目录
- 大纲
- Java中的线程概念
- 创建线程的方法
- 线程的生命周期
- 线程的同步和通信
- 线程的优先级和调度
- 线程的中断
- 案例
大纲
Java中的线程概念
在Java中,线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位,它被包含在进程之中,是进程中实际运作的部分。一个Java程序至少包含一个主线程,即程序开始执行时创建的第一个线程。Java的多线程特性允许一个单独的程序同时执行多个任务,从而提高程序的执行效率和响应能力。
创建线程的方法
Java提供了多种创建线程的方法:
-
实现
Runnable
接口:通过创建一个实现了Runnable
接口的类,并重写其run()
方法,可以定义线程的执行逻辑。然后,可以使用new Thread(Runnable target)
构造函数创建一个Thread
对象,并通过调用该对象的start()
方法来启动线程。 -
继承
Thread
类:通过直接继承Thread
类并重写其run()
方法,也可以定义线程的执行逻辑。这种方式允许访问Thread
类的所有方法,但由于Java不支持多重继承,如果需要继承其他类,这种方式不适用。 -
使用
Callable
和Future
:Callable
接口类似于Runnable
,但其call()
方法可以返回值,并且可以抛出异常。Future
对象可以用来接收Callable
任务的返回值。
线程的生命周期
Java线程的生命周期包括以下几个状态:
-
新建状态(New):使用
new
关键字创建Thread
对象后,线程处于新建状态。 -
就绪状态(Runnable):调用线程的
start()
方法后,线程进入就绪状态,等待调度器分配CPU时间。 -
运行状态(Running):线程获得CPU时间并执行
run()
方法中的代码。 -
阻塞状态(Blocked):线程因为等待监视器锁、调用
sleep()
方法或join()
方法等原因而暂时停止执行。 -
等待状态(Waiting):线程等待某个条件变为真,或者等待其他线程通知。
-
超时等待状态(Timed Waiting):线程等待某个条件变为真,但等待时间有限制。
-
终止状态(Terminated):线程执行完毕或因异常退出
run()
方法后,线程结束其生命周期。
线程的同步和通信
Java提供了多种同步机制来控制多个线程对共享资源的访问,以防止数据不一致和竞态条件。这些机制包括synchronized
关键字、ReentrantLock
、Semaphore
等。此外,Java还提供了wait()
, notify()
, notifyAll()
等方法来实现线程之间的通信。
线程的优先级和调度
Java线程具有优先级属性,可以通过setPriority()
方法设置。线程调度器根据线程的优先级来决定哪些线程应该获得更多的CPU时间。然而,线程优先级并不保证线程的执行顺序,因为最终的调度决策取决于操作系统的线程调度策略。
线程的中断
Java提供了中断机制,通过调用Thread.interrupt()
方法可以设置线程的中断状态。被中断的线程可以在适当的时机响应中断,例如通过检查Thread.interrupted()
方法的返回值。
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案例
题目选自牛客网
1.有关线程的叙述正确的是()
A.可以获得对任何对象的互斥锁定。
B.通过继承Thread类或实现Runnable接口,可以获得对类中方法的互斥锁定。
C.线程通过使用synchronized关键字可获得对象的互斥锁定。
D.线程的创建只能通过继承Thread类来实现。
正确答案:C
正确答案是 C。
C. 线程通过使用synchronized关键字可获得对象的互斥锁定。 这是正确的。在Java中,
synchronized
关键字可以用来同步线程对共享资源的访问,以确保在同一时刻只有一个线程可以执行特定代码段。这可以用来获得对象的互斥锁定。其他选项的解释:
A. 可以获得对任何对象的互斥锁定。 这个说法是部分正确的,但表述不够准确。实际上,通过
synchronized
关键字或者显式锁(如ReentrantLock
),线程确实可以获得对任何对象的互斥锁定。B. 通过继承Thread类或实现Runnable接口,可以获得对类中方法的互斥锁定。 这个说法是错误的。继承Thread类或实现Runnable接口是Java中创建线程的两种方式,但这与获得方法的互斥锁定没有直接关系。互斥锁定是通过
synchronized
关键字或锁机制实现的。D. 线程的创建只能通过继承Thread类来实现。 这个说法是错误的。Java中创建线程有两种主要方式:继承Thread类和实现Runnable接口。此外,还可以实现Callable接口,并通过
FutureTask
包装器来创建线程。还可以使用java.util.concurrent
包中的其他类,如ExecutorService
。因此,正确答案是C。