码迷,mamicode.com
首页 > 编程语言 > 详细

Java多线程开发系列之一:走进多线程

时间:2015-02-07 01:40:57      阅读:261      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:

对编程语言的基础知识:分支、选择、循环、面向对象等基本概念后,我们需要对java高级编程有一定的学习,这里不可避免的要接触到多线程开发。

由于多线程开发整体的系统比较大,我会写一个系列的文章总结介绍 多线程开发的概念、使用、线程状态、同步、线程池。希望与大家共勉。

 

在第一部分,也就是本节我们先介绍下 什么是多线程程序、线程和进程又是什么,以及为什么要搞多线程。


(一)什么是多线程程序

多线程听上去是非常专业的概念,其实非常简单,我们在日常生活中,经常的接触到多线程。

比如

(1)在工厂,工人努力工作,分工明确。一些工人准备生产资料(混凝土、钢筋、砖头),另外一些工人挖掘地基,还有些工人负责平常无聊的看管,后勤的保障(有点像守护进程,这个后面会专门讲到)。他们总体来说就是把一件事分成若干的工作,然后派不同的人去做,最后使工作得到完善的解决。(一个工人算一条线程)

(2)一个学生完成晚上写的作业,有语、数、外的作业。这名学生写了一半的语文作业后,有一道题不会做,先去完成数学作业,接着再完成英语作业,最后等到家长回来完成语文作业。(一门作业算一条线程)

主要是有这两种情况的多线程,

一种是上边有多个工人(多处理器),各个工人间的工作影响不大,不会因为其中一个工人的努力工作,而导致另外一个工作停歇。

另外一种就是下边的写作业形式(单处理器,只有一个人在做作业),虽然我们有多个作业需要在今天晚上完成(执行),但是某一个时刻我们只能做一件事,当遇到某种情况(例如不会做、或者心情不好)我们随意的切换到其他的科目,然后开始其他的工作,因为某些原因(如有人可以出现辅导),那么我们又可以切换回来,继续做一开始未完成的事情,直到所有的事情都解决完为止。这里要区分一下:写作业的例子看着有点像单线程模式的例子,实则不然,单线程只能按照某种既定的顺序,顺序完成事情,比如语文->外语->数学。遇到困难时(不会做),并不能因为某种原因,而随意的切换,只能苦苦等待。而多线程则可根据环境动态的转换,如他们之间的顺序如语文->外语->数学->语文->外语->外语->数学 这样。

这种一次做多件事的情况就是多线程(包含短时间内快速的切换,形成一次做多件事的感觉),下面介绍进程和线程,从计算机的角度来谈谈编程中多线程的概念。


(二)线程和进程又是什么

进程: 对于一个OS,如果有一个程序在内存中开始运行,我们就可以说这个运行的程序就是一个进程。这个进程拥有自己独立的功能,并且是OS调度和分配资源的一个独立单位。

 对于进程有三个特点

(1)独立性:进程是系统中独立存在的一个实体,拥有自己的资源的,没有自身的允许的话,其他用户进程是不能访问他内部的。

(2)动态性:进程是有生命周期的,他是在OS中活动的一个指令集合。而程序只是一个静态的指令集合。

(3)并发性:在只有一个处理器时,多个进程间也可以并发执行,互相并不影响。(进程间相互轮换执行,如同同时进行一般)

线程:线程是进程执行单元,也可以说是一个轻量级的进程。就像OS中进程是独立的一样,进程中的各个线程也是独立的。每个线程都有自己独立的堆栈及其他资源。互相并不受影响。而进程(这些线程的拥有者)的所有系统资源,被它包含的所有线程所共有分享。

      线程也是独立的,他并不知道当前进程中其他线程的存在,而当前线程是否被执行,则与进程类似,是抢占式的。当前进程抢到了OS的执行权,而进程中的某一条线程又抢到了,当前可执行的权利(其他线程和进程被挂起)。

多线程就是一个进程中,可以有多个并发执行的独立的任务,每一个任务可以说就是一个线程。

他们的关系:

一个OS下边可以有若干的进程(但是至少要有一个进程)。

每一个进程下边又有若干的线程(至少要有一条线程)。


(三)为什么要搞多线程呢?

最最最核心的原因就是:提高工作效率,不要出现闲时等待,各个线程抢占式的工作。试想下,如果我们遇到什么问题,是应该一直苦苦等待(是什么都不做的等待)下去性能高呢,还是快速的切换到其他工作上去,我想在大部分的情况下都是快速抢占吧。(有时可能会出现,你刚刚切换,原来苦苦等待的事情刚刚结束。。。。这种碰巧的情况),举个实际点的例子,当我们查询某一个数据时,这个数据可能非常大,我们需要等待好久才能在页面上加载下来,此时倘若单线程苦苦等待时,我们的程序就是被挂死了(试想下没有响应的场景),直到过去了很久,页面才被激活,变成可用的状态。这期间我们什么事情也干不了(对该程序),这时的场景效率很低下,而且非常不友好。

  倘若有很好的多线程支持的话,那么在加载数据、绘制图片时,我们还可以随意的切换程序,并不影响其他的操作,从而提高性能。于此同时,由于多线程共享父进程的其他所有资源,所以线程间可以很好的交流数据(数据共享和通信),并且新开辟的线程(新开辟的任务),OS并不会为该进程分配大量的资源(相对于为新开辟任务而创建新进程而言)。

总结一下有如下几个优点

1、线程间可以很好的共享内存资源,进程间是完全独立内存的,所以不方便。(前文中提到线程间是相互独立的,除非一进程允许,否则其他的进程是不允许直接访问它地址的)

2、系统创建新线程的开销,新创建进程的开销要小的多,因此可大大降低多并发的代价。

3、在编码时,我们可以通过类库和代码很好的管理各个线程,而不是直接通过操作系统来指挥当前执行的进程。从而大大的方便了我们可以处理并发任务的执行。

 

Java多线程开发系列之一:走进多线程

标签:

原文地址:http://www.cnblogs.com/jilodream/p/4278211.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!