夯實Java基礎，一篇文章全解析執行緒問題

• 2022 年 11 月 2 日
• 筆記
• JAVA, java高頻面試題

1. 執行緒是什麼

作業系統支援多個應用程式並發執行，每個應用程式至少對應一個進程 ，彼此之間的操作和數據不受干擾，彼此通訊一般採用管道通訊、消息隊列、共享記憶體等方式。當一個進程需要磁碟IO的時候，CPU就切換到另外的進程，提高了CPU利用率。

有了進程，為什麼還要執行緒？因為進程的成本太高了。

啟動新的進程必須分配獨立的記憶體空間，建立數據表維護它的程式碼段、堆棧段和數據段，這是昂貴的多任務工作方式。執行緒可以看作輕量化的進程。執行緒之間使用相同的地址空間，切換執行緒的時間遠小於切換進程的時間。

進程是資源分配的最小單位，而執行緒是CPU調度的最小單位。每一個進程中至少有一個執行緒，同一進程的所有執行緒共享該進程的所有資源，多個執行緒可以完成多個不同的任務，也就是我們常說的並發多執行緒。

2. 怎樣創建執行緒

創建執行緒常用的有四種方式，分別是：

1. 繼承Thread類
2. 實現Runnable介面
3. 實現Callable介面
4. 使用執行緒池創建

分別看一下怎麼具體怎麼使用程式碼創建的？

2.1 繼承Thread類

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new MyThread();
        thread.start(); // 啟動執行緒
    }
}

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("關注公眾號:一燈架構");
    }
}

輸出結果：

關注公眾號:一燈架構

start方法用來啟動執行緒，只能被調用一次。

run方法是執行緒的核心方法，業務邏輯都寫在run方法中。

2.2 實現Runnable介面

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args) {
				MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread1 = new Thread(myRunnable, "執行緒1");
        Thread thread2 = new Thread(myRunnable, "執行緒2");
        thread1.start(); // 啟動執行緒1
        thread2.start(); // 啟動執行緒2
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {
    private int count = 5;

    @Override
    public void run() {
        while (count > 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                    + "，關注公眾號:一燈架構，" + count--);
        }
    }
}

輸出結果：

執行緒2，關注公眾號:一燈架構，4
執行緒1，關注公眾號:一燈架構，5
執行緒1，關注公眾號:一燈架構，2
執行緒1，關注公眾號:一燈架構，1
執行緒2，關注公眾號:一燈架構，3

需要把Runnable實例放到Thread類中，才能執行，Thread對象才是真正的執行緒對象。

使用實現Runnable介面創建執行緒方式，相比繼承Thread類創建執行緒，優點是：

1. 實現的方式沒有類的單繼承性的局限性
2. 實現的方式更適合來處理多個執行緒有共享數據的情況

2.3 實現Callable介面

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        MyCallable myCallable = new MyCallable();
        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(myCallable);
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();
        System.out.println(futureTask.get());
    }
}

class MyCallable implements Callable {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        return "關注公眾號:一燈架構";
    }
}

輸出結果：

關注公眾號:一燈架構

實現Callable介面的執行緒實例對象，配合FutureTask使用，可以接收返回值。

2.4 使用執行緒池創建

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args)  {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        executorService.execute(() -> System.out.println("關注公眾號:一燈架構"));
    }
}

輸出結果：

關注公眾號:一燈架構

使用執行緒池創建執行緒是工作開發中最常用的方式，優點是：

1. 執行緒池幫忙管理對象的創建與銷毀，減輕開發者工作量
2. 執行緒池幫忙管理任務的調用，資源的創建與分配
3. 復用執行緒和對象，提高使用效率

3. 執行緒的狀態

執行緒共有6種狀態，分別是NEW（初始化）、RUNNABLE（可運行）、WAITING（等待）、TIMED_WAITING（超時等待）、BLOCKED（阻塞）、TERMINATED（終止）。

• NEW（初始化）

  表示創建執行緒對象之後，還沒有調用start方法。

• RUNNABLE（可運行）

  表示調用start方法之後，等待CPU調度。為了便於理解，通常又把RUNNABLE分別RUNNING（運行中）和READY（就緒）。處在RUNNING（運行中）狀態的執行緒可以調用yield方法，讓出CPU時間片，然後跟其他處於READY（就緒）一起等待被調度。

• WAITING（等待）

  處於RUNNABLE狀態的執行緒調用wait方法之後，就處於等待狀態，需要其他執行緒顯示地喚醒。

• TIMED_WAITING（超時等待）

  處於RUNNABLE狀態的執行緒調用wait(long)方法之後，就處於等待狀態，需要其他執行緒顯示地喚醒。

• BLOCKED（阻塞）

  等待進入synchronized方法/程式碼塊，處於阻塞狀態。

• TERMINATED（終止）

  表示執行緒已經執行結束。

4. 執行緒常用方法

說一下執行緒有哪些常用的方法。

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