java多线程解析
Java多线程详解——一篇文章搞懂Java多线程

Java多线程详解——⼀篇⽂章搞懂Java多线程⽬录1. 基本概念程序(program)程序是为完成特定任务、⽤某种语⾔编写的⼀组指令的集合。
即指⼀段静态的代码(还没有运⾏起来),静态对象。
进程(process)进程是程序的⼀次执⾏过程,也就是说程序运⾏起来了,加载到了内存中,并占⽤了cpu的资源。
这是⼀个动态的过程:有⾃⾝的产⽣、存在和消亡的过程,这也是进程的⽣命周期。
进程是系统资源分配的单位,系统在运⾏时会为每个进程分配不同的内存区域。
线程(thread)进程可进⼀步细化为线程,是⼀个程序内部的执⾏路径。
若⼀个进程同⼀时间并⾏执⾏多个线程,那么这个进程就是⽀持多线程的。
线程是cpu调度和执⾏的单位,每个线程拥有独⽴的运⾏栈和程序计数器(pc),线程切换的开销⼩。
⼀个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间——》他们从同⼀堆中分配对象,可以访问相同的变量和对象。
这就使得相乘间通信更简便、搞笑。
但索格线程操作共享的系统资源可能就会带来安全隐患(隐患为到底哪个线程操作这个数据,可能⼀个线程正在操作这个数据,有⼀个线程也来操作了这个数据v)。
配合JVM内存结构了解(只做了解即可)class⽂件会通过类加载器加载到内存空间。
其中内存区域中每个线程都会有虚拟机栈和程序计数器。
每个进程都会有⼀个⽅法区和堆,多个线程共享同⼀进程下的⽅法区和堆。
CPU单核和多核的理解单核的CPU是⼀种假的多线程,因为在⼀个时间单元内,也只能执⾏⼀个线程的任务。
同时间段内有多个线程需要CPU去运⾏时,CPU也只能交替去执⾏多个线程中的⼀个线程,但是由于其执⾏速度特别快,因此感觉不出来。
多核的CPU才能更好的发挥多线程的效率。
对于Java应⽤程序java.exe来讲,⾄少会存在三个线程:main()主线程,gc()垃圾回收线程,异常处理线程。
如过发⽣异常时会影响主线程。
Java线程的分类:⽤户线程和守护线程Java的gc()垃圾回收线程就是⼀个守护线程守护线程是⽤来服务⽤户线程的,通过在start()⽅法前调⽤thread.setDaemon(true)可以吧⼀个⽤户线程变成⼀个守护线程。
JAVA多线程的使用场景与注意事项总结

JAVA多线程的使用场景与注意事项总结Java多线程是指在一个程序中同时运行多个线程,每个线程都有自己的执行代码,但是又共享同一片内存空间和其他系统资源。
多线程的使用场景和注意事项是我们在开发中需要关注的重点,下面将详细进行总结。
一、Java多线程的使用场景:1.提高程序的执行效率:多线程可以充分利用系统资源,将一些耗时的操作放到一个线程中执行,避免阻塞主线程,提高程序的执行效率。
2.实现并行计算:多线程可以将任务拆分成多个子任务,每个子任务分配给一个线程来执行,从而实现并行计算,提高计算速度。
3.响应性能提升:多线程可以提高程序的响应性能,比如在用户界面的开发中,可以使用多线程来处理用户的输入和操作,保证界面的流畅性和及时响应。
4.实时性要求高:多线程可以实现实时性要求高的任务,比如监控系统、实时数据处理等。
5.任务调度与资源管理:多线程可以实现任务的调度和资源的管理,通过线程池可以更好地掌控任务的执行情况和使用系统资源。
二、Java多线程的注意事项:1.线程安全性:多线程操作共享资源时,要注意线程安全问题。
可以通过使用锁、同步方法、同步块等方式来解决线程安全问题。
2.死锁:多线程中存在死锁问题,即多个线程相互等待对方释放资源,导致程序无法继续执行。
要避免死锁问题,应尽量减少同步块的嵌套和锁的使用。
3.内存泄漏:多线程中存在内存泄漏问题,即线程结束后,线程的资源没有得到释放,导致内存占用过高。
要避免内存泄漏问题,应及时释放线程资源。
4.上下文切换:多线程的切换会带来上下文切换的开销,影响程序的执行效率。
要注意合理分配线程的数量,避免过多线程的切换。
5. 线程同步与通信:多线程之间需要进行同步和通信,以保证线程之间的正确协调和数据的一致性。
可以使用synchronized关键字、wait(和notify(方法等方式进行线程同步和通信。
6.线程池的使用:在多线程编程中,可以使用线程池来管理线程的创建和销毁,可以减少线程的创建和销毁的开销,提高程序的性能。
java 多线程feature 用法

Java 多线程特性及用法大纲一. 简介1. 什么是多线程多线程是指在一个程序中同时运行多个线程的并发执行方式。
每个线程都是程序的独立执行单元,它们可以在同一时间内执行不同的任务,使得程序可以更高效地利用多核处理器和资源。
Java是一种支持多线程编程的编程语言,通过其多线程特性,可以实现并发执行不同任务,提高程序的性能和响应能力。
在 Java 中,每个线程都是由 Thread 类或实现了 Runnable 接口的类创建的。
线程可以独立地执行代码,具有自己的程序计数器、栈、寄存器等。
Java提供了多线程编程的支持,使得开发者可以轻松地创建、管理和控制多个线程,以实现并行处理任务,例如同时处理用户输入、后台计算、网络通信等。
2. 为什么使用多线程使用多线程是为了充分利用现代计算机的多核处理器和资源,以提高程序的性能、响应性和效率。
以下是一些使用多线程的主要原因:1. 并行处理:多线程允许程序同时执行多个任务,从而实现并行处理。
这对于需要同时处理多个任务的应用程序非常重要,如图像和视频处理、数据分析等。
2. 提高性能:多线程可以在多核处理器上同时执行不同的任务,从而显著提高应用程序的运行速度和性能。
3. 改善响应性:在单线程应用中,如果一个任务阻塞了,整个程序都会被阻塞。
而多线程允许程序继续响应其他请求,即使某些任务正在等待资源。
4. 任务分解:多线程使得大型任务可以分解成更小的子任务,每个子任务都可以在独立的线程中执行。
这样可以更有效地管理和调度任务。
5. 多任务处理:多线程允许程序同时处理多个任务,比如在一个Web服务器中同时处理多个客户端请求,提供更好的用户体验。
6. 资源共享:多线程允许不同的线程共享同一组资源,如内存、文件、数据库连接等。
这可以减少资源的浪费,并提高资源利用率。
7. 实时性:对于需要实时处理的应用,多线程可以使任务在严格的时间限制内完成,如嵌入式系统、实时图像处理等。
8. 异步编程:多线程可以用于实现异步编程模型,允许程序执行非阻塞的操作,如在网络通信中发送请求同时不阻塞其他操作。
java 多线程理解

java 多线程理解
Java多线程是指在同一时间内,程序中有多个线程在同时执行。
这种并发性质让程序可以更有效地利用CPU资源,提高程序的响应速度和并发处理能力。
Java多线程的实现方式有两种,一种是继承Thread类,另一种是实现Runnable接口。
对于简单的多线程任务,继承Thread类更为简单,而对于复杂的任务,实现Runnable接口更为灵活。
Java多线程的核心概念包括线程安全、同步和互斥。
线程安全
是指多个线程同时调用一个对象或方法时,不会发生错误或数据损坏。
同步是指多个线程在执行时,需要互相协调和配合,确保数据的正确性和一致性。
互斥是指多个线程在访问共享资源时,需要通过加锁和释放锁来保证同一时间只有一个线程可以访问。
Java多线程的应用领域非常广泛,例如服务器端的并发处理、
多媒体处理、网络编程等等。
理解Java多线程的核心概念和实现方式,对于开发高并发、高可用的程序非常重要。
- 1 -。
Java多线程技术PPT课件

❖ public Thread(Runnable target) ❖ public Thread(String name)
9
2. 如何实现多线程? 2.1 Thread类和Runnable接口
Thread类有3个有关线程优先级的常量:
❖ Thread.MIN_PRIORITY=1; ❖ Thread.MAX_PRIORITY=10; ❖ Thread.NORM_PRIORITY=5;
学习提纲
1
1. 程序、进程和线程 1.1 程序、进程和线程
程 序 ( Program ) 是能完成预定功能的静 态的指令序列。
2
பைடு நூலகம்
1. 程序、进程和线程 1.1 程序、进程和线程
为提高操作系统的并行性和资源利用率,提出了进程(Process)的概 念。简单地说进程是程序的一次执行,进程是动态的。
为解决此问题,又提出了线程(Thread)的概念。将资源分配和处理器 调度的基本单位分离,进程只是资源分配的单位,线程是处理器调度的 基本单位。一个进程包含多个并发的线程。一个进程中的线程只能使用进
程的资源和环境。线程只包含程序计数器、栈指针及堆栈,不包含进程地址
空 间 的 代 码 和 数 据 , 因 此 线 程 被 称 为 轻 质 进 程 ( Light Weight Process)。线程提高了系统的整体性能和效率。
正在执行的线程休眠(暂停执行)。
11
2. 如何实现多线程? 2.1 Thread类和Runnable接口
Runnable接口在ng包中,定义如下:
❖ public interface Runnable
Runnable接口中只包含一个抽象方法:
java多线程事务原理

java多线程事务原理Java多线程事务原理指的是在Java多线程编程中保证事务的一致性和原子性的机制。
多线程程序中,存在多个线程并发执行,如果这些线程对同一个资源进行读写操作,就容易引起数据不一致的问题。
为了解决这个问题,需要使用事务原理来保证数据的一致性。
Java多线程事务原理主要包括以下几个方面:1.原子性原子性是指一个事务中的所有操作要么全部执行成功,要么全部执行失败,不允许出现中间的状态。
在Java多线程编程中,可以使用synchronized关键字来保证原子性。
synchronized可以将一个方法或一个代码块设置为同步代码块,多个线程同时访问时,只能有一个线程进入同步代码块,其他线程必须等待。
这样可以避免多个线程同时对同一个资源进行操作,从而保证操作的原子性。
2.一致性一致性是指多个操作之间必须满足一定的约束条件,才能保证系统的数据是一致的。
在Java多线程编程中,可以使用锁机制来保证一致性。
锁机制可以将一个资源设置为被锁定状态,其他线程不能对其进行读写操作,只有锁拥有者才能对其进行操作。
通过使用锁机制,可以保证多个线程对同一资源进行操作时,不会产生冲突。
3.隔离性隔离性是指多个事务之间应该互相隔离,相互独立,互相不干扰。
在Java多线程编程中,可以使用线程局部变量来保证隔离性。
线程局部变量是指每个线程都有自己的变量副本,不同线程之间的变量互相独立,互不干扰。
通过使用线程局部变量,可以保证多个线程之间的数据不会相互干扰,达到隔离的目的。
4.持久性持久性是指事务执行成功后,对数据的修改应该永久保存下来,不允许被回滚。
在Java多线程编程中,可以使用数据库事务来保证持久性。
数据库事务可以将一组SQL语句作为一个执行单元,在执行过程中,如果其中一个语句出现异常,就会回滚到事务开始前的状态,保证事务的持久性。
综上所述,Java多线程事务原理的核心在于使用锁机制、同步机制、线程局部变量和数据库事务等机制来保证事务的一致性、原子性、隔离性和持久性,从而保证多线程程序的正确执行。
JAVA开发中的多线程编程技术

JAVA开发中的多线程编程技术Java作为一种广泛应用于企业级应用以及各种工业自动化系统的编程语言,其对于处理多线程并发的问题起到了巨大的作用。
在Java开发过程中,我们经常会遇到需要多线程并发处理的情况,比如高并发的Web服务、大数据处理、图像处理等等。
如何正确合理的使用Java多线程技术是一个非常重要的问题。
本文将详细讲解Java开发中的多线程编程技术。
1.了解Java线程模型Java语言具有完善的线程模型,并提供了Thread类以及Runnable接口,方便程序员进行多线程编程。
在进行Java多线程编程的过程中,必须先理解Java的线程模型,包括线程的创建、使用、同步、互斥、线程间通信等。
同时,也要掌握Java虚拟机的内存结构以及线程调度器的工作原理,这些对多线程编程至关重要。
2.使用synchronized实现线程同步在多线程编程中,需要涉及到许多复杂的操作,如多个线程同时对同一共享数据进行读写操作会造成数据不一致等问题。
这时需要使用synchronized关键字来进行同步。
通过对象锁的机制,保证每个时间段只有一个线程能够访问同一个对象的同步代码块。
当线程进入一个对象的同步块时,将获得该对象的锁,只有等线程退出同步块或发生异常时才会释放锁,其他线程才能进入同步块。
通过synchronized关键字的同步机制能控制线程的读写顺序,使多个线程协同工作,防止数据不一致的问题。
3.使用volatile变量实现线程间通信在多线程编程中,需要进行线程间的通信。
在Java语言中,volatile变量可以用来实现线程间的通信。
当一个变量被声明为volatile变量后,所有线程对这个变量的读写操作都会直接在内存中进行,而不会使用线程的缓存中间值。
这样可以避免数据缓存的不一致,并保证在不同线程中读写的顺序是一致的,从而实现了线程之间的通信。
4.掌握并发包中的工具类Java并发包提供了许多实用的工具类,方便程序员在多线程编程中使用。
java 多个线程从队列中取数据的方法

Java多个线程从队列中取数据的方法在并发编程中,多线程从队列中取数据是一个常见的需求。
Java提供了多种方式来实现多个线程从队列中取数据的方法,本文将介绍其中的几种常用方法,并对每种方法进行详细的解析。
方法一:使用synchronized关键字public class Queue {private List<Integer> queue = new ArrayList<>();public synchronized void enqueue(Integer item) {queue.add(item);}public synchronized Integer dequeue() {if (queue.isEmpty()) {return null;}return queue.remove(0);}}在这个方法中,我们使用了synchronized关键字来实现线程安全。
通过在enqueue()和dequeue()方法上加上synchronized关键字,我们确保了在同一时刻只能有一个线程访问队列。
这种方式简单易懂,但是在高并发场景下性能较低。
方法二:使用ReentrantLockpublic class Queue {private List<Integer> queue = new ArrayList<>();private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public void enqueue(Integer item) {lock.lock();try {queue.add(item);} finally {lock.unlock();}}public Integer dequeue() {lock.lock();try {if (queue.isEmpty()) {return null;}return queue.remove(0);} finally {lock.unlock();}}}这种方法使用了ReentrantLock来实现线程安全。
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线程安全
如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程 安全的。
线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。
多线程模式介绍 (与资源相关)
Single thread execution pattern (syschronized)。
同一实例的synchronized方法同ed方法 是可以并发的
Java 多线程相关内容(单一JVM中)
wait()、notify()、notifyAll()、sleep()
需要在线程间相互唤醒的话就需要借助wait(), nofity(),notifyAll()了。 wait(),notify()必须要与synchronized一起使用,也就是wait,与notify是针对已经获取了 Obj锁进行操作. wait就是说线程在获取对象锁后,主动释放对象锁,同时本线程休眠。直到有其它线程调用对象 的notify()唤醒该线程,才能继续获取对象锁,并继续执行。 notify()就是对对象锁的唤醒操作。但有一点需要注意的是notify()调用后,并不是马上就释放对 象锁的,而是在相应的synchronized(){}语句块执行结束,自动释放锁后. JVM会在wait()对象锁 的线程中随机选取一线程,赋予其对象锁,唤醒线程,继续执行。 notifyAll()会唤醒所有为获得本对象锁而处于休眠状态的线程。 sleep()与wait()区别在于,wait()会释放对象锁,sleep()则不会。
。 当警戒条件不成立时想要马上退出,就使用Balking Pattern
多线程模式介绍 (线程管理相关)
Two-Phase Termination 两阶段终止
从外部忽然结束掉线程,会丧失安全性。
定义一个送出“终止请求”的方法用来结束线程。这个方法事实上只会将标识设置成“收到终止 请求”而已,线程要在每个可以开始终止处理的地方检查这个标识,如果检查结果为真,就开始进行 终止处理。
如果工作存储器有未映像到主存储器的工作拷贝,则该内容就会被强制写入主存储器。这样之前 的计算结果会被全部写入主存储器,因而可以被其他线程看到。
紧接着,工作存储器上的工作拷贝将会被全部丢弃。之后,欲引用主存储器上的值,必定会从主 存储器将值拷贝到工作拷贝。
当线程要退出synchronized时:
如果如果工作存储器有未映像到主存储器的工作拷贝,则该内容就会被强制写入主存储器。这样 之前的计算结果会被全部写入主存储器,因而可以被其他线程看到
Worker thread pattern (工作者模式)
等到工作来,来了就工作 将任务的产生和处理进行分离。例如IM中针对消息的处理机制。
多线程模式介绍 (与条件警戒相关)
Guarded Suspension Pattern 条件警戒模式
多个线程共享一个实例 若多个线程都擅自更改实例的状态,实例会丧失安全性。 当实例的状态不恰当时,就要求线程等待到适合的状态。首先,以“警戒条件”来表示实例的 “适当的状态”。并且在进行有安全性疑惑的操作前,都要检查是否警戒条件满足。如果警戒条件不 成立,就要求线程等待到成立为止。
多线程模式介绍 (与异步任务相关)
future
异步执行任务,在任务执行结束后,能够取得任务处理结果
Thread-per-message pattern
发起异步任务,但不需要得到处理结果
多线程模式介绍 (与资源池相关)
Producer Consumer pattern(生产者消费者模式)
生产者,将产生的产品放到池中。消费者从池中取得产品进行消费 例如仓库存放及提取
针对方法或程序块添加同步锁
Immutable (final类)
例如java中所有基础数据类,例如String,Integer。主要针对解决线程安全问题。 final + static + 不可变类
Balking pattern 放弃模式
判断资源状态,如果状态不满足,则放弃操作
Read-write lock pattern (读写锁)
JAVA 多线程
多线程的必要性
一个CPU同一时间只能运行一个进程。进程相互独立,数据 不共享。
单线程模式
效率低下,未充分合理的利用CPU
多线程模式
共享内存,可以实现多任务
多线程编程面临的挑战
共享数据\资源的带来的事务性问题(ACID)
原子性:整个事务中的所有操作,要么全部完成,要么全部不完成。 一致性:任何一个读取总是能读取到之前完成的写操作。 隔离性:为了防止事务操作间的混淆,必须串行化或序列化请求,使得在同一时间仅有一个请求
Java 多线程相关内容(单一JVM中)
static
static 是存储在常量存储区中,一个jvm只有一份 final static 不可变对象
volatile
volatile告知jvm,它所修饰的变量不保留拷贝,直接访问内存堆。 在java内存模型中,有main memory,每个线程也有自己的memeory,(例如寄存器)。出于性 能考虑线程会在自己的memory中访问变量副本。 但不是简单使用volatile,则对这个变量的操作都是原子操作。当变量值由自己决定时,volatile失 效。(n=n+m)。当此情况出现时,可用syschronized进行修饰。 原子操作:是指不会被线程调度机制打断的操作,这种操作一旦可是,就一致运行到结束,中间 不会有任何contex switch(切换到另外一个线程)
Java 多线程相关内容(单一JVM中)
Synchronized
多线程同步依赖锁机制,通过对共享资源锁的获取和释放,协同各线程的工作。
对于java程序来说,每个对象实例都有一把“锁”。获取锁的方法就是synchronized 。 synchronized就是针对内存区块申请内存锁
当进入synchronized时
Thread-Specific Storage Pattern -线程保管箱模式
想要将假定在单线程环境下运行的对象(TSObject),在多线程的环境下使用。 建立线程独有的空间,并管理这些空间与线程的对照关系 建立一个与TSObject具有相同接口的TSObjectProxy参与者。并建立 TSObjectCollention,管理“Client-->TSObject”的对照关系。 实现:Java语言中,使用ng.ThreadLocal类担任TSObjectCollention。