java并发编程原理-----线程

news2024/12/23 8:07:05

上下文切换

java代码创建线程的两种方式

线程的五个状态

线程join方法

多线程之间的影响

上下文切换

CPU的每一个核心同一时刻只能执行一个线程，但是我们会发现电脑同一时刻现实会进行几千个线程，这就是cpu在快速的切换执行线程，由操作系统进行选择要执行的线程

先是操作系统进行决定要执行那个任务，然后再交给CPU

线程执行达到操作系统分配的时间之后，会保存当前的执行状态，从任务保存到下次在加载的过程是一次上下文切换

任务之间的切换是有额外的时间开销的，这个开销不会到一毫秒

java代码创建线程的两种方式

一种是继承接口，一种是new出来

public class Demo2 implements  Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for(;;){
            System.out.println("t2");
        }
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                for (;;){
                    System.out.println("t1");
                }
            }
        };
        Runnable x = new Demo2();
        Thread t2 = new Thread(x);

        t1.start();
        t2.start();

        for(;;){
            System.out.println("主线程");
        }
    }
}

线程的五个状态

新建状态（New）：线程对象创建之后，但还没有开始执行。
就绪状态（Runnable）：线程已经创建并且可以执行，但还没有获得CPU执行的机会。
运行状态（Running）：线程正在执行任务。
阻塞状态（Blocked）：线程暂时停止执行，因为它正在等待某个条件的发生（例如等待输入/输出完成、等待锁资源等）。
死亡状态（Dead）：线程执行完其任务或被提前终止，进入结束状态。

细分为七种状态

线程执行的时候，什么时候执行和被分配到多少时间片都是不确定的，在windows中一般一次分配的时间是几毫秒到几十毫秒

线程join方法

加入了join方法后，线程A在执行到join方法的位置时会暂停，并等待线程B执行完毕后再继续执行。这样可以保证线程B的执行完成后，线程A再开始执行后面的代码。

如果两个线程都加上了join方法，它们之间的执行顺序不受对方的影响。它们会交替执行，具体的执行顺序取决于线程调度器的调度策略，以及线程的优先级设置。

需要注意的是，如果代码较短，在一个时间片内就执行完毕的情况下，可能不会明显地看到两个线程的交替执行。因为线程切换的时间损耗可能相对较大，而代码执行时间很短，线程可能会在很短的时间内执行完毕。

另外，join方法还可以传入一个可选的超时参数，指定等待的最长时间，如果超过该时间线程B还没有执行完毕，线程A会继续执行后续代码。

总而言之，使用join方法可以控制线程的执行顺序，确保某个线程在另一个线程执行完毕后再继续执行。但最终的执行顺序还是由线程调度器来决定，而且多线程的实际执行结果可能是不确定的，需要注意处理线程间的同步与共享资源的访问问题。

多线程之间的影响

多线程之间的影响可以包括以下几个方面：

竞争条件（Race Condition）：当多个线程同时访问和修改共享数据时，由于执行顺序的不确定性，可能导致数据的不一致性。这种情况下，最终的结果可能与预期不符。
死锁（Deadlock）：多线程程序中，如果线程之间存在循环等待资源的情况，就可能导致死锁。当发生死锁时，线程无法继续执行，导致程序无法正常运行。
数据竞争（Data Race）：当多个线程同时读写共享数据时，可能会出现数据竞争的情况。如果没有正确的同步机制来保护共享数据，就可能导致数据的不确定性和错误。
上下文切换开销：多线程之间的切换需要保存和恢复线程的上下文信息，这个过程会带来一定的开销。当线程数量增多时，频繁的上下文切换可能会导致系统性能下降。
资源消耗：多线程程序可能会占用更多的系统资源，包括内存、CPU等。如果线程数量过多，可能会导致系统资源不足，影响整体性能。

为了避免多线程之间的影响，可以采取以下措施：