多線程編程一直是程序員比較頭痛和心虛的地方，因為線程執(zhí)行順序的不可預(yù)知性和調(diào)試時候的困難，讓不少人在面對多線程的情況下選擇了逃避，采用單線程的方式，其實只要我們對線程有了明確的認識，再加上Java內(nèi)置的對多線程的天然支持，多線程編程不再是一道難以逾越的鴻溝。
目錄：
【一】進程、線程、并發(fā)執(zhí)行
【二】JVM與多線程
【三】Java語言對多線程的支持
【四】線程的狀態(tài)切換
【五】Java中線程的調(diào)度API
【六】參考文章
【一】進程、線程、并發(fā)執(zhí)行
關(guān)于進程、線程、并發(fā)執(zhí)行的概念，我們先來看下面的一段話：
“一般來說，當運行一個應(yīng)用程序的時候，就啟動了一個進程，當然有些會啟動多個進程。啟動進程的時候，操作系統(tǒng)會為進程分配資源，其中最主要的資源是內(nèi)存空間，因為程序是在內(nèi)存中運行的。
在進程中，有些程序流程塊是可以亂序執(zhí)行的，并且這個代碼塊可以同時被多次執(zhí)行。實際上，這樣的代碼塊就是線程體。線程是進程中亂序執(zhí)行的代碼流程。當多個線程同時運行的時候，這樣的執(zhí)行模式成為并發(fā)執(zhí)行。”
上面這段話引自51CTO網(wǎng)站“熔巖”的博客一篇文章《Java多線程編程總結(jié)》，讀者可參考本文獲得更詳細的知識。
下面我以一個日常生活中簡單的例子來說明進程和線程之間的區(qū)別和聯(lián)系：
這副圖是一個雙向多車道的道路圖，假如我們把整條道路看成是一個“進程”的話，那么圖中由白色虛線分隔開來的各個車道就是進程中的各個“線程”了。
①這些線程(車道)共享了進程(道路)的公共資源(土地資源)。
②這些線程(車道)必須依賴于進程(道路)，也就是說，線程不能脫離于進程而存在(就像離開了道路，車道也就沒有意義了)。
③這些線程(車道)之間可以并發(fā)執(zhí)行(各個車道你走你的，我走我的)，也可以互相同步(某些車道在交通燈亮時禁止繼續(xù)前行或轉(zhuǎn)彎，必須等待其它車道的車輛通行完畢)。
④這些線程(車道)之間依靠代碼邏輯(交通燈)來控制運行，一旦代碼邏輯控制有誤(死鎖，多個線程同時競爭唯一資源)，那么線程將陷入混亂，無序之中。
⑤這些線程(車道)之間誰先運行是未知的，只有在線程剛好被分配到CPU時間片(交通燈變化)的那一刻才能知道
【二】JVM與多線程
Java編寫的程序都運行在在Java虛擬機（JVM）中，在JVM的內(nèi)部，程序的多任務(wù)是通過線程來實現(xiàn)的。
每用java命令啟動一個java應(yīng)用程序，就會啟動一個JVM進程。在同一個JVM進程中，有且只有一個進程，就是它自己。在這個JVM環(huán)境中，所有程序代碼的運行都是以線程來運行的。JVM找到程序程序的入口點main()，然后運行main()方法，這樣就產(chǎn)生了一個線程，這個線程稱之為主線程。當main方法結(jié)束后，主線程運行完成。JVM進程也隨即退出。
操作系統(tǒng)將進程線程進行管理，輪流（沒有固定的順序）分配每個進程很短的一段時間（不一定是均分），然后在每個進程內(nèi)部，程序代碼自己處理該進程內(nèi)部線程的時間分配，多個線程之間相互的切換去執(zhí)行，這個切換時間也是非常短的
【三】Java語言對多線程的支持
Java語言對多線程的支持通過類Thread和接口Runnable來實現(xiàn)。這里就不多說了，讀者可以參考《Java多線程編程總結(jié)》這篇文章得到更多的信息。這里重點強調(diào)兩個地方：
// 主線程其它代碼段
ThreadClass subThread = new ThreadClass();
subThread.start();
// 主線程其它代碼段
subThread.sleep(1000);
有人認為以下的代碼在調(diào)用start()方法后，肯定是先啟動子線程，然后主線程繼續(xù)執(zhí)行。在調(diào)用sleep()方法后CPU什么都不做，就在那里等待休眠的時間結(jié)束。實際上這種理解是錯誤的。因為：
①start()方法的調(diào)用后并不是立即執(zhí)行多線程代碼，而是使得該線程變?yōu)榭蛇\行態(tài)（Runnable），什么時候運行是由操作系統(tǒng)決定的。
②Thread.sleep()方法調(diào)用目的是不讓當前線程獨自霸占該進程所獲取的CPU資源，以留出一定時間給其他線程執(zhí)行的機會(也就是靠內(nèi)部自己協(xié)調(diào))。
【四】線程的狀態(tài)切換
前面我們提到，由于線程何時執(zhí)行是未知的，只有在CPU為線程分配到時間片時，線程才能真正執(zhí)行。在線程執(zhí)行的過程中，由可能會因為各種各樣的原因的原因而暫停(就像前面所舉的例子一樣：汽車只有在交通燈變綠的時候才能夠通行，而且在行駛的過程中可能會出現(xiàn)塞車，等待其它車輛通行或轉(zhuǎn)彎的狀況)。
這樣線程就有了“狀態(tài)”的概念，下面這副圖，是從《Java多線程編程總結(jié)》一文中摘錄出來的。很好的反映了線程在不同情況下的狀態(tài)變化
1、新建狀態(tài)（New）：
新創(chuàng)建了一個線程對象。
2、就緒狀態(tài)（Runnable）：
線程對象創(chuàng)建后，其他線程調(diào)用了該對象的start()方法。該狀態(tài)的線程位于可運行線程池中，變得可運行，等待獲取CPU的使用權(quán)。
3、運行狀態(tài)（Running）：
就緒狀態(tài)的線程獲取了CPU，執(zhí)行程序代碼。
4、阻塞狀態(tài)（Blocked）：
阻塞狀態(tài)是線程因為某種原因放棄CPU使用權(quán)，暫時停止運行。直到線程進入就緒狀態(tài)，才有機會轉(zhuǎn)到運行狀態(tài)。阻塞的情況分三種：
①等待阻塞：運行的線程執(zhí)行wait()方法，JVM會把該線程放入等待池中。
②同步阻塞：運行的線程在獲取對象的同步鎖時，若該同步鎖被別的線程占用，則JVM把該線程放入鎖池
③其他阻塞：運行的線程執(zhí)行sleep()或join()方法，或者發(fā)出了I/O請求時，JVM會把該線程置為阻塞狀態(tài)。當sleep()狀態(tài)超時、join()等待線程終止或者超時、或者I/O處理完畢時，線程重新轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。
5、死亡狀態(tài)（Dead）：
線程執(zhí)行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結(jié)束生命周期。
【五】Java中線程的調(diào)度API
Java中關(guān)于線程調(diào)度的API最主要的有下面幾個：
①線程睡眠：Thread.sleep(long millis)方法
②線程等待：Object類中的wait()方法
③線程讓步：Thread.yield() 方法
④線程加入：join()方法
⑤線程喚醒：Object類中的notify()方法
關(guān)于這幾個方法的詳細應(yīng)用，可以參考SUN的API，及《Java多線程編程總結(jié)》一文第七部分“線程的調(diào)度”。這里我重點總結(jié)一下這幾個方法的區(qū)別和使用：
備注：sleep方法與wait方法的區(qū)別：
①sleep方法是靜態(tài)方法，wait方法是非靜態(tài)方法。
②sleep方法在時間到后會自己“醒來”，但wait不能，必須由其它線程通過notify(All)方法讓它“醒來”
③sleep方法通常用在不需要等待資源情況下的阻塞，像等待線程、數(shù)據(jù)庫連接的情況一般用wait
備注：sleep/wait與yeld方法的區(qū)別：
①調(diào)用sleep或wait方法后，線程即進入block狀態(tài)，而調(diào)用yeld方法后，線程進入runnable狀態(tài)
備注：wait與join方法的區(qū)別：
①wait方法體現(xiàn)了線程之間的互斥關(guān)系，而join方法體現(xiàn)了線程之間的同步關(guān)系
②wait方法必須由其它線程來解鎖，而join方法不需要，只要被等待線程執(zhí)行完畢，當前線程自動變?yōu)榫途w
③join方法的一個用途就是讓子線程在完成業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)行之前，主線程一直等待直到所有子線程執(zhí)行完畢。
【六】參考文章
www.51cto.com網(wǎng)站 熔巖的博文《Java多線程編程總結(jié)》
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生活就像打牌，不是要抓一手好牌，而是要盡力打好一手爛牌。
posted on 2008-09-02 10:50
Paul Lin 閱讀(3908)
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