1.程序
程序(Program)”是一个静态的概念,一般对应于操作系统中的一个可执行文件,比如:我们要启动酷狗听音乐,则对应酷狗的可执行程序。当我们双击酷狗,则加载程序到内存中,开始执行该程序,于是产生了“进程”。
2.进程
执行中的程序叫做进程(Process),是一个动态的概念。现代的操作系统都可以同时启动多个进程。比如:我们在用酷狗听音乐,也可以使用eclipse写代码,也可以同时用浏览器查看网页。进程具有如下特点:
1. 进程是程序的一次动态执行过程, 占用特定的地址空间。
2. 每个进程由3部分组成:cpu、data、code。每个进程都是独立的,保有自己的cpu时间,代码和数据,即便用同一份程序产生好几个进程,它们之间还是拥有自己的这3样东西,这样的缺点是:浪费内存,cpu的负担较重。
3. 多任务(Multitasking)操作系统将CPU时间动态地划分给每个进程,操作系统同时执行多个进程,每个进程独立运行。以进程的观点来看,它会以为自己独占CPU的使用权。
3.线程
一个进程可以产生多个线程。同多个进程可以共享操作系统的某些资源一样,同一进程的多个线程也可以共享此进程的某些资源(比如:代码、数据),所以线程又被称为轻量级进程(lightweight process)。
1. 一个进程内部的一个执行单元,它是程序中的一个单一的顺序控制流程。
2. 一个进程可拥有多个并行的(concurrent)线程。
3. 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,可以访问相同的变量和对象,而且它们从同一堆中分配对象并进行通信、数据交换和同步操作。
4. 由于线程间的通信是在同一地址空间上进行的,所以不需要额外的通信机制,这就使得通信更简便而且信息传递的速度也更快。
5. 线程的启动、中断、消亡,消耗的资源非常少。
4.线程和进程的区别
1. 每个进程都有独立的代码和数据空间(进程上下文),进程间的切换会有较大的开销。
2. 线程可以看成是轻量级的进程,属于同一进程的线程共享代码和数据空间,每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC),线程切换的开销小。
3. 线程和进程最根本的区别在于:进程是资源分配的单位,线程是调度和执行的单位。
4. 多进程: 在操作系统中能同时运行多个任务(程序)。
5. 多线程: 在同一应用程序中有多个顺序流同时执行。
6. 线程是进程的一部分,所以线程有的时候被称为轻量级进程。
7. 一个没有线程的进程是可以被看作单线程的,如果一个进程内拥有多个线程,进程的执行过程不是一条线(线程)的,而是多条线(线程)共同完成的。
8. 系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存区域,但是不会为线程分配内存(线程所使用的资源是它所属的进程的资源),线程组只能共享资源。那就是说,除了CPU之外(线程在运行的时候要占用CPU资源),计算机内部的软硬件资源的分配与线程无关,线程只能共享它所属进程的资源。
5.进程与程序的区别
程序是一组指令的集合,它是静态的实体,没有执行的含义。而进程是一个动态的实体,有自己的生命周期。一般说来,一个进程肯定与一个程序相对应,并且只有一个,但是一个程序可以有多个进程,或者一个进程都没有。除此之外,进程还有并发性和交往性。简单地说,进程是程序的一部分,程序运行的时候会产生进程。
6.Java中如何实现多线程
1.通过继承Thread类实现多线程
继承Thread类实现多线程的步骤:
1. 在Java中负责实现线程功能的类是java.lang.Thread 类。
2. 可以通过创建 Thread的实例来创建新的线程。
3. 每个线程都是通过某个特定的Thread对象所对应的方法run( )来完成其操作的,方法run( )称为线程体。
4. 通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程。
实例:
public class TestThread extends Thread {//自定义类继承Thread类//run()方法里是线程体public void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println(this.getName() + ":" + i);//getName()方法是返回线程名称}}public static void main(String[] args) {TestThread thread1 = new TestThread();//创建线程对象thread1.start();//启动线程TestThread thread2 = new TestThread();thread2.start();}
}
2.通过Runnable接口实现多线程在开发中,我们应用更多的是通过Runnable接口实现多线程。这种方式克服了方法1中实现线程类的缺点,即在实现Runnable接口的同时还可以继承某个类。所以实现Runnable接口的方式要通用一些。
实例:
public class TestThread2 implements Runnable {//自定义类实现Runnable接口;//run()方法里是线程体;public void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);}}public static void main(String[] args) {//创建线程对象,把实现了Runnable接口的对象作为参数传入;Thread thread1 = new Thread(new TestThread2());thread1.start();//启动线程;Thread thread2 = new Thread(new TestThread2());thread2.start();}
}
7.线程状态
一个线程对象在它的生命周期内,需要经历5个状态。
▪ 新生状态(New)
用new关键字建立一个线程对象后,该线程对象就处于新生状态。处于新生状态的线程有自己的内存空间,通过调用start方法进入就绪状态。
▪ 就绪状态(Runnable)
处于就绪状态的线程已经具备了运行条件,但是还没有被分配到CPU,处于“线程就绪队列”,等待系统为其分配CPU。就绪状态并不是执行状态,当系统选定一个等待执行的Thread对象后,它就会进入执行状态。一旦获得CPU,线程就进入运行状态并自动调用自己的run方法。有4中原因会导致线程进入就绪状态:
1. 新建线程:调用start()方法,进入就绪状态;
2. 阻塞线程:阻塞解除,进入就绪状态;
3. 运行线程:调用yield()方法,直接进入就绪状态;
4. 运行线程:JVM将CPU资源从本线程切换到其他线程。
▪ 运行状态(Running)
在运行状态的线程执行自己run方法中的代码,直到调用其他方法而终止或等待某资源而阻塞或完成任务而死亡。如果在给定的时间片内没有执行结束,就会被系统给换下来回到就绪状态。也可能由于某些“导致阻塞的事件”而进入阻塞状态。
▪ 阻塞状态(Blocked)
阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生(如某资源就绪)。有4种原因会导致阻塞:
1. 执行sleep(int millsecond)方法,使当前线程休眠,进入阻塞状态。当指定的时间到了后,线程进入就绪状态。
2. 执行wait()方法,使当前线程进入阻塞状态。当使用nofity()方法唤醒这个线程后,它进入就绪状态。
3. 线程运行时,某个操作进入阻塞状态,比如执行IO流操作(read()/write()方法本身就是阻塞的方法)。只有当引起该操作阻塞的原因消失后,线程进入就绪状态。
4. join()线程联合: 当某个线程等待另一个线程执行结束后,才能继续执行时,使用join()方法。
▪ 死亡状态(Terminated)
死亡状态是线程生命周期中的最后一个阶段。线程死亡的原因有两个。一个是正常运行的线程完成了它run()方法内的全部工作; 另一个是线程被强制终止,如通过执行stop()或destroy()方法来终止一个线程(注:stop()/destroy()方法已经被JDK废弃,不推荐使用)。
当一个线程进入死亡状态以后,就不能再回到其它状态了。
8.终止线程的典型方式
终止线程我们一般不使用JDK提供的stop()/destroy()方法(它们本身也被JDK废弃了)。通常的做法是提供一个boolean型的终止变量,当这个变量置为false,则终止线程的运行。
终止线程的典型方法(重要)
public class TestThreadCiycle implements Runnable {String name;boolean live = true;// 标记变量,表示线程是否可中止;public TestThreadCiycle(String name) {super();this.name = name;}public void run() {int i = 0;//当live的值是true时,继续线程体;false则结束循环,继而终止线程体;while (live) {System.out.println(name + (i++));}}public void terminate() {live = false;}public static void main(String[] args) {TestThreadCiycle ttc = new TestThreadCiycle("线程A:");Thread t1 = new Thread(ttc);// 新生状态t1.start();// 就绪状态for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("主线程" + i);}ttc.terminate();System.out.println("ttc stop!");}
}
9.暂停线程执行sleep/yield
暂停线程执行常用的方法有sleep()和yield()方法,这两个方法的区别是:
1. sleep()方法:可以让正在运行的线程进入阻塞状态,直到休眠时间满了,进入就绪状态。
2. yield()方法:可以让正在运行的线程直接进入就绪状态,让出CPU的使用权。
1.暂停线程的方法-sleep()
public class TestThreadState {public static void main(String[] args) {StateThread thread1 = new StateThread();thread1.start();StateThread thread2 = new StateThread();thread2.start();}
}
//使用继承方式实现多线程
class StateThread extends Thread {public void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println(this.getName() + ":" + i);try {Thread.sleep(2000);//调用线程的sleep()方法;} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}
2.暂停线程的方法-yield()
public class TestThreadState {public static void main(String[] args) {StateThread thread1 = new StateThread();thread1.start();StateThread thread2 = new StateThread();thread2.start();}
}
//使用继承方式实现多线程
class StateThread extends Thread {public void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println(this.getName() + ":" + i);Thread.yield();//调用线程的yield()方法;}}
}
10.线程的联合join()
线程A在运行期间,可以调用线程B的join()方法,让线程B和线程A联合。这样,线程A就必须等待线程B执行完毕后,才能继续执行。如下面示例中,“爸爸线程”要抽烟,于是联合了“儿子线程”去买烟,必须等待“儿子线程”买烟完毕,“爸爸线程”才能继续抽烟。
线程的联合-join()
public class TestThreadState {public static void main(String[] args) {System.out.println("爸爸和儿子买烟故事");Thread father = new Thread(new FatherThread());father.start();}
}class FatherThread implements Runnable {public void run() {System.out.println("爸爸想抽烟,发现烟抽完了");System.out.println("爸爸让儿子去买包红塔山");Thread son = new Thread(new SonThread());son.start();System.out.println("爸爸等儿子买烟回来");try {son.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();System.out.println("爸爸出门去找儿子跑哪去了");// 结束JVM。如果是0则表示正常结束;如果是非0则表示非正常结束System.exit(1);}System.out.println("爸爸高兴的接过烟开始抽,并把零钱给了儿子");}
}class SonThread implements Runnable {public void run() {System.out.println("儿子出门去买烟");System.out.println("儿子买烟需要10分钟");try {for (int i = 1; i <= 10; i++) {System.out.println("第" + i + "分钟");Thread.sleep(1000);}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("儿子买烟回来了");}
}
11.获取线程基本信息的方法
12.线程的优先级
1. 处于就绪状态的线程,会进入“就绪队列”等待JVM来挑选。
2. 线程的优先级用数字表示,范围从1到10,一个线程的缺省优先级是5。
3. 使用下列方法获得或设置线程对象的优先级。
int getPriority();
void setPriority(int newPriority);
注意:优先级低只是意味着获得调度的概率低。并不是绝对先调用优先级高的线程后调用优先级低的线程。