知识大全浅析Java多线程编程中的高级技术

Posted 2022-07-18 知

篇首语：只怕不勤，不怕不精；只怕无恒，不怕无成。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了知识大全浅析Java多线程编程中的高级技术相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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线程组

线程是被个别创建的但可以将它们归类到线程组中以便于调试和监视只能在创建线程的同时将它与一个线程组相关联在使用大量线程的程序中使用线程组组织线程可能很有帮助可以将它们看作是计算机上的目录和文件结构

线程间发信

当线程在继续执行前需要等待一个条件时仅有 synchronized 关键字是不够的虽然 synchronized 关键字阻止并发更新一个对象但它没有实现线程间发信 Object 类为此提供了三个函数 wait() notify() 和 notifyAll() 以全球气候预测程序为例这些程序通过将地球分为许多单元在每个循环中每个单元的计算都是隔离进行的直到这些值趋于稳定然后相邻单元之间就会交换一些数据所以从本质上讲在每个循环中各个线程都必须等待所有线程完成各自的任务以后才能进入下一个循环这个模型称为屏蔽同步下例说明了这个模型

屏蔽同步

public class BSync int totalThreads; int currentThreads;

public BSync(int x) totalThreads = x; currentThreads = ;

public synchronized void waitForAll() currentThreads++; if(currentThreads < totalThreads) try wait(); catch (Exception e) else currentThreads = ; notifyAll();

当对一个线程调用 wait() 时该线程就被有效阻塞只到另一个线程对同一个对象调用 notify() 或 notifyAll() 为止因此在前一个示例中不同的线程在完成它们的工作以后将调用 waitForAll() 函数最后一个线程将触发 notifyAll() 函数该函数将释放所有的线程第三个函数 notify() 只通知一个正在等待的线程当对每次只能由一个线程使用的资源进行访问限制时这个函数很有用但是不可能预知哪个线程会获得这个通知因为这取决于 Java 虚拟机 (JVM) 调度算法

将CPU让给另一个线程

当线程放弃某个稀有的资源（如数据库连接或网络端口）时它可能调用 yield() 函数临时降低自己的优先级以便某个其他线程能够运行

守护线程

有两类线程用户线程和守护线程用户线程是那些完成有用工作的线程守护线程是那些仅提供辅助功能的线程 Thread 类提供了 setDaemon() 函数 Java 程序将运行到所有用户线程终止然后它将破坏所有的守护线程在 Java 虚拟机 (JVM) 中即使在 main 结束以后如果另一个用户线程仍在运行则程序仍然可以继续运行

避免不提倡使用的方法

不提倡使用的方法是为支持向后兼容性而保留的那些方法它们在以后的版本中可能出现也可能不出现 Java 多线程支持在版本和版本中做了重大修订 stop() suspend() 和 resume() 函数已不提倡使用这些函数在 JVM 中可能引入微妙的错误虽然函数名可能听起来很诱人但请抵制诱惑不要使用它们

调试线程化的程序

在线程化的程序中可能发生的某些常见而讨厌的情况是死锁活锁内存损坏和资源耗尽

死锁

死锁可能是多线程程序最常见的问题当一个线程需要一个资源而另一个线程持有该资源的锁时就会发生死锁这种情况通常很难检测但是解决方案却相当好在所有的线程中按相同的次序获取所有资源锁例如如果有四个资源 ?A B C 和 D ? 并且一个线程可能要获取四个资源中任何一个资源的锁则请确保在获取对 B 的锁之前首先获取对 A 的锁依此类推如果线程希望获取对 B 和 C 的锁而线程获取了 A C 和 D 的锁则这一技术可能导致阻塞但它永远不会在这四个锁上造成死锁

活锁

当一个线程忙于接受新任务以致它永远没有机会完成任何任务时就会发生活锁这个线程最终将超出缓冲区并导致程序崩溃试想一个秘书需要录入一封信但她一直在忙于接电话所以这封信永远不会被录入内存损坏

如果明智地使用 synchronized 关键字则完全可以避免内存错误这种气死人的问题

资源耗尽

某些系统资源是有限的如文件描述符多线程程序可能耗尽资源因为每个线程都可能希望有一个这样的资源如果线程数相当大或者某个资源的侯选线程数远远超过了可用的资源数则最好使用资源池一个最好的示例是数据库连接池只要线程需要使用一个数据库连接它就从池中取出一个使用以后再将它返回池中资源池也称为资源库

调试大量的线程

有时一个程序因为有大量的线程在运行而极难调试在这种情况下下面的这个类可能会派上用场

public class Probe extends Thread public Probe() public void run() while(true) Thread[] x = new Thread[ ]; Thread enumerate(x); for(int i= ; i< ; i++) Thread t = x[i]; if(t == null) break; else System out println(t getName() + \\t + t getPriority()+ \\t + t isAlive() + \\t + t isDaemon());

限制线程优先级和调度

Java 线程模型涉及可以动态更改的线程优先级本质上线程的优先级是从到之间的一个数字数字越大表明任务越紧急 JVM 标准首先调用优先级较高的线程然后才调用优先级较低的线程但是该标准对具有相同优先级的线程的处理是随机的如何处理这些线程取决于基层的操作系统策略在某些情况下优先级相同的线程分时运行在另一些情况下线程将一直运行到结束请记住 Java 支持个优先级基层操作系统支持的优先级可能要少得多这样会造成一些混乱因此只能将优先级作为一种很粗略的工具使用最后的控制可以通过明智地使用 yield() 函数来完成通常情况下请不要依靠线程优先级来控制线程的状态

小结

本文说明了在 Java 程序中如何使用线程像是否应该使用线程这样的更重要的问题在很大程序上取决于手头的应用程序决定是否在应用程序中使用多线程的一种方法是估计可以并行运行的代码量并记住以下几点

使用多线程不会增加 CPU 的能力但是如果使用 JVM 的本地线程实现则不同的线程可以在不同的处理器上同时运行（在多 CPU 的机器中）从而使多 CPU 机器得到充分利用

如果应用程序是计算密集型的并受 CPU 功能的制约则只有多 CPU 机器能够从更多的线程中受益

当应用程序必须等待缓慢的资源（如网络连接或数据库连接）时或者当应用程序是非交互式的时多线程通常是有利的

cha138/Article/program/Java/gj/201311/27735

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