把握多线程的五慷慨法-优化Java代码口头效率 (讲讲多线程)
假设您的运行程序与那些能够同时处置多个义务的运行程序相比体现不佳,很或许是由于它是复线程的。处置这个疑问的方法之一是驳回多线程技术。
以下是一些可以思考的方法:
适外地经常使用这些方法,可以彻底扭转您的运行程序,并推进您的职业开展。上方咱们来看看如何将您的运行程序转变为高效的多线程运行。
1.线程(Thread)
第一种选用是经常使用线程(Thread)类。经过这种形式,您可以间接控制线程的创立和治理。以下是一个示例:
CustomTask每隔50毫秒从0数到count-1。
publicclassCustomTaskimplementsRunnable{privatefinalStringname;privatefinalintcount;CustomTask(Stringname,intcount){this.name=name;this.count=count;}@Overridepublicvoidrun(){for(inti=0;i<count;i++){System.out.println(name+"-"+i+"from"+Thread.currentThread().getName());try{Thread.sleep(50);}catch(InterruptedExceptione){thrownewRuntimeException(e);}}}}
a、b和c是该类的三个实例。
Threada=newThread(newCustomTask("a",5));Threadb=newThread(newCustomTask("b",10));Threadc=newThread(newCustomTask("c",5));
请留意,b估量计数的次数是其余实例的两倍。您宿愿在a和c顺序运转的同时运转b。
您可以十分容易地成功这种行为。
//首先启动a和b。a.start();b.start();//a成功后开局c。a.join();c.start();
以下是结果:
a-0fromThread-0b-0fromThread-1b-1fromThread-1a-1fromThread-0b-2fromThread-1a-2fromThread-0b-3fromThread-1a-3fromThread-0b-4fromThread-1a-4fromThread-0b-5fromThread-1c-0fromThread-2b-6fromThread-1c-1fromThread-2b-7fromThread-1c-2fromThread-2b-8fromThread-1c-3fromThread-2b-9fromThread-1c-4fromThread-2
a和b同时开局运转,轮番输入。a成功后,c开局口头。此外,它们所有在不同的线程中运转。经过手动创立Thread实例,您可以齐全控制它们。
但是,请留意,低级线程处置也须要同步和资源治理,这或许更容易出错和复杂。
2.并行流(ParallelStreams)
当您须要对大型汇合中的一切元素运行相反、重复且独立的义务时,并行流十分有效。
例如,图像调整大小是一个须要按顺序运转的惨重担务;当您有多个图像须要调整大小时,假设按顺序口头,将须要很常年间才干成功。在这种状况下,您可以经常使用并行流并行调整它们的大小,如下所示。
privatestaticList<BufferedImage>resizeAll(List<BufferedImage>sourceImages,intwidth,intheight){returnsourceImages.parallelStream().map(source->resize(source,width,height)).toList();}
这样,图像将同时调整大小,节俭了少量贵重的期间。
3.ExecutorService
当成功不须要准确的线程控制时,可以思考经常使用ExecutorService。ExecutorService提供了更上档次的线程治理形象,包含线程池、义务调度和资源治理。
ExecutorService是一个接口,它最经常出现的用法是线程池。假定您有少量的异步义务沉积在一同,但是同时运转一切义务——每个义务占用一个线程——仿佛太多了。线程池可以经过限度最大线程数来协助您。
上方的示例中,咱们经常使用Executors.newFixedThreadPool()实例化ExecutorService来经常使用3个线程运转10个义务。每个义务只打印一行。请留意,咱们在之前的局部中重用了之前定义的CustomTask。
ExecutorServiceexecutorService=Executors.newFixedThreadPool(3);for(inti=0;i<10;i++){executorService.submit(newCustomTask(String.valueOf(i),1));}executorService.shutdown();
这将打印以下结果:
0-0frompool-1-thread-12-0frompool-1-thread-31-0frompool-1-thread-24-0frompool-1-thread-33-0frompool-1-thread-25-0frompool-1-thread-16-0frompool-1-thread-17-0frompool-1-thread-38-0frompool-1-thread-29-0frompool-1-thread-3
10个义务在3个线程中运转。经过限度特定义务经常使用的线程数,您可以依据优先级调配线程数:关于关键且频繁的义务经常使用更多线程,关于琐碎或偶然的义务经常使用较少线程。ExecutorService具备高效和繁复的特点,是大少数多线程场景的首选选项。
假设您须要更多的控制和灵敏性,请检查ThreadPoolExecutor,它是Executors.newFixedThreadPool()前往的ExecutorService的实践成功。您可以间接创立其实例或将前往的ExecutorService实例转换为ThreadPoolExecutor实例以取得更多控制权。
4.ForkJoinPool
ForkJoinPool是另一种线程池,正如其称号所示。虽然它在许多其余异步方法的底层经常使用中,但关于可以合成为较小且独立子义务的义务来说,它也十分弱小,这些义务可以经过火而治之的战略来处置。
其中一个义务是图像调整大小。图像调整大小是分而治之疑问的一个很好的例子。经常使用ForkJoinPool,您可以将图像分红两个或四个较小的图像,并同时调整它们的大小。以下是ImageResizeAction的示例,它将图像调整为给定的大小。
packagemultithreading;import.awt.image.BufferedImage;importjava.util.concurrent.RecursiveAction;publicclassImageResizeActionextendsRecursiveAction{privatestaticfinalintTHRESHOLD=100;privatefinalBufferedImagesourceImage;privatefinalBufferedImagetargetImage;privatefinalintstartRow;privatefinalintendRow;privatefinalinttargetWidth;privatefinalinttargetHeight;publicImageResizeAction(BufferedImagesourceImage,BufferedImagetargetImage,intstartRow,intendRow,inttargetWidth,inttargetHeight){this.sourceImage=sourceImage;this.targetImage=targetImage;this.startRow=startRow;this.endRow=endRow;this.targetWidth=targetWidth;this.targetHeight=targetHeight;}@Overrideprotectedvoidcompute(){if(endRow-startRow<=THRESHOLD){resizeImage();}else{intmidRow=startRow+(endRow-startRow)/2;invokeAll(newImageResizeAction(sourceImage,targetImage,startRow,midRow,targetWidth,targetHeight),newImageResizeAction(sourceImage,targetImage,midRow,endRow,targetWidth,targetHeight));}}privatevoidresizeImage(){intsourceWidth=sourceImage.getWidth();doublexScale=(double)targetWidth/sourceWidth;doubleyScale=(double)targetHeight/sourceImage.getHeight();for(inty=startRow;y<endRow;y++){for(intx=0;x<sourceWidth;x++){inttargetX=(int)(x*xScale);inttargetY=(int)(y*yScale);intrgb=sourceImage.getRGB(x,y);targetImage.setRGB(targetX,targetY,rgb);}}}}
请留意,ImageResizeAction承袭了RecursiveAction。RecursiveAction用于定义递归的调整大小操作。在此示例中,图像被分红两半并并行调整大小。
您可以经常使用以下代码运转ImageResizeAction:
publicstaticvoidmn(String[]args)throwsIOException{StringsourceImagePath="source_image.jpg";StringtargetImagePath="target_image.png";inttargetWidth=300;inttargetHeight=100;BufferedImagesourceImage=ImageIO.read(newFile(sourceImagePath));BufferedImagetargetImage=newBufferedImage(targetWidth,targetHeight,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);ForkJoinPoolforkJoinPool=newForkJoinPool();forkJoinPool.invoke(newImageResizeAction(sourceImage,targetImage,0,sourceImage.getHeight(),targetWidth,targetHeight));ImageIO.write(targetImage,"png",newFile(targetImagePath));System.out.println("图像调整大小成功!");}
借助ForkJoinPool的协助,您如今能够更高效地调整图像的大小,具备更好的可伸缩性,并最大水平地利用资源。
5.CompletableFuture
经过CompletableFuture,您可以齐全施展Future的性能,并领有许多额外的个性。其中最突出的性能是它能够链式地衔接异步操作,使您能够构建复杂的异步管道。
publicstaticvoidmain(String[]args){CompletableFuture<Void>future=CompletableFuture.supplyAsync(()->{System.out.println(Thread.currentThread().getName());return"HyuniKim";}).thenly((data)->{System.out.println(Thread.currentThread().getName());return"我的名字是"+>ForkJoinPool.commonPool-worker-1ForkJoinPool.commonPool-worker-1ForkJoinPool.commonPool-worker-1Result:MynameisHyuniKim
有3个义务没有在主线程中运转,这标明它们与主逻辑并行运转。当您有具备结果并须要链接的义务时,CompletableFuture将是一个很好的选用。
6.总结
多线程是一种弱小的工具,可以协助开发人员优化性能、优化用户体验、增强并发处置才干,并充沛应用计算机的资源。
如何优化JAVA程序设计和编码,提高JAVA性能
通过使用一些辅助性工具来找到程序中的瓶颈,然后就可以对瓶颈部分的代码进行优化。 一般有两种方案:即优化代码或更改设计方法。 我们一般会选择后者,因为不去调用以下代码要比调用一些优化的代码更能提高程序的性能。 而一个设计良好的程序能够精简代码,从而提高性能。 下面将提供一些在JAVA程序的设计和编码中,为了能够提高JAVA程序的性能,而经常采用的一些方法和技巧。 1.对象的生成和大小的调整。 JAVA程序设计中一个普遍的问题就是没有好好的利用JAVA语言本身提供的函数,从而常常会生成大量的对象(或实例)。 由于系统不仅要花时间生成对象,以后可能还需花时间对这些对象进行废品回收和处理。 因此,生成过多的对象将会给程序的性能带来很大的影响。 例1:关于String,StringBuffer,+和append JAVA语言提供了对于String类型变量的操作。 但如果使用不当,会给程序的性能带来影响。 如下面的语句: Stringname=newString(HuangWeiFeng);(name+ismyname); 看似已经很精简了,其实并非如此。 为了生成二进制的代码,要进行如下的步骤和操作: (1)生成新的字符串newString(STR_1);(2)复制该字符串; (3)加载字符串常量HuangWeiFeng(STR_2);(4)调用字符串的构架器(Constructor);(5)保存该字符串到数组中(从位置0开始); (6)从类中得到静态的out变量; (7)生成新的字符串缓冲变量newStringBuffer(STR_BUF_1);(8)复制该字符串缓冲变量; (9)调用字符串缓冲的构架器(Constructor);(10)保存该字符串缓冲到数组中(从位置1开始); (11)以STR_1为参数,调用字符串缓冲(StringBuffer)类中的append方法;(12)加载字符串常量ismyname(STR_3); (13)以STR_3为参数,调用字符串缓冲(StringBuffer)类中的append方法;(14)对于STR_BUF_1执行toString命令; (15)调用out变量中的println方法,输出结果。 由此可以看出,这两行简单的代码,就生成了STR_1,STR_2,STR_3,STR_4和STR_BUF_1五个对象变量。 这些生成的类的实例一般都存放在堆中。 堆要对所有类的超类,类的实例进行初始化,同时还要调用类极其每个超类的构架器。 而这些操作都是非常消耗系统资源的。 因此,对对象的生成进行限制,是完全有必要的。 经修改,上面的代码可以用如下的代码来替换。 StringBuffername=newStringBuffer(HuangWeiFeng); ((ismyname.)()); 系统将进行如下的操作: (1)生成新的字符串缓冲变量newStringBuffer(STR_BUF_1);(2)复制该字符串缓冲变量; (3)加载字符串常量HuangWeiFeng(STR_1);(4)调用字符串缓冲的构架器(Constructor);(5)保存该字符串缓冲到数组中(从位置1开始); (6)从类中得到静态的out变量;(7)加载STR_BUF_1; (8)加载字符串常量ismyname(STR_2); (9)以STR_2为参数,调用字符串缓冲(StringBuffer)实例中的append方法;(10)对于STR_BUF_1执行toString命令(STR_3);(11)调用out变量中的println方法,输出结果。 由此可以看出,经过改进后的代码只生成了四个对象变量:STR_1,STR_2,STR_3和STR_BUF_1.你可能觉得少生成一个对象不会对程序的性能有很大的提高。 但下面的代码段2的执行速度将是代码段1的2倍。 因为代码段1生成了八个对象,而代码段2只生成了四个对象。 代码段1: Stringname=newStringBuffer(HuangWeiFeng);name+=ismy;name+=name; 代码段2: StringBuffername=newStringBuffer(HuangWeiFeng);(ismy); (name.)(); 因此,充分的利用JAVA提供的库函数来优化程序,对提高JAVA程序的性能时非常重要的.其注意点主要有如下几方面; (1)尽可能的使用静态变量(StaticClassVariables)如果类中的变量不会随他的实例而变化,就可以定义为静态变量,从而使他所有的实例都共享这个变量。 例: publicclassfoo{ SomeObjectso=newSomeObject();} 就可以定义为:publicclassfoo{ staticSomeObjectso=newSomeObject();} (2)不要对已生成的对象作过多的改变。 对于一些类(如:String类)来讲,宁愿在重新生成一个新的对象实例,而不应该修改已经生成的对象实例。 例: Stringname=Huang;name=Wei;name=Feng; 上述代码生成了三个String类型的对象实例。 而前两个马上就需要系统进行废品回收处理。 如果要对字符串进行连接的操作,性能将得更差,因为系统将不得为此生成更多得临时变量,如上例1所示。 (3)生成对象时,要分配给它合理的空间和大小JAVA中的很多类都有它的默认的空间分配大小。 对于StringBuffer类来讲,默认的分配空间大小是16个字符。 如果在程序中使用StringBuffer的空间大小不是16个字符,那么就必须进行正确的初始化。 (4)避免生成不太使用或生命周期短的对象或变量。 对于这种情况,因该定义一个对象缓冲池。 以为管理一个对象缓冲池的开销要比频繁的生成和回收对象的开销小的多。 (5)只在对象作用范围内进行初始化。 JAVA允许在代码的任何地方定义和初始化对象。 这样,就可以只在对象作用的范围内进行初始化。 从而节约系统的开销
Java多线程程序设计详细解析
一、理解多线程多线程是这样一种机制,它允许在程序中并发执行多个指令流,每个指令流都称为一个线程,彼此间互相独立。 线程又称为轻量级进程,它和进程一样拥有独立的执行控制,由操作系统负责调度,区别在于线程没有独立的存储空间,而是和所属进程中的其它线程共享一个存储空间,这使得线程间的通信远较进程简单。 多个线程的执行是并发的,也就是在逻辑上“同时”,而不管是否是物理上的“同时”。 如果系统只有一个CPU,那么真正的“同时”是不可能的,但是由于CPU的速度非常快,用户感觉不到其中的区别,因此我们也不用关心它,只需要设想各个线程是同时执行即可。 多线程和传统的单线程在程序设计上最大的区别在于,由于各个线程的控制流彼此独立,使得各个线程之间的代码是乱序执行的,由此带来的线程调度,同步等问题,将在以后探讨。 二、在Java中实现多线程我们不妨设想,为了创建一个新的线程,我们需要做些什么?很显然,我们必须指明这个线程所要执行的代码,而这就是在Java中实现多线程我们所需要做的一切!真是神奇!Java是如何做到这一点的?通过类!作为一个完全面向对象的语言,Java提供了类来方便多线程编程,这个类提供了大量的方法来方便我们控制自己的各个线程,我们以后的讨论都将围绕这个类进行。 那么如何提供给 Java 我们要线程执行的代码呢?让我们来看一看 Thread 类。 Thread 类最重要的方法是run(),它为Thread类的方法start()所调用,提供我们的线程所要执行的代码。 为了指定我们自己的代码,只需要覆盖它!方法一:继承 Thread 类,覆盖方法 run(),我们在创建的 Thread 类的子类中重写 run() ,加入线程所要执行的代码即可。 下面是一个例子:public class MyThread extends Thread{int count= 1, number;public MyThread(int num){number = num;(创建线程 + number);}public void run() {while(true) {(线程 + number + :计数 + count);if(++count== 6) return;}}public static void main(String args[]){for(int i = 0;i 〈 5; i++) new MyThread(i+1)();}}这种方法简单明了,符合大家的习惯,但是,它也有一个很大的缺点,那就是如果我们的类已经从一个类继承(如小程序必须继承自 Applet 类),则无法再继承 Thread 类,这时如果我们又不想建立一个新的类,应该怎么办呢?我们不妨来探索一种新的方法:我们不创建Thread类的子类,而是直接使用它,那么我们只能将我们的方法作为参数传递给 Thread 类的实例,有点类似回调函数。 但是 Java 没有指针,我们只能传递一个包含这个方法的类的实例。 那么如何限制这个类必须包含这一方法呢?当然是使用接口!(虽然抽象类也可满足,但是需要继承,而我们之所以要采用这种新方法,不就是为了避免继承带来的限制吗?)Java 提供了接口 来支持这种方法。 方法二:实现 Runnable 接口Runnable接口只有一个方法run(),我们声明自己的类实现Runnable接口并提供这一方法,将我们的线程代码写入其中,就完成了这一部分的任务。 但是Runnable接口并没有任何对线程的支持,我们还必须创建Thread类的实例,这一点通过Thread类的构造函数public Thread(Runnable target);来实现。 下面是一个例子:public class MyThread implements Runnable{int count= 1, number;public MyThread(int num){number = num;(创建线程 + number);}public void run(){while(true){(线程 + number + :计数 + count);if(++count== 6) return;}}public static void main(String args[]){for(int i = 0; i 〈 5;i++) new Thread(new MyThread(i+1))();}}严格地说,创建Thread子类的实例也是可行的,但是必须注意的是,该子类必须没有覆盖 Thread 类的 run 方法,否则该线程执行的将是子类的 run 方法,而不是我们用以实现Runnable 接口的类的 run 方法,对此大家不妨试验一下。 使用 Runnable 接口来实现多线程使得我们能够在一个类中包容所有的代码,有利于封装,它的缺点在于,我们只能使用一套代码,若想创建多个线程并使各个线程执行不同的代码,则仍必须额外创建类,如果这样的话,在大多数情况下也许还不如直接用多个类分别继承 Thread 来得紧凑。 综上所述,两种方法各有千秋,大家可以灵活运用。 下面让我们一起来研究一下多线程使用中的一些问题。 三、线程的四种状态1. 新状态:线程已被创建但尚未执行(start() 尚未被调用)。 2. 可执行状态:线程可以执行,虽然不一定正在执行。 CPU 时间随时可能被分配给该线程,从而使得它执行。 3. 死亡状态:正常情况下 run() 返回使得线程死亡。 调用 stop()或 destroy() 亦有同样效果,但是不被推荐,前者会产生异常,后者是强制终止,不会释放锁。 4. 阻塞状态:线程不会被分配 CPU 时间,无法执行。 四、线程的优先级线程的优先级代表该线程的重要程度,当有多个线程同时处于可执行状态并等待获得 CPU 时间时,线程调度系统根据各个线程的优先级来决定给谁分配 CPU 时间,优先级高的线程有更大的机会获得 CPU 时间,优先级低的线程也不是没有机会,只是机会要小一些罢了。 你可以调用 Thread 类的方法 getPriority() 和 setPriority()来存取线程的优先级,线程的优先级界于1(MIN_PRIORITY)和10(MAX_PRIORITY)之间,缺省是5(NORM_PRIORITY)。 五、线程的同步由于同一进程的多个线程共享同一片存储空间,在带来方便的同时,也带来了访问冲突这个严重的问题。 Java语言提供了专门机制以解决这种冲突,有效避免了同一个数据对象被多个线程同时访问。 由于我们可以通过 private 关键字来保证数据对象只能被方法访问,所以我们只需针对方法提出一套机制,这套机制就是 synchronized 关键字,它包括两种用法:synchronized 方法和 synchronized 块。 1. synchronized 方法:通过在方法声明中加入 synchronized关键字来声明 synchronized 方法。 如:public synchronized void accessVal(int newVal);synchronized 方法控制对类成员变量的访问:每个类实例对应一把锁,每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的类实例的锁方能执行,否则所属线程阻塞,方法一旦执行,就独占该锁,直到从该方法返回时才将锁释放,此后被阻塞的线程方能获得该锁,重新进入可执行状态。 这种机制确保了同一时刻对于每一个类实例,其所有声明为 synchronized 的成员函数中至多只有一个处于可执行状态(因为至多只有一个能够获得该类实例对应的锁),从而有效避免了类成员变量的访问冲突(只要所有可能访问类成员变量的方法均被声明为 synchronized)。 在 Java 中,不光是类实例,每一个类也对应一把锁,这样我们也可将类的静态成员函数声明为 synchronized ,以控制其对类的静态成员变量的访问。 synchronized 方法的缺陷:若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率,典型地,若将线程类的方法 run() 声明为 synchronized ,由于在线程的整个生命期内它一直在运行,因此将导致它对本类任何 synchronized 方法的调用都永远不会成功。 当然我们可以通过将访问类成员变量的代码放到专门的方法中,将其声明为 synchronized ,并在主方法中调用来解决这一问题,但是 Java 为我们提供了更好的解决办法,那就是 synchronized 块。 2. synchronized 块:通过 synchronized关键字来声明synchronized 块。 语法如下:synchronized(syncObject){//允许访问控制的代码}#p#副标题#e#synchronized 块是这样一个代码块,其中的代码必须获得对象 syncObject (如前所述,可以是类实例或类)的锁方能执行,具体机制同前所述。 由于可以针对任意代码块,且可任意指定上锁的对象,故灵活性较高。 六、线程的阻塞为了解决对共享存储区的访问冲突,Java 引入了同步机制,现在让我们来考察多个线程对共享资源的访问,显然同步机制已经不够了,因为在任意时刻所要求的资源不一定已经准备好了被访问,反过来,同一时刻准备好了的资源也可能不止一个。 为了解决这种情况下的访问控制问题,Java 引入了对阻塞机制的支持。 阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生(如某资源就绪),学过操作系统的同学对它一定已经很熟悉了。 Java 提供了大量方法来支持阻塞,下面让我们逐一分析。 1. sleep() 方法:sleep() 允许 指定以毫秒为单位的一段时间作为参数,它使得线程在指定的时间内进入阻塞状态,不能得到CPU 时间,指定的时间一过,线程重新进入可执行状态。 典型地,sleep() 被用在等待某个资源就绪的情形:测试发现条件不满足后,让线程阻塞一段时间后重新测试,直到条件满足为止。 2. suspend() 和 resume() 方法:两个方法配套使用,suspend()使得线程进入阻塞状态,并且不会自动恢复,必须其对应的resume() 被调用,才能使得线程重新进入可执行状态。 典型地,suspend() 和 resume() 被用在等待另一个线程产生的结果的情形:测试发现结果还没有产生后,让线程阻塞,另一个线程产生了结果后,调用 resume() 使其恢复。 3. yield() 方法:yield() 使得线程放弃当前分得的 CPU 时间,但是不使线程阻塞,即线程仍处于可执行状态,随时可能再次分得 CPU 时间。 调用 yield() 的效果等价于调度程序认为该线程已执行了足够的时间从而转到另一个线程。 4. wait() 和 notify() 方法:两个方法配套使用,wait() 使得线程进入阻塞状态,它有两种形式,一种允许 指定以毫秒为单位的一段时间作为参数,另一种没有参数,前者当对应的 notify() 被调用或者超出指定时间时线程重新进入可执行状态,后者则必须对应的 notify() 被调用。 初看起来它们与 suspend() 和 resume() 方法对没有什么分别,但是事实上它们是截然不同的。 区别的核心在于,前面叙述的所有方法,阻塞时都不会释放占用的锁(如果占用了的话),而这一对方法则相反。 上述的核心区别导致了一系列的细节上的区别。 首先,前面叙述的所有方法都隶属于 Thread 类,但是这一对却直接隶属于 Object 类,也就是说,所有对象都拥有这一对方法。 初看起来这十分不可思议,但是实际上却是很自然的,因为这一对方法阻塞时要释放占用的锁,而锁是任何对象都具有的,调用任意对象的 wait() 方法导致线程阻塞,并且该对象上的锁被释放。 而调用 任意对象的notify()方法则导致因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的线程中随机选择的一个解除阻塞(但要等到获得锁后才真正可执行)。 其次,前面叙述的所有方法都可在任何位置调用,但是这一对方法却必须在 synchronized 方法或块中调用,理由也很简单,只有在synchronized 方法或块中当前线程才占有锁,才有锁可以释放。 同样的道理,调用这一对方法的对象上的锁必须为当前线程所拥有,这样才有锁可以释放。 因此,这一对方法调用必须放置在这样的 synchronized 方法或块中,该方法或块的上锁对象就是调用这一对方法的对象。 若不满足这一条件,则程序虽然仍能编译,但在运行时会出现IllegalMonitorStateException 异常。 wait() 和 notify() 方法的上述特性决定了它们经常和synchronized 方法或块一起使用,将它们和操作系统的进程间通信机制作一个比较就会发现它们的相似性:synchronized方法或块提供了类似于操作系统原语的功能,它们的执行不会受到多线程机制的干扰,而这一对方法则相当于 block 和wakeup 原语(这一对方法均声明为 synchronized)。 它们的结合使得我们可以实现操作系统上一系列精妙的进程间通信的算法(如信号量算法),并用于解决各种复杂的线程间通信问题。 关于 wait() 和 notify() 方法最后再说明两点:第一:调用 notify() 方法导致解除阻塞的线程是从因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的线程中随机选取的,我们无法预料哪一个线程将会被选择,所以编程时要特别小心,避免因这种不确定性而产生问题。 第二:除了 notify(),还有一个方法 notifyAll() 也可起到类似作用,唯一的区别在于,调用 notifyAll() 方法将把因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的所有线程一次性全部解除阻塞。 当然,只有获得锁的那一个线程才能进入可执行状态。 谈到阻塞,就不能不谈一谈死锁,略一分析就能发现,suspend() 方法和不指定超时期限的 wait() 方法的调用都可能产生死锁。 遗憾的是,Java 并不在语言级别上支持死锁的避免,我们在编程中必须小心地避免死锁。 以上我们对 Java 中实现线程阻塞的各种方法作了一番分析,我们重点分析了 wait() 和 notify()方法,因为它们的功能最强大,使用也最灵活,但是这也导致了它们的效率较低,较容易出错。 实际使用中我们应该灵活使用各种方法,以便更好地达到我们的目的。 七、守护线程守护线程是一类特殊的线程,它和普通线程的区别在于它并不是应用程序的核心部分,当一个应用程序的所有非守护线程终止运行时,即使仍然有守护线程在运行,应用程序也将终止,反之,只要有一个非守护线程在运行,应用程序就不会终止。 守护线程一般被用于在后台为其它线程提供服务。 可以通过调用方法 isDaemon() 来判断一个线程是否是守护线程,也可以调用方法 setDaemon() 来将一个线程设为守护线程。 八、线程组线程组是一个 Java 特有的概念,在 Java 中,线程组是类ThreadGroup 的对象,每个线程都隶属于唯一一个线程组,这个线程组在线程创建时指定并在线程的整个生命期内都不能更改。 你可以通过调用包含 ThreadGroup 类型参数的 Thread 类构造函数来指定线程属的线程组,若没有指定,则线程缺省地隶属于名为 system 的系统线程组。 在 Java 中,除了预建的系统线程组外,所有线程组都必须显式创建。 在 Java 中,除系统线程组外的每个线程组又隶属于另一个线程组,你可以在创建线程组时指定其所隶属的线程组,若没有指定,则缺省地隶属于系统线程组。 这样,所有线程组组成了一棵以系统线程组为根的树。 Java 允许我们对一个线程组中的所有线程同时进行操作,比如我们可以通过调用线程组的相应方法来设置其中所有线程的优先级,也可以启动或阻塞其中的所有线程。 Java 的线程组机制的另一个重要作用是线程安全。 线程组机制允许我们通过分组来区分有不同安全特性的线程,对不同组的线程进行不同的处理,还可以通过线程组的分层结构来支持不对等安全措施的采用。 Java 的 ThreadGroup 类提供了大量的方法来方便我们对线程组树中的每一个线程组以及线程组中的每一个线程进行操作。 九、总结在本文中,我们讲述了 Java 多线程编程的方方面面,包括创建线程,以及对多个线程进行调度、管理。 我们深刻认识到了多线程编程的复杂性,以及线程切换开销带来的多线程程序的低效性,这也促使我们认真地思考一个问题:我们是否需要多线程?何时需要多线程?多线程的核心在于多个代码块并发执行,本质特点在于各代码块之间的代码是乱序执行的。 我们的程序是否需要多线程,就是要看这是否也是它的内在特点。 假如我们的程序根本不要求多个代码块并发执行,那自然不需要使用多线程;假如我们的程序虽然要求多个代码块并发执行,但是却不要求乱序,则我们完全可以用一个循环来简单高效地实现,也不需要使用多线程;只有当它完全符合多线程的特点时,多线程机制对线程间通信和线程管理的强大支持才能有用武之地,这时使用多线程才是值得的。 #p#副标题#e#
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