(1)在传统的操作系统中,程序并不能独立运行,作为资源分配和独立运行的基本单位都是进程。
在未配置 os 的系统中,程序的执行方式是顺序执行,即必须在一个程序执行完后,才允许另一个程序执行;在多道程序环境下,则允许多个程序并发执行。程序的这两种执行方式间有着显著的不同。也正是程序并发执行时的这种特征,才导致了在操作系统中引入进程的概念。
自从在 20 世纪 60 年代人们提出了进程的概念后,在 os 中一直都是以进程作为能拥有资源和独立运行的基本单位的。直到 20 世纪 80 年代中期,人们又提出了比进程更小的能独立运行的基本单位——线程(threads),试图用它来提高系统内程序并发执行的程度,从而可进一步提高系统的吞吐量。特别是在进入 20 世纪 90 年代后,多处理机系统得到迅速发展,线程能比进程更好地提高程序的并行执行程度,充分地发挥多处理机的优越性,因而在近几年所推出的多处理机 os 中也都引入了线程,以改善 os 的性能。
—–以上摘自《计算机操作系统-汤小丹等编著-3 版》
(2)下图是来自知乎用户的解释:
通过上述的大致了解,基本知道线程和进程是干什么的了,那么我们下边给进程和线程总结一下概念:
(3)进程(process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中,进程是程序的基本执行实体;在当代面向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述,进程是程序的实体。
(4)线程,有时被称为轻量级进程(lightweight process,lwp),是程序执行流的最小单元。线程是程序中一个单一的顺序控制流程。进程内一个相对独立的、可调度的执行单元,是系统独立调度和分派cpu的基本单位指运行中的程序的调度单位。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程。
(5)进程和线程的关系:
二、java实现多线程方式
(1)继承thread,重写run()方法
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public class mythread extends thread {
@override
public void run() {
while ( true ) {
system.out.println( this .currentthread().getname());
}
}
public static void main(string[] args) {
mythread thread = new mythread();
thread.start(); //线程启动的正确方式
}
}
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输出结果:
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thread- 0
thread- 0
thread- 0
...
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另外,要明白启动线程的是start()方法而不是run()方法,如果用run()方法,那么他就是一个普通的方法执行了。
(2)实现runable接口
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public class myrunnable implements runnable {
@override
public void run() {
system.out.println( "123" );
}
public static void main(string[] args) {
myrunnable myrunnable = new myrunnable();
thread thread = new thread(myrunnable, "t1" );
thread.start();
}
}
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三、线程安全
线程安全概念:当多个线程访问某一个类(对象或方法)时,这个类始终能表现出正确的行为,那么这个类(对象或方法)就是线程安全的。
线程安全就是多线程访问时,采用了加锁机制,当一个线程访问该类的某个数据时,进行保护,其他线程不能进行访问直到该线程读取完,其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。 线程不安全就是不提供数据访问保护,有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是脏数据。这里的加锁机制常见的如:synchronized
四、synchronized修饰符
(1)synchronized:可以在任意对象及方法上加锁,而加锁的这段代码称为“互斥区”或“临界区”。
(2)**不使用**synchronized实例(代码a):
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public class mythread extends thread {
private int count = 5 ;
@override
public void run() {
count--;
system.out.println( this .currentthread().getname() + " count:" + count);
}
public static void main(string[] args) {
mythread mythread = new mythread();
thread thread1 = new thread(mythread, "thread1" );
thread thread2 = new thread(mythread, "thread2" );
thread thread3 = new thread(mythread, "thread3" );
thread thread4 = new thread(mythread, "thread4" );
thread thread5 = new thread(mythread, "thread5" );
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
thread4.start();
thread5.start();
}
}
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输出的一种结果如下:
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thread3 count: 2
thread4 count: 1
thread1 count: 2
thread2 count: 3
thread5 count: 0
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可以看到,上述的结果是不正确的,这是因为,多个线程同时操作run()方法,对count进行修改,进而造成错误。
(3)**使用**synchronized实例(代码b):
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public class mythread extends thread {
private int count = 5 ;
@override
public synchronized void run() {
count--;
system.out.println( this .currentthread().getname() + " count:" + count);
}
public static void main(string[] args) {
mythread mythread = new mythread();
thread thread1 = new thread(mythread, "thread1" );
thread thread2 = new thread(mythread, "thread2" );
thread thread3 = new thread(mythread, "thread3" );
thread thread4 = new thread(mythread, "thread4" );
thread thread5 = new thread(mythread, "thread5" );
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
thread4.start();
thread5.start();
}
}
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输出结果:
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thread1 count: 4
thread2 count: 3
thread3 count: 2
thread5 count: 1
thread4 count: 0
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可以看出代码a和代码b的区别就是在run()方法上加上了synchronized修饰。
说明如下:
当多个线程访问mythread 的run方法的时候,如果使用了synchronized修饰,那个多线程就会以排队的方式进行处理(这里排队是按照cpu分配的先后顺序而定的),一个线程想要执行synchronized修饰的方法里的代码,首先是尝试获得锁,如果拿到锁,执行synchronized代码体的内容,如果拿不到锁的话,这个线程就会不断的尝试获得这把锁,直到拿到为止,而且多个线程同时去竞争这把锁,也就是会出现锁竞争的问题。
五、一个对象有一把锁!多个线程多个锁!
何为,一个对象一把锁,多个线程多个锁!首先看一下下边的实例代码(代码c):
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public class multithread {
private int num = 200 ;
public synchronized void printnum(string threadname, string tag) {
if (tag.equals( "a" )) {
num = num - 100 ;
system.out.println(threadname + " tag a,set num over!" );
} else {
num = num - 200 ;
system.out.println(threadname + " tag b,set num over!" );
}
system.out.println(threadname + " tag " + tag + ", num = " + num);
}
public static void main(string[] args) throws interruptedexception {
final multithread multithread1 = new multithread();
final multithread multithread2 = new multithread();
new thread( new runnable() {
public void run() {
multithread1.printnum( "thread1" , "a" );
}
}).start();
thread.sleep( 5000 );
system.out.println( "等待5秒,确保thread1已经执行完毕!" );
new thread( new runnable() {
public void run() {
multithread2.printnum( "thread2" , "b" );
}
}).start();
}
}
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输出结果:
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thread1 tag a,set num over!
thread1 tag a, num = 100
等待 5 秒,确保thread1已经执行完毕!
thread2 tag b,set num over!
thread2 tag b, num = 0
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可以看出,有两个对象:multithread1和multithread2,如果多个对象使用同一把锁的话,那么上述执行的结果就应该是:thread2 tag b, num = -100,因此,是每一个对象拥有该对象的锁的。
关键字synchronized取得的锁都是对象锁,而不是把一段代码或方法当做锁,所以上述实例代码c中哪个线程先执行synchronized 关键字的方法,那个线程就持有该方法所属对象的锁,两个对象,线程获得的就是两个不同对象的不同的锁,他们互补影响的。
那么,我们在正常的场景的时候,肯定是有一种情况的就是,所有的对象会对一个变量count进行操作,那么如何实现哪?很简单就是加static,我们知道,用static修改的方法或者变量,在该类的所有对象是具有相同的引用的,这样的话,无论实例化多少对象,调用的都是一个方法,代码如下(代码d):
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public class multithread {
private static int num = 200 ;
public static synchronized void printnum(string threadname, string tag) {
if (tag.equals( "a" )) {
num = num - 100 ;
system.out.println(threadname + " tag a,set num over!" );
} else {
num = num - 200 ;
system.out.println(threadname + " tag b,set num over!" );
}
system.out.println(threadname + " tag " + tag + ", num = " + num);
}
public static void main(string[] args) throws interruptedexception {
final multithread multithread1 = new multithread();
final multithread multithread2 = new multithread();
new thread( new runnable() {
public void run() {
multithread1.printnum( "thread1" , "a" );
}
}).start();
thread.sleep( 5000 );
system.out.println( "等待5秒,确保thread1已经执行完毕!" );
new thread( new runnable() {
public void run() {
multithread2.printnum( "thread2" , "b" );
}
}).start();
}
}
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输出结果:
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thread1 tag a,set num over!
thread1 tag a, num = 100
等待 5 秒,确保thread1已经执行完毕!
thread2 tag b,set num over!
thread2 tag b, num = - 100
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可以看出,对变量和方法都加上了static修饰,就可以实现我们所需要的场景,同时也说明了,对于非静态static修饰的方法或变量,是一个对象一把锁的。
六、对象锁的同步和异步
(1)同步:synchronized
同步的概念就是共享,我们要知道“共享”这两个字,如果不是共享的资源,就没有必要进行同步,也就是没有必要进行加锁;
同步的目的就是为了线程的安全,其实对于线程的安全,需要满足两个最基本的特性:原子性和可见性;
(2)异步:asynchronized
异步的概念就是独立,相互之间不受到任何制约,两者之间没有任何关系。
(3)示例代码:
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public class myobject {
public void method() {
system.out.println(thread.currentthread().getname());
}
public static void main(string[] args) {
final myobject myobject = new myobject();
thread t1 = new thread( new runnable() {
public void run() {
myobject.method();
}
}, "t1" );
thread t2 = new thread( new runnable() {
public void run() {
myobject.method();
}
}, "t2" );
t1.start();
t2.start();
}
}
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上述代码中method()就是异步的方法。
总结
以上就是本文关于java多线程之线程,进程和synchronized概念初解的全部内容,希望对大家有所帮助。如有不足之处,欢迎留言指出,小编会及时回复大家的。
原文链接:http://blog.csdn.net/xlgen157387/article/details/77920497