Java编程那些事儿93——多线程基本
副标题#e#
第十二章 多线程
当计较机处于DOS时代时，措施险些是没有界面的，并且由于计较机运行速度等原因，谁人时代的计较机只能启动一个措施，只有当该措施退出今后才可以执行其它的措施。可是跟着计较机机能的提高，以及软件的富厚，假如计较机还只能同时执行一个措施的话，那么计较机恐怕是许多人都不能接管的。
这种在任何一个时间点，可以有多个措施同时执行，可能有多个措施逻辑同时执行的本领，成为并发执行。
此刻计较机早已进入到并发执行的时代，对付措施编程来说，举办并发执行的措施编写也就被称作并发编程，在Java语言中，同一个措施内部的并发处理惩罚由线程这个观念来实现。
12.1 多线程简介
从小时候开始，老师就教诲各人——“一心不行二用”，这是指做一件工作的时候必然要专注，不可以或许分心。可是在措施编程的规模却早已经需要做到“一心二用”甚至“一心多用”了。下面来看一下线程的观念吧！
12.1.1 历程和线程
在先容线程的观念以前，首先先容一下历程的观念。
历程(Process)指操纵系统中一个独立运行的措施。譬喻在计较机中，同时运行着QQ、Word、MSN等，那么QQ措施是一个历程，MSN措施也是一个历程。在Windows操纵系统中的任务打点器中，就可以清晰的看到当前操纵系统中正在运行的历程信息。
历程，也称任务，所以支持多个历程同时执行的操纵系统就被称作多历程操纵系统或多任务操纵系统，此刻主流的操纵系统都属于这种范例。在操纵系统中，每个历程拥有独立的内存空间等系统资源，历程和历程之间的系统资源不互用，所以历程之间的通信较量贫苦。通过在操纵系统上同时运行多个历程，可以充实发挥计较机的硬件本领，更利便用户利用，也使得各类百般的措施大量呈现。
对付只有一个CPU的计较机来说，是如何实现同时执行多个历程的呢？其实CPU回收的道理就是分时执行，每个历程处于操纵系统的历程行列中。然后每个历程依次得到一个时间片进入CPU举办执行，在该时间片执行完成今后，该历程生存自身状态，退出CPU，然后其它的历程进入CPU继承执行。由于时间片的时间很短，譬喻Windows操纵系统的时间片是20ms，所以在计较机用户看来措施就是同时执行的，而实际的执行方法是穿插依次执行的。而对付多CPU的计较机来说，只是列队的行列增加了几个罢了，每个行列的实现方法和上面的先容雷同。
可是历程的观念相比拟力大，并且需要成为一个独立的措施，这样对付编程来说较量贫苦，所以在措施开拓中设计了别的一个观念——线程。
线程(Thread)指同一个措施(历程)内部每个单独执行的流程。在前面的措施中每个措施内部都只包括一个系统流程，该流程从main要领开始，跟着要领的挪用进入到每个要领的内部，在要领挪用完成今后返回到挪用的位置，直到main要领竣事今后则该流程竣事，这个流程就是前面措施中的系统线程。Java语言对付线程的观念提供了精采的支持，在编程中实际利用线程也显得比其它语言要简朴一些。
而在实际实现时，Java语言支持在一个措施内部同时执行多个流程，个中每个单独的流程就是一个线程。譬喻在QQ措施中，系统的线程认真响应用户的按键操纵，在靠山可以启动网络通讯的线程执行数据的发送和吸收，这样两个流程之间同时执行，并协调举办事情。而在处事器端措施中，每个和处事器举办通讯的客户端，在处事器端城市启动一个对应的线程举办通讯，这样每个客户端才显得同时和处事器端举办通讯。
在许多处所，线程被看作是一种“轻量级历程”，因为利用线程和历程的改变较量雷同，并且利用线程时对付系统资源，如内存、CPU等，的占用要比历程小许多，也就是有更小的系统开销。别的，同一个措施中的线程之间变量是共享的，线程之间的数据互换要比历程之间的数据互换简朴一些。
总之，无论是历程的观念照旧线程的观念，都使编程从串行编程(依次执行)进入到并行编程(同时执行)的规模，而在CPU内部实现的道理都是凭据时间片举办切换。
12.1.2 多线程优势
线程的观念增加了编程的难度，也增加了措施的巨大度，可是该观念照旧在措施内部大量举办利用，这主要因为多线程措施的优势。
多线程措施主要的优势有两个：
1、 提高界面措施响应速度
通过利用线程，可以将需要大量时间完成的流程在靠山完成，譬喻此刻常见的网络措施，在举办网络通讯时都需要利用单独的流程举办，也就是启动一个单独的线程举办，这样不会阻塞系统线程的执行，也就是不会阻塞对付界面的操纵。别的，假如需要大量操纵数据或举办数据调动的措施，也需要在靠山启动单独的线程来提高前台界面的响应速度。
#p#分页标题#e#
通过将措施逻辑独立成一个单独的线程，使得节制界面的系统线程和逻辑线程同时执行，制止了逻辑操纵需要大量的时间阻塞系统的线程执行，从而大幅度提高界面措施的响应速度。
#p#副标题#e#
2、 充实操作系统资源
通过在一个措施内部同时执行多个流程，可以充实操作CPU等系统资源，从而最大限度的发挥硬件的吸能。就像一小我私家同时包袱多份事情一样，这样可以使这小我私家的时间得到较量充实的利用。
虽然，多线程措施也有一些不敷，譬喻当措施中的线程数量较量多时，系统将耗费大量的时间举办线程的切换，这反而会低落措施的执行效率。
可是，相对付优势来说，劣势照旧很有限的，所以在此刻的项目开拓中，多线程编程技能得到了遍及的利用。
12.1.3 线程生命周期
线程作为一个全新的观念，主要由系统举办打点，可是熟悉线程观念的各个阶段，是节制线程措施执行的基本，和今后进修的其它Java技能雷同，线程在措施中从呈现到消亡的各个阶段，在措施中统称为线程的生命周期。
在Java语言中线程的观念由java.lang.Thread类实现，在该类中封装线程的观念，而且将线程节制的相关要领包括在该类的内部。后续先容中假如没有出格说明，则提到的要领均是Thread类内部的要领。
线程的生命周期中包括如下阶段：
1、 新建状态(New)
该状态指线程已经初始化完成，可是还没有启动。详细点说，也就是线程工具已经建设，筹备事情已经完成。
2、 运行状态(Run)
运行状态是指线程的正常执行状态，处于该状态的线程在CPU内部执行措施，也就是线程正常运行时的状态。
3、 阻塞状态(Block)
阻塞状态指线程处于执行状态，可是由于没有得到CPU的执行时间，而处于CPU外部期待线程执行的状态。
4、 灭亡状态(Dead)
灭亡状态指线程执行竣事，释放线程占用的系统资源，竣事线程执行的状态。
在实际利用线程时，首先需要建设一个线程工具，在线程工具建设完成今后，该线程就处于新建状态了，在新建状态下的线程，已经初始化完成，可是还没有启动，也就是不会得到CPU的执行时间。在新建状态下，一般可以通过挪用线程工具中的start要领，使线程进入到运行状态，start要领不阻塞措施的执行，在挪用完成今后立即就返回了。一旦线程进入运行状态，则开始列队进入CPU执行，按照系统的调治，线程就在运行状态和阻塞状态之间举办切换，这就是线程的执行状态。当线程执行完成或需要竣事该流程时，则需要将线程切换到灭亡状态，释放线程占用的资源，竣事线程的执行。
别的在线程执行的进程中也可以按照需要挪用Thread类中对应的要领改变线程的状态。譬喻利用线程工具的interrupt间断线程的执行，使线程进入到灭亡状态；利用yield要领使当前正在执行的线程从运行状态切换到阻塞状态。
而详细线程编程的实现方法、线程的节制以及线程编程时需要留意的问题，则将在下面举办具体的先容。
