Java线程: 线程调度

时间:2022-11-15 15:40:32

  线程调度是Java多线程的核心,只有好的调度,才能充分发挥系统的性能,提高程序的执行效率。

一、休眠

  休眠的目的是使线程让出CPU的最简单做法,线程休眠的时候,会将CPU交给其他线程,以便轮换执行,休眠一定时间后,线程会苏醒,进入准备状态等待执行。线程的休眠方法是Thread.sleep(long millis)和Thread.sleep(long millis,int nanos),均为静态方法,调用sleep休眠的哪个线程呢?哪个线程调用sleep,哪个线程休眠。例子:

  线程1休眠后,让出CPU,线程2执行,线程2执行完后,线程2休眠,让出CPU供线程1执行,(此时线程1已经休眠结束,在等待状态),如此循环执行,直到结束。

  SleepTest.java

 package Thread;

 public class SleepTest {
public static void main(String[] args){
Thread t1=new MyThread_1();
Thread t2=new Thread(new MyRunnable1());
t1.start();
t2.start();
}
}
class MyThread_1 extends Thread{
public void run(){
for(int i=0;i<3;i++){
System.out.println("线程1第"+i+"次执行!");
try{
Thread.sleep(500);//影响的是执行速度。
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class MyRunnable1 implements Runnable{
public void run(){
for(int i=0;i<3;i++){
System.out.println("线程2第"+i+"次执行!");
try{
Thread.sleep(500);
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}

  结果为:

 线程1第0次执行!
线程2第0次执行!
线程1第1次执行!
线程2第1次执行!
线程2第2次执行!
线程1第2次执行!

二、线程优先级

  可以用setPriority方法提高或降低任何一个线程的优先级,具体为1-10之间的数,默认优先级为5。并非优先级低的线程没有机会执行,优先级高低只是代表了执行机会的大小。每一个线程都有一个优先级。一个线程继承它父线程的优先级,它们的优先级相同。例子:

  PriorityTest.java

 package Thread;
public class PriorityTest {
public static void main(String[] args){
Thread t1=new MyThread_2();
Thread t2=new Thread(new MyRunnable2());
t1.setPriority(10);
t2.setPriority(1);
t2.start();
t1.start(); }
}
class MyThread_2 extends Thread{
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println("线程1第"+i+"次执行!");
try{
Thread.sleep(100);//影响的是执行速度。
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class MyRunnable2 implements Runnable{
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println("线程2第"+i+"次执行!");
try{
Thread.sleep(100);
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}

  结果为:

 线程1第0次执行!
线程2第0次执行!
线程1第1次执行!
线程2第1次执行!
线程1第2次执行!
线程2第2次执行!
线程1第3次执行!
线程2第3次执行!
线程1第4次执行!
线程2第4次执行!
线程1第5次执行!
线程2第5次执行!
线程2第6次执行!
线程1第6次执行!
线程1第7次执行!
线程2第7次执行!
线程1第8次执行!
线程2第8次执行!
线程1第9次执行!
线程2第9次执行!

 三、守护线程

  调用t.setDaemon(true)将线程转换成守护线程。守护线程的唯一用途是为其他线程提供服务。比如说,JVM的垃圾回收、内存管理等线程都是守护线程。计时线程就是一个例子,它定时的发送“计时器滴答”信号给其他线程或清空过时的高速缓存项的线程,最后只剩下守护线程时,JVM就退出了。

  setDaemon方法的详细说明:

 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,JVM退出。
该方法首先调用该线程的checkAccess方法,不带任何参数,可能抛出SecurityException(在当前线程中)。 参数:
on-如果为true,则将该线程标记为守护线程。
抛出:
IllegalThreadStateException-如果该线程处于活动状态。
SecrurityException-如果当前无法修改该线程。
另请参见:
isDaemon(),checkAccess()

  具体例子:当最后只剩下守护线程在运行时,JVM退出。

  DaemonTest.java

 package Thread;
public class PriorityTest {
public static void main(String[] args){
Thread t1=new MyThread_2();
Thread t2=new Thread(new MyRunnable2());
t2.setDaemon(true);//设置为守护线程
t2.start();
t1.start(); }
}
class MyThread_2 extends Thread{
public void run(){
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println("线程1第"+i+"次执行!");
try{
Thread.sleep(7);//影响的是执行速度。
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class MyRunnable2 implements Runnable{
public void run(){
for(int i=0;i<99999L;i++){
System.out.println("线程2第"+i+"次执行!");
try{
Thread.sleep(7);
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}

  结果为:

 线程2第0次执行!
线程1第0次执行!
线程1第1次执行!
线程2第1次执行!
线程1第2次执行!
线程2第2次执行!
线程1第3次执行!
线程2第3次执行!
线程1第4次执行!
线程2第4次执行!
线程2第5次执行!

四、未捕获异常处理器

  run方法不能抛出任何被检测的异常,但是,不被检测的异常就会导致线程的终止。但是不需要任何catch字句来处理被传播的异常。相反,死亡之前,异常被传递到一个用于未捕获异常处理器。该处理器实现一个Thread.UncaughtExceptionHandler接口的类。这个接口只有一个方法即:void uncaughtException(Thread t,Throwable e)

  用setUncaughtaExceptionHandler方法为任何线程安装一个处理器。但是如果不为此独立的线程安装处理器,则ThreadGroup类对象即为此时的处理器。

  ThreadGroup类实现了Thread.UncaughtExceptionHandler接口。它的uncaughtException方法做如下操作:

    1) 如果该线程组有父线程组,那么父线程组的uncaughtException方法被调用。

    2) 否则,如果Thread.getDefaultExceptionHandler方法返回一个非空的处理器,则调用该处理器。

    3) 否则,如果Throwable是ThreadDeath的一个实例,什么都不做。

    4) 否则,线程的名字以及Throwable的栈轨迹被输出到System.err上。此时可以看到多次的栈轨迹。

五、让步

  让步就是使当前运行的线程让出CPU资源,虽然不知道给谁,仅仅是让出,线程状态回到可运行状态。其中让步使用Thread.yield()方法,yield方法为静态方法,功能是暂停当前执行的线程对象,并执行其他线程。例子:一个线程先让步,让另一个线程先执行,然后再执行该线程。

  YieldTest.java

 package Thread;
public class PriorityTest {
public static void main(String[] args){
Thread t1=new MyThread_2();
Thread t2=new Thread(new MyRunnable2());
t2.start();
t1.start(); }
}
class MyThread_2 extends Thread{
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println("线程1第"+i+"次执行!");
/*try{
Thread.sleep(7);//影响的是执行速度。
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}*/
}
}
}
class MyRunnable2 implements Runnable{
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println("线程2第"+i+"次执行!");
Thread.yield();
/*try{
Thread.sleep(7);
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}*/
}
}
}

  结果为:

 线程1第0次执行!
线程1第1次执行!
线程1第2次执行!
线程1第3次执行!
线程1第4次执行!
线程1第5次执行!
线程1第6次执行!
线程1第7次执行!
线程1第8次执行!
线程1第9次执行!
线程2第0次执行!
线程2第1次执行!
线程2第2次执行!
线程2第3次执行!
线程2第4次执行!
线程2第5次执行!
线程2第6次执行!
线程2第7次执行!
线程2第8次执行!
线程2第9次执行!

 六、合并

  合并就是将几个并行线程的线程合并为一个单线程执行,应用场景就是当一个线程等待另一个线程执行完毕后才能执行,可以使用join方法。思想是当执行join方法后,主线程暂停,转而执行新加入的线程,等到新加入的线程执行完毕后,才能继续执行主线程。

 void join()
等待该线程终止。
void join(long millis)
等待该线程终止的时间最长为millis
void join(long millis,int nanos)
等待该线程终止的最长时间为millis+nanos纳秒

  JoinTest.java

 package Thread;
public class PriorityTest {
public static void main(String[] args){
Thread t1=new MyThread_2();
//Thread t2=new Thread(new MyRunnable2());
//t2.start();
t1.start();
for(int i=0;i<20;i++){
System.out.println("主线程第"+i+"次执行!");
if(i>2)
try{
t1.join();//t1线程合并到主线程中,主线程停止执行过程,转而执行t1线程,直到t1执行完毕后继续。
//Thread.sleep(7);//影响的是执行速度。
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class MyThread_2 extends Thread{
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println("线程1第"+i+"次执行!");
/*if(i>2)
try{
Thread.sleep(7);//影响的是执行速度。
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}*/
}
}
}
/*class MyRunnable2 implements Runnable{
public void run(){
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println("线程2第"+i+"次执行!");
Thread.yield();
/*try{
Thread.sleep(7);
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}*/

  结果为:

 主线程第0次执行!
主线程第1次执行!
主线程第2次执行!
线程1第0次执行!
线程1第1次执行!
线程1第2次执行!
线程1第3次执行!
线程1第4次执行!
线程1第5次执行!
线程1第6次执行!
线程1第7次执行!
线程1第8次执行!
线程1第9次执行!
主线程第3次执行!
主线程第4次执行!
主线程第5次执行!
主线程第6次执行!
主线程第7次执行!
主线程第8次执行!
主线程第9次执行!
主线程第10次执行!
主线程第11次执行!
主线程第12次执行!
主线程第13次执行!
主线程第14次执行!
主线程第15次执行!
主线程第16次执行!
主线程第17次执行!
主线程第18次执行!
主线程第19次执行!