進(jìn)程與線程

進(jìn)程

進(jìn)程是操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，是程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上運(yùn)行的過(guò)程,是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位。進(jìn)程可以被看作程序的實(shí)體，同樣，它也是程序的容器。

線程

線程是操作系統(tǒng)調(diào)度的最小單元，也叫作輕量級(jí)進(jìn)程。在一個(gè)進(jìn)程中可以創(chuàng)建多個(gè)線程，這些線程都擁有各自的計(jì)數(shù)器、堆棧和局部變量等屬性。

使用多線程的優(yōu)勢(shì)

• 使用多線程可以減少程序的響應(yīng)時(shí)間

如果某個(gè)操作很耗時(shí)，或者陷入長(zhǎng)時(shí)間的等待，此時(shí)程序?qū)⒉粫?huì)響應(yīng)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)等的操作，使用多線程后可以把這個(gè)耗時(shí)的操作分配到一個(gè)單獨(dú)的線程中執(zhí)行，從而使程序具備了更好的交互性。

• 與進(jìn)程相對(duì)，線程創(chuàng)建和切換開(kāi)銷(xiāo)更小，同時(shí)多線程在數(shù)據(jù)共享方面效率非常高。
• 多CPU 或者多核計(jì)算機(jī)本身就具備執(zhí)行多線程的能力。

如果使用單個(gè)線程，將無(wú)法重復(fù)利用計(jì)算機(jī)資源，這會(huì)造成資源的巨大浪費(fèi)。在多CPU計(jì)算機(jī)中使用多線程能提高CPU的利用率。

• 使用多線程能簡(jiǎn)化程序的結(jié)構(gòu)，使程序便于理解和維護(hù)。

線程的狀態(tài)

• New

新創(chuàng)建狀態(tài)。線程被創(chuàng)建，還沒(méi)有調(diào)用start方法，在線程運(yùn)行之前還有一些基礎(chǔ)工作要做。

• Runnable

可運(yùn)行狀態(tài)。一旦調(diào)用start方法，線程就處于Runnable 狀態(tài)。一個(gè)可運(yùn)行的線程可能正在運(yùn)行也可能沒(méi)有運(yùn)行，這取決于操作系統(tǒng)給線程提供運(yùn)行的時(shí)間。

• Blocked

阻塞狀態(tài)。表示線程被鎖阻塞，它暫時(shí)不活動(dòng)。

• Waiting

等待狀態(tài)。線程暫時(shí)不活動(dòng)，并且不運(yùn)行任何代碼，這消耗最少資源，直到線程調(diào)度器重新激活它。

• Timed waiting

超時(shí)等待狀態(tài)。和等待不同的是，它是可以在指定的時(shí)間自行返回的。

• Terminated

終止?fàn)顟B(tài)。表示當(dāng)前線程已經(jīng)執(zhí)行完畢。導(dǎo)致線程終止有兩種情況：（1）run方法執(zhí)行完畢正常退出；（2）因?yàn)橐粋€(gè)沒(méi)有捕獲取得異常而終止了run 方法，導(dǎo)致線程進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)。

線程創(chuàng)建后，調(diào)用Thead的start方法，開(kāi)始進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)線程執(zhí)行wait方法后，線程進(jìn)入等待狀態(tài)，進(jìn)入等待狀態(tài)的線程需要其他線程通知才能返回運(yùn)行狀態(tài)。超時(shí)等待相當(dāng)于在等待狀態(tài)加上了時(shí)間限制，如果超過(guò)時(shí)間限制，則線程返回運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)線程調(diào)用到同步方法時(shí)，如果線程沒(méi)有獲得鎖則進(jìn)入阻塞狀態(tài)，當(dāng)阻塞狀態(tài)的線程獲取到鎖時(shí)則重新回到運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)線程執(zhí)行完畢或者遇到意外異常終止時(shí)，都會(huì)進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)。

創(chuàng)建線程

• 繼承Thread類(lèi)，重寫(xiě)run()方法

public class ThreadExample2 extends Thread{
	public static void main(String[] args) {
		Thread mThread=new ThreadExample2();
		mThread.start();
	}
	@Override
	public void run() {
		 System.out.print("thread excute");		
	}
}

• 實(shí)現(xiàn)Runnable接口，并實(shí)現(xiàn)該接口的Run()方法 (推薦)

public class ThreadExample {
	public static void main(String[] args) {
      ExRunnable runnable=new ExRunnable();
      Thread mThread=new Thread(runnable);
	  mThread.start();
	}
}
public class ExRunnable implements Runnable{
	@Override
	public void run() {
        System.out.print("thread excute");		
	}
}

• 實(shí)現(xiàn)Callable接口，重寫(xiě)call()方法

Callable接口是屬于Executor框架中的功能類(lèi)。Callable可以在任務(wù)接受后提供一個(gè)返回值，Runnable無(wú)法提供這個(gè)功能。

• Callable中的call()方法可以拋出異常，而Runnable的run()方法不能拋出異常。
• 運(yùn)行Callable可以拿到一個(gè)Future對(duì)象，F(xiàn)uture對(duì)象表示異步計(jì)算的結(jié)果，它提供了檢查計(jì)算是否完成的方法。
• 由于線程屬于異步計(jì)算模型，因此無(wú)法從別的線程中得到函數(shù)的返回值，在這種情況下就可以使用Future來(lái)監(jiān)視目標(biāo)線程調(diào)用call()方法的情況。但調(diào)用Future的get()方法以獲取結(jié)果時(shí)，當(dāng)前線程就會(huì)阻塞，直到call()方法返回結(jié)果。

public class ThreadExample {
	public static void main(String[] args) {
	  ExCallable mCallable=new ExCallable();
	  ExecutorService mExecutorService=Executors.newSingleThreadExecutor();
	  Future<String> mFuture=mExecutorService.submit(mCallable);
	  try {
		System.out.println(mFuture.get());
	  } catch (Exception e) {
		e.printStackTrace();
	  }
	}
}
public class ExCallable implements Callable<String> {
	@Override
	public String call() throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "thread excute";
	}
}

線程中斷

當(dāng)線程的run 方法執(zhí)行完畢，或者在方法中出現(xiàn)沒(méi)有捕獲的異常時(shí)，線程將終止。interrupt方法可以用來(lái)請(qǐng)求中斷線程。當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用interrupt方法時(shí)，線程的中斷標(biāo)識(shí)位為true，線程會(huì)不時(shí)地檢測(cè)這個(gè)中斷標(biāo)識(shí)位，以判斷線程是否應(yīng)該被中斷。

// 判斷線程是否被中斷
Thread.currentThread().isInterrupted();

拋出InterruptedException 異常后，兩種處理方法：

void task(){
     ....
     try{
        sleep(50)
     }catch(InterruptedException e){
        Thread.currentThread().interrupted(); 
     }
 }

在catch子句中，調(diào)用Thread.currentThread().interrupted()來(lái)設(shè)置中斷狀態(tài)（因?yàn)閽伋霎惓：笾袛鄻?biāo)識(shí)位會(huì)復(fù)位，即重新設(shè)置為false）,讓外界通過(guò)Thread.currentThread().isInterrupted() 來(lái)決定是否終止還是繼續(xù)下去。

void task() throw InterrupetedException{
     sleep(50); 
  }

不用try來(lái)捕獲異常，讓方法直接拋出，這樣調(diào)用者可以捕獲這個(gè)異常。

中斷線程Example

public class StopExampleThread {
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		try {
			InterruptedRunnable mRunnable=new InterruptedRunnable();
			Thread thread=new Thread(mRunnable,"threadDemo");
			thread.start();
			TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);
			thread.interrupt();
		} catch (InterruptedException e) {
			// 拋出InterruptedException后中斷標(biāo)志被清除
			// 再次調(diào)用interrupt恢復(fù)中斷
			Thread.currentThread().interrupt();
		}
	}
	static class InterruptedRunnable implements Runnable{
		int i=0;
		@Override
		public void run() {
			// TODO Auto-generated method stub
			while(!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
				i++;
				System.out.println("i="+i);
			}
			System.out.println("stop");			
		}
	}

總結(jié)

• 如果一個(gè)線程處于阻塞狀態(tài)，線程在檢查中斷標(biāo)識(shí)位時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)中斷標(biāo)識(shí)位為true，則會(huì)在阻塞方法調(diào)用處拋出InterruptedException 異常，并且在拋出異常前將線程的中斷標(biāo)識(shí)位復(fù)位，即重新設(shè)置為false。
• 被中斷的線程不一定會(huì)終止，中斷線程是為了引起線程的注意，被中斷的線程可以決定如何去響應(yīng)中斷。如果是比較重要的線程則不會(huì)理會(huì)中斷，而大部分情況則是線程會(huì)將中斷作為一個(gè)終止的請(qǐng)求。

本篇文章就到這里了，希望能給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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