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Java多线程知识

2020年02月19日 综合 ⁄ 共 5005字 ⁄ 字号 评论关闭

  本文主要整理笔者遇到的Java多线程的相关知识点,本文没有特别重点,每一项针对一个多线程知识做一个概要性总结,也有一些会带一点例子,习题方便理解和记忆。

  1.interrupted与isInterrupted的区别

  interrupted():测试当前线程是否已经是中断状态,执行后具有状态标志清除为false的功能。

  isInterrupted():测试线程Thread对象是否已经是中断状态,但不清除状态标志。

  方法:

  public static boolean interrupted() {

  return currentThread().isInterrupted(true);

  }

  public boolean isInterrupted() {

  return isInterrupted(false);

  }

  private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);

  2.终止正在运行的线程的三种方法:

  使用退出标志,是线程正常退出,也就是当run方法完成后线程终止;

  使用stop方法强行终止线程,但是不推荐使用这个方法,因为stop和suspend及resume一样都是作废过期的方法,使用它们可能产生不可预料的结果。

  3.yield方法

  yield()方法的作用是放弃当前的CPU资源,将它让给其他的任务去占用CPU执行时间。但放弃时间不确定,有可能刚刚放弃,马上又获得CPU时间片。这里需要注意的是yield()方法和sleep方法一样,线程并不会让出锁,和wait不同。

  4.线程的优先级

  Java中线程的优先级分为1-10这10个等级,如果小于1或大于10则JDK抛出IllegalArgumentException()的异常,默认优先级是5。在Java中线程的优先级具有继承性,比如A线程启动B线程,则B线程的优先级与A是一样的。注意程序正确性不能依赖线程的优先级高低,因为操作系统可以完全不理会Java线程对于优先级的决定。

  5.Java中线程的状态

  New, Runnable, Blocked, Waiting, Time_waiting, Terminated.

  6.守护线程

  Java中有两种线程,一种是用户线程,另一种是守护线程。当进程中不存在非守护线程了,则守护线程自动销毁。通过setDaemon(true)设置线程为后台线程。注意thread.setDaemon(true)必须在thread.start()之前设置,否则会报IllegalThreadStateException异常;在Daemon线程中产生的新线程也是Daemon的;在使用ExecutorSerice等多线程框架时,会把守护线程转换为用户线程,并且也会把优先级设置为Thread.NORM_PRIORITY。在构建Daemon线程时,不能依靠finally块中的内容来确保执行关闭或清理资源的逻辑。

  7.synchronized的类锁与对象锁

  类锁:在方法上加上static synchronized的锁,或者synchronized(xxx.class)的锁。如下代码中的method1和method2:

  对象锁:参考method4, method5,method6.

  public class LockStrategy

  {

  public Object object1 = new Object();

  public static synchronized void method1(){}

  public void method2(){

  synchronized(LockStrategy.class){}

  }

  public synchronized void method4(){}

  public void method5()

  {

  synchronized(this){}

  }

  public void method6()

  {

  synchronized(object1){}

  }

  }

  注意方法method4和method5中的同步块也是互斥的。

  下面做一道习题来加深一下对对象锁和类锁的理解:

  有一个类这样定义:

  public class SynchronizedTest

  {

  public synchronized void method1(){}

  public synchronized void method2(){}

  public static synchronized void method3(){}

  public static synchronized void method4(){}

  }

  那么,有SynchronizedTest的两个实例a和b,对于一下的几个选项有哪些能被一个以上的线程同时访问呢?

  A. a.method1() vs. a.method2()

  B. a.method1() vs. b.method1()

  C. a.method3() vs. b.method4()

  D. a.method3() vs. b.method3()

  E. a.method1() vs. a.method3()

  答案是什么呢?BE

  8.同步不具备继承性

  当一个线程执行的代码出现异常时,其所持有的锁会自动释放。同步不具有继承性(声明为synchronized的父类方法A,在子类中重写之后并不具备synchronized的特性)。

  9.wait, notify, notifyAll用法

  只能在同步方法或者同步块中使用wait()方法。在执行wait()方法后,当前线程释放锁(这点与sleep和yield方法不同)。调用了wait函数的线程会一直等待,知道有其他线程调用了同一个对象的notify或者notifyAll方法才能被唤醒,需要注意的是:被唤醒并不代表立刻获得对象的锁,要等待执行notify()方法的线程执行完,即退出synchronized代码块后,当前线程才会释放锁,而呈wait状态的线程才可以获取该对象锁。

  如果调用wait()方法时没有持有适当的锁,则抛出IllegalMonitorStateException,它是RuntimeException的一个子类,因此,不需要try-catch语句进行捕获异常。

  notify方法只会(随机)唤醒一个正在等待的线程,而notifyAll方法会唤醒所有正在等待的线程。如果一个对象之前没有调用wait方法,那么调用notify方法是没有任何影响的。

  带参数的wait(long timeout)或者wait(long timeout, int nanos)方法的功能是等待某一时间内是否有线程对锁进行唤醒,如果超过这个时间则自动唤醒。

  10.管道

  在Java中提供了各种各样的输入/输出流Stream,使我们能够很方便地对数据进行操作,其中管道流(pipeStream)是一种特殊的流,用于在不同线程间直接传送数据。一个线程发送数据到输出管道,另一个线程从输入管道中读数据,通过使用管道,实现不同线程间的通信,而无须借助类似临时文件之类的东西。在JDK中使用4个类来使线程间可以进行通信:PipedInputStream, PipedOutputStream, PipedReader, PipedWriter。使用代码类似inputStream.connect(outputStream)或outputStream.connect(inputStream)使两个Stream之间产生通信连接。

  几种进程间的通信方式:

  管道( pipe ):管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。

  有名管道 (named pipe) : 有名管道也是半双工的通信方式,但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

  信号量( semophore ) : 信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

  消息队列( message queue ) : 消息队列是由消息的链表,存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

  信号 ( sinal ) : 信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某个事件已经发生。

  共享内存( shared memory ) :共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式,它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制,如信号两,配合使用,来实现进程间的同步和通信。

  套接字( socket ) : 套解口也是一种进程间通信机制,与其他通信机制不同的是,它可用于不同及其间的进程通信。

  11.join方法

  如果一个线程A执行了thread.join()语句,其含义是:当前线程A等待thread线程终止之后才从thread.join()返回。join与synchronized的区别是:join在内部使用wait()方法进行等待,而synchronized关键字使用的是“对象监视器”做为同步。

  join提供了另外两种实现方法:join(long millis)和join(long millis, int nanos),至多等待多长时间而退出等待(释放锁),退出等待之后还可以继续运行。内部是通过wait方法来实现的。

  可以参考一下一个例子:

  System.out.println("method main begin-----");

  Thread t = new Thread(new Runnable(){

  int i = 0;

  @Override

  public void run()

  {

  while(true)

  {

  System.out.println(i++);

  try

  {

  TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);

  }

  catch (InterruptedException e)

  {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  }

  });

  t.start();

  t.join(2000);

  System.out.println("method main end-----");

  运行结果:

  method main begin-----

  0

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  7

  8

  9

  10

  11

  12

  13

  14

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  17

  18

  method main end-----

  19

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  12.ThreadLocal

  ThreadLocal可以实现每个线程绑定自己的值,即每个线程有各自独立的副本而互相不受影响。一共有四个方法:get, set, remove, initialValue。可以重写initialValue()方法来为ThreadLocal赋初值。如下:

  private static final ThreadLocal TIME_THREADLOCAL = new ThreadLocal(){

  @Override

  protected Long initialValue()

  {

  return System.currentTimeMillis();

  }

  };

  ThreadLocal建议设置为static类型的。

  使用类InheritableThreadLocal可以在子线程中取得父线程继承下来的值。可以采用重写childValue(Object parentValue)方法来更改继承的值。

  注意:在Condition对象中,与wait,notify和notifyAll方法对于的分别是await,signal,signalAll。但是,Condition对Object进行了扩展,因而它也包含wait和notify方法。一定要确保使用的版本——await和signal。

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