线程
线程是操作系统能进行算法调度的最小单位,它被包含在进程中,是进程中的实际操作单位。程序员可以通过线程进行多处理器编程,使用多线程对运算密集型任务提速.
线程的生命周期与状态:线程具有新建(New)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocked)和死亡(Dead)五种状态。
新建状态是指当程序使用new
关键字创建了一个线程之后的状态;
就绪状态是线程等待CPU分配时间片以便运行的状态;
运行状态是线程占用CPU并执行相应代码的状态;
阻塞状态是线程因为某种原因(如等待I/O操作完成)而暂停执行的状态;
死亡状态则是线程执行完毕后的状态。
模版
这边是模拟一个线程从新建到结束的过程
1.新建一个线程对象 用匿名函数(Lambda表达式)用于封装线程运行执行的任务
2.启动线程任务 这边是 start()调用来启动线程任务
3.启动任务,会运行任务来执行相关代码
4.这边暂时没考虑阻塞任务(阻塞任务较复杂)
5.一旦线程执行完成就会死亡用 isAlive 判断是否存在
public class UsingThread {
public static void main(String[] args) {
//新建一个状态 .创建一个线程对象,但线程还没有开始执行
Thread thread = new Thread(() -> {
try {
//线程运行,执行线程任务
System.out.println("Thread is running ..");
//线程休眠,模拟长时间运行
Thread.sleep(2000);
System.out.println("Thread is waking up ...");
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
});
//线程此时处于新建状态
System.out.println("Thread is New state.");
//就绪状态,启动线程
thread.start();
//一旦线程调用start方法,它就进行就绪状态,等待CPU调用执行
System.out.println("Thread is in RUNNABLE state.");
//主线程休眠一段时间,以便观察上面创建的线程的状态和执行情况
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
if (!thread.isAlive()){
System.out.println("Thread is in DEAD state. ");
}else {
System.out.println("Thread is still alive.");
}
}
}
线程池
线程池(ThreadPool)是一种多线程处理形式,处理过程中将任务添加到队列,然后在创建线程后自动启动这些任务。线程池线程都是后台线程。每个线程都使用默认的ThreadFactory
创建一个新线程。
线程池的主要目的是提供一种有效的方法来控制执行的线程数量,以便可以复用线程资源,避免频繁地创建和销毁线程,从而降低系统开销。
线程池通常具有以下几个关键组成部分:
-
核心线程数:线程池中始终保持的线程数量,即使这些线程处于空闲状态。
-
最大线程数:线程池中允许的最大线程数量。当工作队列已满,且当前线程数小于最大线程数时,线程池会创建新的线程来处理任务。
-
工作队列:用于存放待处理的任务。当线程池中的线程都在忙时,新提交的任务会被放入队列中等待。
-
线程工厂:用于创建新线程的工厂,可以自定义线程的创建过程,例如设置线程名、线程优先级等。
-
拒绝策略:当线程池无法处理新任务时(例如,队列已满且线程数已达到最大),所采取的策略。常见的拒绝策略有:直接抛出异常、调用执行任务的
run
方法(但不保证顺序)、丢弃队列中最旧的任务或丢弃当前任务。 -
线程生命周期管理:线程池负责管理线程的创建、调度、销毁等生命周期。
-
线程池状态:线程池具有不同的状态,如
RUNNING
(接受新任务,并处理队列中的任务)、SHUTDOWN
(不接受新任务,但处理队列中的任务)、STOP
(不接受新任务,不处理队列中的任务,并中断正在处理的任务)、TIDYING
(所有任务都终止了,workerCount 为0,线程转换为 TIDYING 状态并将执行 terminated() 钩子方法)、TERMINATED
(terminated() 方法已执行完毕)。
这边 Java 的线程池来并发地执行多个任务,并如何等待这些任务完成或超时后关闭线程池
1.这边用构造函数封装一个成员变量l用于传递给实体类
2.重写run()方法,这个是由Runnable接口中定义的方法
3.新建一个公共类 用 ExecutorService固定一个线程池,超出范围时候就会等待CPU资源释放再使用
4.创建完线程之后,就用executorService.shutdown(),关闭线程池
4.executorService.awaitTermination 方法来等待所有任务完成或等待指定的超时时间,如果没有完成就用executorService.shutdown()强制停止程序
package day02;
import java.util.concurrent.*;
//写一个类接入接口runnable
class RunnableJob implements Runnable {
private final String name;//私有成员变量
public RunnableJob(String name) {
this.name = name;//构造一个函数将name成员变量传递给实体类例子
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + name + " is running.");
//重写一个run()方法
try {
// 模拟耗时任务
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + name + " is done.");
}
}
//创建一个公共类,用于装线程池
public class usingThreadPoolExcuator {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个固定大小的线程池,包含3个线程
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 提交任务给线程池执行
executorService.execute(new RunnableJob("Job1"));
executorService.execute(new RunnableJob("Job2"));
executorService.execute(new RunnableJob("Job3"));
executorService.execute(new RunnableJob("Job4")); // 这个任务将等待线程变得可用
// 关闭线程池,不再接受新任务
executorService.shutdown();
try {
// 等待所有任务完成,或者超时
if (!executorService.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
// 如果没有在规定时间内完成,则强制关闭线程池
executorService.shutdownNow();
}
// executorService.awaitTermination 方法来等待所有任务完成或等待指定的超时时间(这里是 60 秒)。
如果在这个时间内所有任务都完成了,那么程序会继续执行。否则,或者如果在等待期间线程被中断,它会调用 executorService.shutdownNow() 来尝试停止所有正在执行的任务并关闭线程池。
} catch (InterruptedException e) {
// 如果等待过程中被中断,则也强制关闭线程池
executorService.shutdownNow();
}
}
运行图