Java中的多線程解釋[帶示例]

已發表: 2021-06-15

目錄

Java中的線程

Java 中的線程有助於程序的高效運行。 形式執行的兩個基本單元是進程和線程。 進程可能是應用程序、程序或自包含執行環境。

而線程與進程共享資源並與之共存。 每個 Java 應用程序中至少存在一個線程，稱為主線程。 可以從主線程創建多個線程。 了解有關如何在 Java 中創建線程的更多信息。

Java 線程的好處

  • 與進程相比，創建線程所需的時間和資源更少。 因此線程也被稱為輕量級進程。
  • 父進程數據和代碼由線程共享。
  • 與進程中的相互通信相比，線程之間的相互通信更容易。
  • Java 中的線程可以通過 java.lang 的實現來創建。 可運行接口。

單線程

在一個程序中存在幾個處理單元，其中最小的一個被稱為單線程。 通過使用“線程類”，Java 應用了線程。 存在兩種類型的線程； 守護線程和用戶線程。

當要清理應用程序時，會使用守護線程。 它在應用程序的後台運行。 而用戶線程是在應用程序首次啟動時創建的。

單線程的優點：

  • 隨著系統中發生單個線程的執行，應用程序開銷減少。
  • 使用單線程降低了應用程序的維護成本。

Java中的多任務處理

多任務處理是指 CPU 一次執行多個任務的過程。 有時，用戶可能會在任務之間進行 CPU 切換，以便與每個程序一起協作。 單獨的內存和資源分配給多任務處理中的進程。 通過兩種方式，可以實現多任務處理。

1. Multiprocessing（基於進程的多任務處理）

  • 為每個進程分配一個單獨的內存區域。 因此，內存中的每個進程都有一個地址。
  • 這些過程是重量級的。
  • 進程之間的通信成本很高。
  • 在進程之間切換需要一些時間。 這是更新列表、內存映射等所必需的。

2. Multithreading（基於線程的多任務）

  • 線程之間共享相同的地址。
  • 線程是輕量級的。
  • 線程之間的通信成本很低。

什麼是多線程？

當一個程序中同時執行兩個或多個線程時，這種機制稱為多線程。 單個進程會創建許多線程，從而增加計算能力。 一個程序的兩個或多個部分以導致 CPU 利用率最大化的方式執行。

線程被稱為程序的各個部分。 應用程序中的進程可以包含多個線程或單個線程。
 Java 虛擬機允許應用程序的多個線程。 每個線程都有自己的優先級。 因此，與具有較低優先級的線程相比，優先執行具有較高優先級的線程。

為了實現多任務，多線程和多處理的過程都被使用。 因為共享內存區域用於多線程，所以它主要用於多處理。 內存被保存，因為不需要額外分配內存。 此外，由於線程之間發生上下文切換，因此所花費的時間少於多處理。

在動畫、遊戲中，使用Java多線程。 如果您想了解有關 Java 體系結構和組件的更多信息，請單擊。

有兩種機制可用於創建線程。

1.線程類擴展

2.Runnable接口實現

線程類與可運行接口

  • 擴展“線程類”不能擴展其他類，因為 Java 不支持多重繼承。 但是通過“Runnable”接口的實現，可以從該類擴展其他基類。
  • 可以通過擴展 Thread 類來擴展線程的基本功能，因為它提供了諸如 interrupt()、yield() 等內置方法。
  • 使用runnable時會提供一個多線程可以共享的對象。

Java 線程類

Java中的線程編程是通過線程類實現的。 構造函數由線程類和執行線程操作的方法提供。 線程類實現了一個可運行接口並擴展了 Object 類。

一些常用的線程方法是：

  1. start()：通過該方法啟動線程執行。 JVM 調用 run() 方法。
  2. sleep(int milliseconds)：線程的執行暫停了幾毫秒，這是因為線程進程通過此方法進入睡眠狀態。 暫停後，線程的執行再次開始。 線程可以通過這種方法進行同步。
  3. getName()：通過該方法返迴線程名。
  4. setPriority(int new priority)：通過該方法改變線程優先級。
  5. yield()：通過該方法使當前線程隨著​​其他線程的執行而停止。
  6. run()：該方法用於在線程中啟動一個動作。
  7. getPriority()：通過使用該方法返迴線程優先級。
  8. setName()：通過此方法更改線程名稱。
  9. getId()：通過該方法返迴線程id。
  10. suspend()：線程通過這個方法被掛起。

線程生命週期

線程生命週期有不同的階段，列舉如下：

  1. 新增： “線程類”用於在此階段創建線程。 在線程啟動之前，程序停留在這個階段。 該方法也稱為天生線程。
  2. Runnable： start方法在線程生命週期的這個階段調用線程實例。 調度程序被移交給線程的控制以完成執行。 是否應該執行線程取決於調度程序。
  3. 運行：一旦線程開始執行，階段就轉移到“運行”階段。 調度程序從線程池中選擇一個線程並開始執行應用程序。
  4. 等待：顧名思義，在生命週期的這個階段，線程等待。 由於在應用程序中運行多個線程，線程同步是必不可少的。 因此，一個線程有必要等待，直到另一個線程的執行結束。 因此，生命週期的階段也稱為等待階段。
  5. Dead：線程終止的階段稱為“dead”階段。 一旦線程從運行轉移到處理結束，它就會終止，因此處於“死狀態”

Java中的線程同步

在多線程的情況下，程序中會發生異步行為。 如果假設數據是通過一個線程寫入的，而數據的讀取同時由另一個線程執行，則可能會在應用程序中產生不一致。

線程之間共享的資源需要被其他線程訪問。 因此，在這種情況下，接近同步的方法。 Java 中提供了同步方法來實現同步行為。

當一個線程到達同步塊時，一旦到達，該方法就不能被同一對像上的其他線程調用。 在線程完成執行塊並退出之前，其他線程必須停止並等待。

從世界頂級大學在線學習軟件課程。 獲得行政 PG 課程、高級證書課程或碩士課程，以加快您的職業生涯。

多線程的優點

  • 可以同時執行多個操作。 隨著獨立線程的運行，用戶不會被阻塞。
  • 由於多個操作一起運行，因此節省了時間。
  • 一個線程不能被另一個線程影響，因為它們是獨立的。 一個線程發生異常不會影響其他線程的執行。

多線程示例

java中的多線程程序示例如下所示：

資源

圖 1：多線程代碼示例的片段

代碼說明

第 3 行：“GuruThread1”類實現了 runnable。

第 8 行：顯示類主方法。

第 9 行：實例化線程類並創建實例“guruThread1”並創建線程。

第 10 行：實例化“Thread 類”並創建實例“guruThread2”和線程。

第 11 行：啟動名為 guruThread1 的線程。

第 12 行：啟動名為 guruThread2 的線程。

第 13 行：輸出文本“Thread names are following:”。

第 14 行：方法 getName() 用於獲取 thread1 名稱。

第 15 行：方法 getName() 用於獲取 thread2 名稱。

執行上述代碼會產生以下輸出：

資源

圖： Java 多線程程序生成的輸出截圖（取自

結論

本文討論了Java 中的多線程概念以及 Java中的多線程程序示例。 您的學習並不止於此，還要了解 Java 的所有其他基礎概念。

如果您有興趣以實惠的價格掌握編程技能並為行業做好準備，您可以查看 upGrad 提供的“計算機科學理學碩士”課程。 它適用於 21 至 45 歲年齡段的所有中級專業人士。 該課程由利物浦約翰摩爾斯大學認證，設計有 500 多個小時的學習時間、309 個項目和作業，讓您發揮出最好的一面。 如果您有任何疑問，請給我們留言，我們的團隊將與您聯繫。

踏上夢想的工作

從 IIIT-B 申請軟件開發執行 PG 計劃