这篇文章主要介绍“Java线程核心机制是什么”,在日常操作中,相信很多人在Java线程核心机制是什么问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答”Java线程核心机制是什么”的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来学习吧!
一、线程基本机制
1、概念描述
并发编程的特点是:可以将程序划分为多个分离且独立运行的任务,通过线程来驱动这些独立的任务执行,从而提升整体的效率。下面提供一个基础的演示案例。
2、应用案例
场景:假设有一个容器集合,需要拿出容器中的每个元素,进行加工处理,一般情况下直接遍历就好,如果数据偏大,可以根据线程数量对集合切割,每个线程处理一部分数据,这样处理时间就会减少很多。
public class ExtendThread01 { public static void main(String[] args) { List<Object> dataList = new ArrayList<>() ; dataList.add("A"); dataList.add("B"); dataList.add("C"); // 把一个大的集合按照每个子集合的2个元素切割 List<List<Object>> splitList = splitList(dataList,2); for (List<Object> list:splitList){ System.out.println(list); } // 多线程处理 for (List<Object> childList:splitList){ ListTask listTask = new ListTask(childList) ; Thread runThread = new Thread(listTask); runThread.start(); } } /** * List 集合切割 */ private static List<List<Object>> splitList (List<Object> list, int childSize) { if (list == null || list.size() == 0 || childSize < 1) { return null; } List<List<Object>> result = new ArrayList<>(); int size = list.size(); int count = (size + childSize - 1) / childSize ; for (int i = 0; i < count; i++) { List<Object> subList = list.subList(i * childSize, ((i + 1) * childSize > size ? size : childSize * (i + 1))); result.add(subList); } return result; } } class ListTask implements Runnable { private List<Object> list ; public ListTask (List<Object> list){this.list=list;} @Override public void run() { for (Object object:list){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=="+object); } } }
注意:这里案例只是对场景原理的实现,在开发中,是不允许这种操作的,需要使用线程池处理,后续会说。如果集合没有控制好,导致大量创建Thread线程,导致内存溢出。
二、线程停止启动
1、基础流程
线程启动后执行任务方法,在执行过程中可以被阻塞,休眠,唤醒,停止等一系列状态操作。
线程休眠作用:当线程一部分任务执行完毕后进入休眠(阻塞)状态,线程调度器可以切换到另外线程,这对分布任务的执行相对公平。
2、使用案例
public class ExtendThread02 { public static void main(String[] args) { StopThread stopThread = new StopThread() ; stopThread.start(); // 标记当前线程停止信号,且抛出中断异常,但没有停止 stopThread.interrupt(); // 判断当前线程是否已经是终止状态 System.out.println("1=="+stopThread.isInterrupted()); // 清除当前线程的终止信号 System.out.println("2=="+stopThread.interrupted()); // 再次判断当前线程状态 System.out.println("3=="+stopThread.isInterrupted()); System.out.println("main end ..."); } } class StopThread extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0 ; i < 10 ; i++){ try { System.out.println(Thread.currentThread().getId()+"="+i); // 线程阻塞1秒 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } } }
3、核心方法
sleep(long millis)
:线程休眠指定的时间,进入阻塞状态;
interrupt()
:切换线程为中断状态,抛出中断异常,不会停止线程,可以监视线程的中断状态并定义执行策略。
interrupted()
:清除调用该方法线程的中断状态,也不会影响线程的执行,且返回当前执行‘stopThread.interrupted()’的线程是否中断,这里就是指main线程是否中断。
isInterrupted()
:判断调用该方法的线程是否已经是中断状态。
补刀一句
:线程的这几个方法极其容易混淆,需要断点源码追踪一下看看,进入源码方法,调用相关API查看一下状态。(附断点图一张:)
三、线程优先级
1、基础概念
CPU执行和处理线程的顺序是不确定的,但是线程调度器倾向执行线程优先级高的线程,线程优先级高说明获取CPU资源的概率高,或者获取的执行时间分片多,但不代表优先级低的一定最后执行。
2、使用案例
public class ExtendThread03 { public static void main(String[] args) { Priority01 priority01 = new Priority01(); priority01.start(); System.out.println("priority01="+priority01.getPriority()); Priority02 priority02 = new Priority02(); priority02.start(); System.out.println("priority02="+priority02.getPriority()); priority01.setPriority(10); priority02.setPriority(1); } } class Priority01 extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0 ; i < 100 ; i++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+";i="+i); } } } class Priority02 extends Thread { @Override public void run() { for (int a = 0 ; a < 100 ; a++){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+";a="+a); } } }
注意
:优先级范围[MAX_PRIORITY=10,MIN_PRIORITY=1],如果超出范围会抛出IllegalArgumentException异常。
建议
:通常实际开发中,是不允许轻易修改线程运行的参数,容易引发认知之外的异常。
四、线程加入
1、基本概念
如果在线程A中,执行线程B的加入方法,那么A线程就会等待线程B执行完毕再返回继续执行。
2、使用案例
public class ExtendThread04 { public static void main(String[] args) { JoinThreadA joinThreadA = new JoinThreadA() ; joinThreadA.start(); } } class JoinThreadA extends Thread { @Override public void run() { System.out.println("缺水中..."); JoinThreadB joinThreadB = new JoinThreadB() ; joinThreadB.start(); try{ joinThreadB.join(); } catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } System.out.println("喝水中..."); } } class JoinThreadB extends Thread { @Override public void run() { System.out.println("买水中..."); try{ TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } System.out.println("买到水..."); } }
注意
:可以设置线程的加入时间join(long),毕竟等不到雪月风花,人生都是有时差,只能后会无期了。
五、本地线程
1、基本概念
本地的线程变量,底层维护ThreadLocalMap存储值:
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> { Object value; Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) { super(k); value = v; } }
即以Key-Value键值对的方式存储数据。如果对集合容器的源码熟悉的话,这个Entry就是似曾相识感觉。
2、使用案例
public class ExtendThread05 { private static final ThreadLocal<Long> threadLocal = new ThreadLocal<>() ; private static void initBegin (){ threadLocal.set(System.currentTimeMillis()); } private static Long overTime (){ return System.currentTimeMillis()-threadLocal.get(); } public static void main(String[] args) throws Exception { ExtendThread05.initBegin(); TimeUnit.SECONDS.sleep(3); System.out.println(ExtendThread05.overTime()); } }
ThreadLocal提供线程内存储变量的能力,并且绑定到当前线程,通过get和set方法就可以得到和设置当前线程对应的值。这个在web开发中是常见的应用。
六、守护线程
1、基本概念
守护线程是支持辅助型线程,主要在程序中起到调度和支持性作用,当Jvm中非守护线程全部结束,守护线程也就会结束。
2、使用案例
public class ExtendThread06 { public static void main(String[] args) throws Exception { InputStreamReader is = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader br = new BufferedReader(is); String value = br.readLine(); CheckThread checkThread = new CheckThread(value) ; checkThread.setDaemon(true); checkThread.start(); System.out.println("Main End ..."); } } class CheckThread extends Thread { private String spell ; public CheckThread (String spell){ this.spell = spell ; } @Override public void run() { if (spell.startsWith("cs")){ System.out.println(spell+":输入正确"); } else { System.out.println(spell+":输入错误"); } try { TimeUnit.SECONDS.sleep(10); } catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } }
注意
:守护线程需要显式调用setDaemon(true);方法,这里可以看到main线程结束,整合程序就结束了,丝毫理会休眠中的守护线程。如果打断非守护线程的休眠,试试会不会抛你一脸异常?
七、线程异常处理
1、机制描述
按照Java中异常处理机制,抛异常逐级降低,线程的任务方法run没有抛异常,那重写或者实现的方法自然不能直接throws异常出去。多线程中推荐捕获异常,可以针对性处理机制。
2、使用案例
public class ExtendThread07 { public static void main(String[] args) { TryThread tryThread = new TryThread(); tryThread.setName("try-name"); // 定义运行中异常处理策略 MyExe myExe = new MyExe() ; tryThread.setUncaughtExceptionHandler(myExe); tryThread.start(); } } class TryThread extends Thread { @Override public void run() { try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } // 如何处理这里异常? Integer.parseInt("cicada") ; } } class MyExe implements Thread.UncaughtExceptionHandler { @Override public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) { System.out.println(t.getName()+";异常:"+e.getMessage()); } }
通过实现UncaughtExceptionHandler接口,并且线程要指定自定义异常处理对象,也可以处理未检查的异常。
到此,关于“Java线程核心机制是什么”的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注亿速云网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!
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