序，只能一个一个的顺序执行，如果这个正在运行的程序，在运行过程中，执行了一些非常耗时的IO操作(传输数据的过程是没有使用到cpu)，这样一来，cpu就闲下来了，但是cpu是计算机中，最为昂贵的 多道批处理操作系统 ：同时运行多个程序，显著的提高了cpu的利用率，但是我们一旦一个，程序运行起来，都是是需要使用计算机资源的 分时操作系统 ：每一个进程，有一个固定的时间片，在运行一个固定的时间片后，紧接着轮到下一个进程运行（切换）
  • 为什么还会有线程呢？ 进程切换的代价太高了，这样一来，每一次进程切换，都需要付出不小的额外的代价，为了减小进程切换的代价，引入了线程，提高CPU的利用率

2. 线程调度

  • 分时调度 ：所有线程 轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。
  • 抢占式调度 ：优先让 优先级高的 线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为抢占式调度
  • 体现了：程序运行的不确定性
  1. CPU 使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而言，某个时刻，只能执行一个线程，而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。
  2. 多线程程序并不能提高程序的运行速度，但能够提高程序运行效率，让CPU的使用率更高。

3. 线程控制

  • 线程睡眠

    static void sleep(long millis)：在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行）

    //让主线程，休眠3秒 Thread.sleep(3000); //sleep新的写法 TimeUnit.SECONDS.sleep(3); System.out.println("睡醒了");

  • 线程加入

    public final void join()：（让当前线程）等待该线程(新加入的线程终止)终止。

    SecondThread sec = new SecondThread("zs"); SecondThread thr = new SecondThread("lsii"); SecondThread fou = new SecondThread("wangwu");

    //启动这三个线程对象 sec.start(); //sec线程上调用join方法 ，让当前线程（main）等待sec线程执行完毕 sec.join(); thr.start(); fou.start();

  • 线程礼让public static void yield()：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程
只是让当前线程放弃cpu执行权，但是 不能阻止 它放弃后继续抢夺cpu执行权
  • 后台线程

    （守护线程）public final void setDaemon(boolean on)：将该线程标记为守护线程或用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时，Java 虚拟机退出；该方法必须在启动线程前调用。

    SecondThread sec = new SecondThread("zs"); SecondThread thr = new SecondThread("lsii"); //将sec和thr线程设置为守护线程 sec.setDaemon(true); thr.setDaemon(true); //启动 sec.start(); thr.start(); //之后发现sec和thr是守护线程，就会中断

  • 中断线程 ：public void interrupt()：让一个线程控制另外一个线程（有条件的：受阻），可以利用该方法终止另一个线程的运行
  1. 如果线程在调用 Object 类的 wait()、wait(long) 或 wait(long, int) 方法，或者该类的 join()、join(long)、join(long, int)、sleep(long) 或 sleep(long, int) 等阻塞方法处于阻塞状态，它还将收到一个 InterruptedException
  2. 中断一个不处于活动状态的线程不需要任何作用。

中断一个不处于阻塞状态的线程，没有其他任何效果

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        FiveThread fiveThread = new FiveThread();
        fiveThread.start();
        //在主线程中，终止fiveThread，休眠状态
        fiveThread.interrupt();
    }
}

// 睡5秒之后，再让该线程输出一句话
class FiveThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        try {
            //假如申请了很多的系统资源
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            System.out.println("FiveThread 睡醒了");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            //异常的意义：即使我的线程被异常终止，我也可以保证资源的正常释放
        }
    }
}

//会抛出 java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
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4. JAVA程序的运行原理

  • Java命令会启动 JVM，即启动了一个进程，该进程会启动一个主线程，然后主线程调用某个类的 main方法，所以 main方法 都是运行在主线程里
  • jvm 启动后，必然有一个执行路径(线程)从 main方法开始的，一直执行到 main方法结束，这个线程在Java中称之为主线程。
  • 当程序的主线程执行时，如果遇到了循环而导致程序在指定位置停留时间过长，则无法马上执行下面的程序，需要等待循环结束后能够执行
  • 方法在哪个线程中被调用，它就运行在哪个线程中

  • JVM 是一个多线程程序，每个Java 进程都分配一个 JVM 实例

    public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { //利用垃圾回收器来证明 while(true) { //这里虽然一直在堆空间中，创建数组对象， // 但是始终没有耗尽堆空间，就是因为垃圾回收器， // 在另外一个线程中，帮我们回收垃圾，所以才不会耗尽heap内存 // 从而证明，jvm是线程的 int[] ints = new int[1024]; ints = null; } } }

二、Thread 类

1. 概述

  • Thread是程序中的执行线程。Java 虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程
  • 不是抽象类

2. 构造方法

  • Thread()： 分配新的 Thread 对象
  • Thread(String name)：分配新的 Thread 对象，将指定的 name 作为其线程名称

3. 常用方法

  • void start()：使该线程开始执行，Java虚拟机调用线程的 run 方法
  • void run()：该线程要执行的操作，
  • static void sleep(long millis)：在指定毫秒内让当前正在执行的线程休眠，暂停执行
  • static Thread currentThread()：返回当前正在执行的线程对象的引用Thread.currentThread()

4. 创建新执行线程的两种方法

  • 将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。创建对象，开启线程。run方法相当于其他线程的main方法。
  • 声明一个实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建 Runnable 的子类对象，传入到某个线程的构造方法中，开启线程。
虽然实现线程有两种方式，其实从客观来讲，线程本身只代表独立的执行路径, 执行的具体内容其实是Task本身，和执行路径的实现本身没有联系；只是我们开发者，想将一个task放在某条独立的执行路径(Thread 类对象，也就是一个线程中)来运行

三、创建线程：继承 Thread 类

  • 创建线程的步骤
  • 定义一个类继承 Thread
  • 重写 run方法
  • 创建子类对象，就是创建线程对象
  • 调用 start 方法，开启线程并让线程执行，同时还会告诉jvm去调用 run 方法

线程对象调用 run方法 不开启线程。仅是对象调用方法。

线程对象调用 start 开启线程，并让 jvm 调用 run 方法在开启的线程中执行

//测试类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建自定义线程对象
        MyThread mt = new MyThread("新的线程！");

        //错误启动线程,这只是普通的方法调用
        //firstThread.run();

        //开启新线程
        mt.start();

        //再次启动一个线程，会抛异常IllegalThreadStateException 
        //因为一个线程对象只能启动一次，
        // 如果同一个线程对象，启动多次，就会抛出异常
        //firstThread.start();
        //只能创建一个新的对象
        new MyThread("第二个线程！").start();
        //获取主线程的名字
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：主线程！");
    }
}

//自定义线程
class MyThread extends Thread {
    //定义指定线程名称的构造方法
    public MyThread(String name) {
        //调用父类的String参数的构造方法，指定线程的名称
        super(name);
    }

    //重写run方法，完成该线程执行的逻辑
    @Override
    public void run() {
        //获取线程的名字getName()
        System.out.println(getName() + "：正在执行！");
    }
} 
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四、创建线程：实现 Runnable 接口

1. Runnable 接口的构造方法

  • Thread(Runnable target)

     : 分配新的 Thread 对象，以便将 target 作为其运行对象

  • Thread(Runnable target,String name)

     : 分配新的 Thread 对象，以便将 target 作为其运行对象；并将指定的 name 作为其名称

2. 创建线程的步骤

  • 定义类实现 Runnable 接口。
  • 覆盖接口中的 run方法
  • 创建 Thread类的 对象
  • 将 Runnable接口 的子类对象作为参数传递给 Thread 类 的构造方法。
  • 调用 Thread类的 start() 开启线程。
Thread 类的构造函数：

  1. Thread()

     ： 分配新的 Thread 对象

  2. Thread(String name)

     ：分配新的 Thread 对象，将指定的 name 作为其线程名称 
//测试类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建实现 Runnable 接口的子类对象
        MyRunnable myrunnable = new MyRunnable();
        //创建Thread实例，在Thread的构造方法中传递Runnable实例
        //Runnable就代表在 Thread 上运行的任务
        Thread thread = new Thread(myrunnable);
        //开启线程
        thread.start();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("main线程：正在执行！"+i);
        }
    }
}

//自定义线程执行任务类
class MyRunnable implements Runnable{
    //定义线程要执行的run方法逻辑
    //run方法，不能抛出编译时异常
    //run方法，没有参数没有返回值
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("我的线程：正在执行！"+i);
        }
    }
}
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3. 实现 Runnable 接口的原理

为什么需要定一个类去实现Runnable接口呢？继承Thread类和实现Runnable接口有啥区别呢？ 只有创建Thread类的对象才可以创建线程。线程任务已被封装到Runnable接口的run方法中，而这个run方法所属于Runnable接口的子类对象，所以将这个子类对象作为参数传递给Thread的构造函数，这样，线程对象创建时就可以明确要运行的线程的任务

4. 两种方式的比较

  • 继承 Thread 类方式
  • 如果某个类已经有父类，则无法再继承 Thread 类
  • 实现 Runnable 接口方式
  • 解决了方式一的单继承的局限性
  • 还有一个优点，便于多线程共享数据
第二种方式实现Runnable接口避免了单继承的局限性，所以较为常用。实现Runnable接口的方式，更加的符合面向对象；线程分为两部分，一部分线程对象，一部分线程任务。
  • 继承Thread类，线程对象和线程任务耦合在一起。一旦创建Thread类的子类对象，既是线程对象，有又有线程任务。
  • 实现runnable接口，将线程任务单独分离出来封装成对象，类型就是Runnable接口类型。Runnable接口对线程对象和线程任务进行解耦

五、线程优先级

1. 概述

  • 我们可以通过 Thread 类中：

  • getPriority 方法

     ：获取 线程的优先级

  • setPriority 方法

     ：设置 线程的优先级

2. 线程优先级的范围

  • 如果设置线程优先级的范围，超出了规定范围，会抛出异常；

MAX_PRIORITY 10 //最大优先级

MIN_PRIORITY 1 //最小优先级

NORM_PRIORITY 5 //默认优先级

//使用
thread1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //设置
thread2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
System.out.println(thread1.getPriority());//获取
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3. 注意！

  • 对于 TThread 类中的优先级，对于jvm而言，不起决定性作用！
也就是说 jvm 在实际调度线程的时候，它使用的优先级可能 不仅仅 包含我们给每个线程所设置的静态优先级，可能还考虑了其他的很多因素（各个线程的运行状态），所以我们所设置的优先级对于 jvm 只起一个 参考作用

六、线程的生命周期

1. 新建状态

  • 创建线程对象

2. 就绪状态

  • start() 之后
  • sleep() 睡醒之后
  • yield() 之后
  • 有执行资格，等待cpu调度

3. 运行状态

  • 取得执行权，开始执行

4. 阻塞状态

  • 无执行资格，无执行权

5. 死亡状态

  • 执行完毕，等待垃圾回收
thread.sleep是让哪个线程休眠_JAVA多线程看这一篇就足够了(超详细总结)

七、同步代码块

1. 问题引入——线程安全问题

  • 发生线程安全问题的 三个条件 ：
  1. 多线程运行环境
  2. 多线程访问线程共享数据（存在共享数据）
  3. 访问共享数据的操作不是原子操作。

注：原子操作：不可分割的操作 ，相当于一次性完成的操作

  • 当这三个条件同时满足的时候，才会发生多线程的数据安全问题
  • 解决多线程的线程安全问题：如何实现线程对共享资源的排他性访问（只有我访问完了你们才能修改）？
  • 使用

    同步代码块

2. 同步代码块

  • 同步代码块实现 线程同步
  • 线程同步 ：就是利用锁对象，完成多线程运行环境中，对共享资源的排他性访问（我走你不能走， 你走我不能走）
  • 优点 ：解决了多线程的安全问题
  • 缺点 ：消耗资源（当线程很多时，每个线程运行的时候都需要去判断同步锁，这个是很耗费系统资源的）
线程异步 ：线程之间，互不干扰，各自独立运行（我走我的，你走你的）
  • 格式

    ：

    synchronized（对象）{ //critical section 对共享资源的访问的代码 }

  1. 同步代码块中所使用的对象，称之为锁对象 ——> 锁的角色

锁对象中，有一个标志位：可以表示两种状态，加锁 和 解锁

  1. 持有锁的是线程（一个线程给一个锁对象加锁，我们就说这个线程持有了锁对象）
  2. 同步代码块何时给锁对象加锁？进入同步代码块的同时，就给锁对象加锁
  3. 线程何时释放持有的锁？ 当执行完同步代码块的时候，就会释放同步代码块的锁对象
  4. 判断和修改锁对象标志位的操作，这是由 jvm 保证一定是原子操作

6.

锁对象，究竟是什么对象？ java语言中任意一个对象

，都可以充当锁对象的角色（因为任意一个对象中都有一个表示加锁，解锁状态的标志位）

  • 注意点 ：
虽然锁对象可以是任意对象，但是针对同一个（同样的多个共享变量） 的所有操作，都必须保证在同步代码块中，使用同一个锁对象，才能避免线程安全问题。

3. 同步方法

  • 当同步代码块的范围扩大到整个方法的方法体的时候，我们可以将整个方法定义成同步方法，

    在方法声明上加上synchronized
  • 普通的同步代码块 ：

    synchronized(锁对象) {}
  • 同步方法 ：

    void synchronized 方法名(){}
  • 同步方法的锁对象就是

    this

静态方法是否可以定义为同步方法？

静态的同步方法， 在方法声明上加上

static synchronized

 它的所使用的锁对象是：

当前类的字节码文件对象

 ：类名.class

作者：麒麟才子

链接： https://juejin.cn/post/6903018990092681230

来源：掘金

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