4.2019Android多线程总结
1.什么是线程
线程就是进程中运行的多个子任务,是操作系统调用的最小单元
2.线程的状态
New:新建状态,new出来,还没有调用start
Runnable:可运行状态,调用start进入可运行状态,可能运行也可能没有运行,取决于操作系统的调度
Blocked:阻塞状态,被锁阻塞,暂时不活动,阻塞状态是线程阻塞在进入synchronized关键字修饰的方法或代码块(获取锁)时的状态。
Waiting:等待状态,不活动,不运行任何代码,等待线程调度器调度,wait sleep
Timed Waiting:超时等待,在指定时间自行返回
Terminated:终止状态,包括正常终止和异常终止
2.线程的创建
a.继承Thread重写run方法
b.实现Runnable重写run方法
c.实现Callable重写call方法
实现Callable和实现Runnable类似,但是功能更强大,具体表现在
a.可以在任务结束后提供一个返回值,Runnable不行
b.call方法可以抛出异常,Runnable的run方法不行
c.可以通过运行Callable得到的Fulture对象监听目标线程调用call方法的结果,得到返回值,(fulture.get(),调用后会阻塞,直到获取到返回值)
3.线程中断
一般情况下,线程不执行完任务不会退出,但是在有些场景下,我们需要手动控制线程中断结束任务,Java中有提供线程中断机制相关的Api,每个线程都一个状态位用于标识当前线程对象是否是中断状态
public boolean isInterrupted() //判断中断标识位是否是true,不会改变标识位 public void interrupt() //将中断标识位设置为true public static boolean interrupted() //判断当前线程是否被中断,并且该方法调用结束的时候会清空中断标识位
需要注意的是interrupt()方法并不会真的中断线程,它只是将中断标识位设置为true,具体是否要中断由程序来判断,如下,只要线程中断标识位为false,也就是没有中断就一直执行线程方法
new Thread(new Runnable(){ while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){ //执行线程方法 } }).start();
前边我们提到了线程的六种状态,New Runnable Blocked Waiting Timed Waiting Terminated,那么在这六种状态下调用线程中断的代码会怎样呢,New和Terminated状态下,线程不会理会线程中断的请求,既不会设置标记位,在Runnable和Blocked状态下调用interrupt会将标志位设置位true,在Waiting和Timed Waiting状态下会发生InterruptedException异常,针对这个异常我们如何处理?
1.在catch语句中通过interrupt设置中断状态,因为发生中断异常时,中断标志位会被复位,我们需要重新将中断标志位设置为true,这样外界可以通过这个状态判断是否需要中断线程
try{ .... }catch(InterruptedException e){ Thread.currentThread().interrupt(); }
2.更好的做法是,不捕获异常,直接抛出给调用者处理,这样更灵活
4.重入锁与条件对象,同步方法和同步代码块
。。。
5.volatile关键字
volatile为实例域的同步访问提供了免锁机制,如果声明一个域为volatile,那么编译器和虚拟机就直到该域可能被另一个线程并发更新
java内存模型
堆内存是被所有线程共享的运行时内存区域,存在可见性的问题。线程之间共享变量存储在主存中,每个线程都有一个私有的本地内存,本地内存存储了该线程共享变量的副本(本地内存是一个抽象概念,并不真实存在),两个线程要通信的话,首先A线程把本地内存更新过的共享变量更新到主存中,然后B线程去主存中读取A线程更新过的共享变量,也就是说假设线程A执行了i = 1这行代码更新主线程变量i的值,会首先在自己的工作线程中堆变量i进行赋值,然后再写入主存当中,而不是直接写入主存
原子性 可见性 有序性
原子性:对基本数据类型的读取和赋值操作是原子性操作,这些操作不可被中断,是一步到位的,例如x=3是原子性操作,而y = x就不是,它包含两步:第一读取x,第二将x写入工作内存;x++也不是原子性操作,它包含三部,第一,读取x,第二,对x加1,第三,写入内存。原子性操作的类如:AtomicInteger AtomicBoolean AtomicLong AtomicReference
可见性:指线程之间的可见性,既一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。volatile修饰可以保证可见性,它会保证修改的值会立即被更新到主存,所以对其他线程是可见的,普通的共享变量不能保证可见性,因为被修改后不会立即写入主存,何时被写入主存是不确定的,所以其他线程去读取的时候可能读到的还是旧值
有序性:Java中的指令重排序(包括编译器重排序和运行期重排序)可以起到优化代码的作用,但是在多线程中会影响到并发执行的正确性,使用volatile可以保证有序性,禁止指令重排
volatile可以保证可见性 有序性,但是无法保证原子性,在某些情况下可以提供优于锁的性能和伸缩性,替代sychronized关键字简化代码,但是要严格遵循使用条件。
线程池ThreadPoolExecutor
线程池的工作原理:线程池可以减少创建和销毁线程的次数,从而减少系统资源的消耗,当一个任务提交到线程池时
- 首先判断核心线程池中的线程是否已经满了,如果没满,则创建一个核心线程执行任务,否则进入下一步
- 判断工作队列是否已满,没有满则加入工作队列,否则执行下一步
- 判断线程数是否达到了最大值,如果不是,则创建非核心线程执行任务,否则执行饱和策略,默认抛出异常
线程池的种类
1.FixedThreadPool:可重用固定线程数的线程池,只有核心线程,没有非核心线程,核心线程不会被回收,有任务时,有空闲的核心线程就用核心线程执行,没有则加入队列排队
2.SingleThreadExecutor:单线程线程池,只有一个核心线程,没有非核心线程,当任务到达时,如果没有运行线程,则创建一个线程执行,如果正在运行则加入队列等待,可以保证所有任务在一个线程中按照顺序执行,和FixedThreadPool的区别只有数量
3.CachedThreadPool:按需创建的线程池,没有核心线程,非核心线程有Integer.MAX_VALUE个,每次提交
任务如果有空闲线程则由空闲线程执行,没有空闲线程则创建新的线程执行,适用于大量的需要立即处理的并且耗时较短的任务
4.ScheduledThreadPoolExecutor:继承自ThreadPoolExecutor,用于延时执行任务或定期执行任务,核心线程数固定,线程总数为Integer.MAX_VALUE
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