Thread详细讲解

是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。 一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。 线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。 线程和进程的区别在于,子进程和父进程有不同的代码和数据空间,而多个线程则共享数据空间 ### Thread详细讲解 #### 什么是线程（Threads） 线程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位之一，也是程序执行流的最小单位。在一个标准的计算机系统中，进程是资源分配的基本单位，而线程则是处理器任务调度和执行的基本单位。线程本身并不拥有系统资源，仅有一小部分必要的资源来维持其运行状态。这些资源包括寄存器值、栈等，但是它可以与属于同一进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。 #### 线程与进程的区别 线程与进程之间存在明显的区别： 1. **资源拥有方式**：进程拥有独立的内存空间（代码段、数据段、堆和栈），线程则共享进程的内存空间。这意味着同一进程中的所有线程共享代码段、全局变量等。 2. **调度与切换成本**：由于线程之间的切换仅涉及到当前线程CPU寄存器和栈的保存及目标线程寄存器和栈的恢复，因此线程的切换比进程的切换要快得多。 3. **通信机制**：进程间的通信IPC（Inter-Process Communication）需要调用内核提供的服务，并且涉及复杂的同步问题；而线程间可以直接访问同一进程的数据，通信更为简单高效。 4. **并发性**：进程之间无法直接共享数据，必须通过显式通信机制（如管道、消息队列等）实现；而线程之间可以直接共享数据，从而更容易实现并发执行。 #### 线程的状态 线程在其生命周期中会经历以下几种状态： 1. **就绪状态**：线程已准备好等待CPU调度。 2. **阻塞状态**：线程因某种原因放弃CPU使用权，停止执行，等待重新获得条件后再重新占用CPU。 3. **运行状态**：线程获得了CPU使用权，正在执行。 #### 创建线程的方式 创建线程有两种主要方法： 1. **继承Thread类**：创建一个新的类继承自`Thread`类，并重写其中的`run()`方法，然后创建该类的实例对象，并调用`start()`方法启动线程。 ```java class Plum extends Thread { public void run() { // 在这里编写线程执行的具体代码 } } Plum p = new Plum(); p.start(); ``` 2. **实现Runnable接口**：创建一个实现了`Runnable`接口的类，并实现其中的`run()`方法，之后将该类的实例作为参数传递给`Thread`类的构造函数，再调用`start()`方法启动线程。 ```java class Mango implements Runnable { public void run() { // 在这里编写线程执行的具体代码 } } Mango m = new Mango(); Thread t1 = new Thread(m); t1.start(); ``` #### 线程的生命周期 线程从创建到结束经历以下几个阶段： 1. **新建状态**：当一个线程对象被创建时，它处于新建状态，可以通过`Thread t = new Thread()`的方式创建。 2. **就绪状态**：调用`start()`方法后，线程进入就绪状态，等待被CPU调度。 3. **运行状态**：线程获取了CPU资源，开始执行`run()`方法中的代码。 4. **阻塞状态**：线程因某种原因（例如等待输入输出操作完成、等待其他线程通知等）而暂停执行，此时线程进入阻塞状态。 5. **死亡状态**：如果线程正常执行完毕或者因异常而终止，则进入死亡状态。 #### 线程优先级 线程的优先级用来表示线程的重要程度，Java中线程的优先级范围为1到10。优先级高的线程更有可能被优先调度执行，但并不是绝对的。 ```java t1.setPriority(t1.getPriority()+1); ``` #### 线程组 线程组是指包含多个线程的集合。线程组可以包含线程也可以包含其他线程组，这种结构使得线程管理更加灵活。在实际应用中，线程组的使用可能会逐渐减少，因为它可能会在未来版本的Java中被废弃。 ```java mygroup = Thread.currentThread().getThreadGroup(); mygroup.list(); ``` #### 四种类型的线程 根据线程之间的关系和同步需求，可以将线程分为以下四类： 1. **编程无关的线程**：这类线程之间没有任何直接的关联或依赖关系，它们各自独立运行。 2. **相关但无需同步的线程**：线程之间虽然相关联，但是没有共享数据，因此无需进行同步处理。 3. **相关且需要同步的线程**：这类线程之间有关联，并且共享某些资源，需要采取同步措施来确保数据的一致性和完整性。 4. **完全同步的线程**：这类线程之间存在紧密的协作关系，所有的操作都需要通过同步机制来协调执行。 通过以上介绍，我们可以看出线程作为一种轻量级的并发机制，在提高程序效率和响应速度方面发挥着重要作用。理解线程的基本概念、状态以及创建和管理线程的方法对于开发高质量的并发应用程序至关重要。