java中进程与线程--三种实现方式

2017-01-08 18:49:45来源:作者:人点击

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一:进程与线程

概述:几乎任何的操作系统都支持运行多个任务,通常一个任务就是一个程序,而一个程序就是一个进程。当一个进程运行时,内部可能包括多个顺序执行流,每个顺序执行流就是一个线程。

进程:进程是指处于运行过程中的程序,并且具有一定的独立功能。进程是系统进行资源分配和调度的一个单位。当程序进入内存运行时,即为进程。

进程的三个特点:

1:独立性:进程是系统中独立存在的实体,它可以独立拥有资源,每一个进程都有自己独立的地址空间,没有进程本身的运行,用户进程不可以直接访问其他进程的地址空间。

2:动态性:进程和程序的区别在于进程是动态的,进程中有时间的概念,进程具有自己的生命周期和各种不同的状态。

3:并发性:多个进程可以在单个处理器上并发执行,互不影响。

并发性和并行性是不同的概念:并行是指同一时刻,多个命令在多个处理器上同时执行;并发是指在同一时刻,只有一条命令是在处理器上执行的,但多个进程命令被快速轮换执行,使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果







注:

线程:

线程是进程的组成部分,一个进程可以拥有多个线程,而一个线程必须拥有一个父进程。线程可以拥有自己的堆栈,自己的程序计数器和自己的局部变量,但不能拥有系统资源。它与父进程的其他线程共享该进程的所有资源。

线程的特点:

线程可以完成一定任务,可以和其它线程共享父进程的共享变量和部分环境,相互协作来完成任务。

线程是独立运行的,其不知道进程中是否还有其他线程存在。

线程的执行是抢占式的,也就是说,当前执行的线程随时可能被挂起,以便运行另一个线程。

一个线程可以创建或撤销另一个线程,一个进程中的多个线程可以并发执行。

二、线程的创建及使用

java使用Thread类代表线程,所有的线程对象都必须是Thread或者其子类的实例,每个线程的作用是完成一定任务,实际上是就是执行一段程序流(一段顺序执行的代码)

方案一:继承Thread类创建线程类

步骤:① 定义Thread类的子类 并重写该类的Run方法,该run方法的方法体就代表了该线程需要完成的任务

② 创建Thread类的实例,即创建了线程对象

③ 调用线程的start方法来启动线程









结论:使用继承子Thread类的子类来创建线程类时,多个线程无法共享线程类的实例变量(比如上面的i)

方案二:实现Runnable接口

①定义Runnable接口的实现类,并重写它的Run方法,run方法同样是该线程的执行体!

②创建Runnable实现类的实例,并将此实例作为Thread的target创建一个Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象!

③调用start方法启动该线程









结论:采用Ruunable接口的方式创建多个线程可以共享线程类的实例变量,这是因为在这种方式下,程序创建的Runnable对象只是线程的target,而多个线程可以共享一个target,所以多个线程可以共享一个实例变量

通过Runnable实现多线程其实就是将run包装成线程的执行体,但是目前java无法将任意方法包装成线程执行体






方案三:使用callable和future创建线程

从Java5开始,Java提供 Callable接口,Callable接口提供了一个call()方法可以作为线程执行体,看起来和Runnable很像,但call()方法更强大——call()方法可以有返回值、call()方法可以抛出异常

Java5提供了Future接口来代表Callable接口的call()方法的返回值,并为Future接口提供了一个FutureTask实现类,该实现类实现类Future接口,也实现了Runnable接口——可以作为Thread的target。

实现步骤:

①创建Callable接口的实现类,并实现call方法,该call方法会成为线程执行体,且call方法具有返回值,在创建callable接口的实现类!

②使用FutrueTask类来包装Callable对象,该FutrueTask封装类Callable的call方法的返回值

③使用FutrueTask对象作为Thread的target创建并启动新线程!

④使用FutrueTask的get方法获取执行结束后的返回值







结论:采取Runnable、Callable的优势在于——线程类只是实现了Runnable或Callable接口,还可以继承其它类;在这种方法下,多个线程可以共享一个target对象,因此非常适合多个相同线程处理同一份资源的情况,从而将CPU、代码和数据分开,形参清晰的模型,体现了面对对象的编程思想。劣势在于编程复杂度略高。
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