6.1 線程簡介
隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，個(gè)人計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)也紛紛采用多任務(wù)和分時(shí)設(shè)計(jì)，將早期只有大型計(jì)算機(jī)才具有的系統(tǒng)特性帶到了個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。一般可以在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行多個(gè)程序的操作系統(tǒng)都有進(jìn)程的概念。一個(gè)進(jìn)程就是一個(gè)執(zhí)行中的程序，而每一個(gè)進(jìn)程都有自己獨(dú)立的一塊內(nèi)存空間、一組系統(tǒng)資源。在進(jìn)程概念中，每一個(gè)進(jìn)程的內(nèi)部數(shù)據(jù)和狀態(tài)都是完全獨(dú)立的。Java程序通過流控制來執(zhí)行程序流，程序中單個(gè)順序的流控制稱為線程，多線程則指的是在單個(gè)程序中可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的線程，執(zhí)行不同的任務(wù)。多線程意味著一個(gè)程序的多行語句可以看上去幾乎在同一時(shí)間內(nèi)同時(shí)運(yùn)行。
線程與進(jìn)程相似，是一段完成某個(gè)特定功能的代碼，是程序中單個(gè)順序的流控制；但與進(jìn)程不同的是，同類的多個(gè)線程是共享一塊內(nèi)存空間和一組系統(tǒng)資源，而線程本身的數(shù)據(jù)通常只有微處理器的寄存器數(shù)據(jù)，以及一個(gè)供程序執(zhí)行時(shí)使用的堆棧。所以系統(tǒng)在產(chǎn)生一個(gè)線程，或者在各個(gè)線程之間切換時(shí)，負(fù)擔(dān)要比進(jìn)程小的多，正因如此，線程被稱為輕負(fù)荷進(jìn)程（light-weight process）。一個(gè)進(jìn)程中可以包含多個(gè)線程。
一個(gè)線程是一個(gè)程序內(nèi)部的順序控制流。 來源：www.examda.com
1. 進(jìn)程：每個(gè)進(jìn)程都有獨(dú)立的代碼和數(shù)據(jù)空間（進(jìn)程上下文） ，進(jìn)程切換的開銷大。
2. 線程：輕量的進(jìn)程，同一類線程共享代碼和數(shù)據(jù)空間，每個(gè)線程有獨(dú)立的運(yùn)行棧和程序計(jì)數(shù)器（PC），線程切換的開銷小。
3. 多進(jìn)程：在操作系統(tǒng)中，能同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)程序。
4. 多線程：在同一應(yīng)用程序中，有多個(gè)順序流同時(shí)執(zhí)行。
6.1.1 線程的概念模型
Java內(nèi)在支持多線程，它的所有類都是在多線程下定義的，Java利用多線程使整個(gè)系統(tǒng)成為異步系統(tǒng)。Java中的線程由三部分組成，如圖6.1所示。
1. 虛擬的CPU，封裝在java.lang.Thread類中。
2. CPU所執(zhí)行的代碼，傳遞給Thread類。
3. CPU所處理的數(shù)據(jù)，傳遞給Thread類。
6. 1. 2 線程體(1)
Java的線程是通過java.lang.Thread類來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)我們生成一個(gè)Thread類的對(duì)象之后,一個(gè)新的線程就產(chǎn)生了。
此線程實(shí)例表示Java解釋器中的真正的線程，通過它可以啟動(dòng)線程、終止線程、線程掛起等，每個(gè)線程都是通過類Thread在Java的軟件包Java.lang中定義，它的構(gòu)造方法為：
public Thread （ThreadGroup group，Runnable target，String name） ；
其中，group 指明該線程所屬的線程組；target實(shí)際執(zhí)行線程體的目標(biāo)對(duì)象，它必須實(shí)現(xiàn)接口Runnable； name為線程名。Java中的每個(gè)線程都有自己的名稱，Java提供了不同Thread類構(gòu)造器，允許給線程指定名稱。如果name為null時(shí)，則Java自動(dòng)提供的名稱。
當(dāng)上述構(gòu)造方法的某個(gè)參數(shù)為null時(shí)，我們可得到下面的幾個(gè)構(gòu)造方法：
public Thread （）；
public Thread （Runnable target）；
public Thread （Runnable target，String name）；
public Thread （String name）；
public Thread （ThreadGroup group，Runnable target）；
public Thread （ThreadGroup group，String name）；
一個(gè)類聲明實(shí)現(xiàn)Runnable接口就可以充當(dāng)線程體，在接口Runnable中只定義了一個(gè)方法 run（）：
public void run（）；
任何實(shí)現(xiàn)接口Runnable的對(duì)象都可以作為一個(gè)線程的目標(biāo)對(duì)象，類Thread本身也實(shí)現(xiàn)了接口Runnable，因此我們可以通過兩種方法實(shí)現(xiàn)線程體。
（一）定義一個(gè)線程類，它繼承線程類Thread并重寫其中的方法 run（），這時(shí)在初始化這個(gè)類的實(shí)例時(shí)，目標(biāo)target可為null，表示由這個(gè)實(shí)例對(duì)來執(zhí)行線程體。由于Java只支持單重繼承，用這種方法定義的類不能再繼承其它父類。
（二）提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)接口Runnable的類作為一個(gè)線程的目標(biāo)對(duì)象，在初始化一個(gè)Thread類或者Thread子類的線程對(duì)象時(shí)，把目標(biāo)對(duì)象傳遞給這個(gè)線程實(shí)例，由該目標(biāo)對(duì)象提供線程體 run（）。這時(shí)，實(shí)現(xiàn)接口Runnable的類仍然可以繼承其它父類。
每個(gè)線程都是通過某個(gè)特定Thread對(duì)象的方法run( )來完成其操作的，方法run( )稱為線程體。圖6.2表示了java線程的不同狀態(tài)以及狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換所調(diào)用的方法。
1. 創(chuàng)建狀態(tài)(new Thread)
執(zhí)行下列語句時(shí)，線程就處于創(chuàng)建狀態(tài)：
Thread myThread = new MyThreadClass( );
當(dāng)一個(gè)線程處于創(chuàng)建狀態(tài)時(shí)，它僅僅是一個(gè)空的線程對(duì)象，系統(tǒng)不為它分配資源。
2. 可運(yùn)行狀態(tài)( Runnable )
Thread myThread = new MyThreadClass( );
myThread.start( );
當(dāng)一個(gè)線程處于可運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)為這個(gè)線程分配了它需的系統(tǒng)資源，安排其運(yùn)行并調(diào)用線程運(yùn)行方法，這樣就使得該線程處于可運(yùn)行( Runnable )狀態(tài)。需要注意的是這一狀態(tài)并不是運(yùn)行中狀態(tài)（Running )，因?yàn)榫€程也許實(shí)際上并未真正運(yùn)行。由于很多計(jì)算機(jī)都是單處理器的，所以要在同一時(shí)刻運(yùn)行所有的處于可運(yùn)行狀態(tài)的線程是不可能的，Java的運(yùn)行系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)調(diào)度來保證這些線程共享處理器。
隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，個(gè)人計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)也紛紛采用多任務(wù)和分時(shí)設(shè)計(jì)，將早期只有大型計(jì)算機(jī)才具有的系統(tǒng)特性帶到了個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。一般可以在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行多個(gè)程序的操作系統(tǒng)都有進(jìn)程的概念。一個(gè)進(jìn)程就是一個(gè)執(zhí)行中的程序，而每一個(gè)進(jìn)程都有自己獨(dú)立的一塊內(nèi)存空間、一組系統(tǒng)資源。在進(jìn)程概念中，每一個(gè)進(jìn)程的內(nèi)部數(shù)據(jù)和狀態(tài)都是完全獨(dú)立的。Java程序通過流控制來執(zhí)行程序流，程序中單個(gè)順序的流控制稱為線程，多線程則指的是在單個(gè)程序中可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的線程，執(zhí)行不同的任務(wù)。多線程意味著一個(gè)程序的多行語句可以看上去幾乎在同一時(shí)間內(nèi)同時(shí)運(yùn)行。
線程與進(jìn)程相似，是一段完成某個(gè)特定功能的代碼，是程序中單個(gè)順序的流控制；但與進(jìn)程不同的是，同類的多個(gè)線程是共享一塊內(nèi)存空間和一組系統(tǒng)資源，而線程本身的數(shù)據(jù)通常只有微處理器的寄存器數(shù)據(jù)，以及一個(gè)供程序執(zhí)行時(shí)使用的堆棧。所以系統(tǒng)在產(chǎn)生一個(gè)線程，或者在各個(gè)線程之間切換時(shí)，負(fù)擔(dān)要比進(jìn)程小的多，正因如此，線程被稱為輕負(fù)荷進(jìn)程（light-weight process）。一個(gè)進(jìn)程中可以包含多個(gè)線程。
一個(gè)線程是一個(gè)程序內(nèi)部的順序控制流。 來源：www.examda.com
1. 進(jìn)程：每個(gè)進(jìn)程都有獨(dú)立的代碼和數(shù)據(jù)空間（進(jìn)程上下文） ，進(jìn)程切換的開銷大。
2. 線程：輕量的進(jìn)程，同一類線程共享代碼和數(shù)據(jù)空間，每個(gè)線程有獨(dú)立的運(yùn)行棧和程序計(jì)數(shù)器（PC），線程切換的開銷小。
3. 多進(jìn)程：在操作系統(tǒng)中，能同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)程序。
4. 多線程：在同一應(yīng)用程序中，有多個(gè)順序流同時(shí)執(zhí)行。
6.1.1 線程的概念模型
Java內(nèi)在支持多線程，它的所有類都是在多線程下定義的，Java利用多線程使整個(gè)系統(tǒng)成為異步系統(tǒng)。Java中的線程由三部分組成，如圖6.1所示。
1. 虛擬的CPU，封裝在java.lang.Thread類中。
2. CPU所執(zhí)行的代碼，傳遞給Thread類。
3. CPU所處理的數(shù)據(jù)，傳遞給Thread類。
6. 1. 2 線程體(1)
Java的線程是通過java.lang.Thread類來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)我們生成一個(gè)Thread類的對(duì)象之后,一個(gè)新的線程就產(chǎn)生了。
此線程實(shí)例表示Java解釋器中的真正的線程，通過它可以啟動(dòng)線程、終止線程、線程掛起等，每個(gè)線程都是通過類Thread在Java的軟件包Java.lang中定義，它的構(gòu)造方法為：
public Thread （ThreadGroup group，Runnable target，String name） ；
其中，group 指明該線程所屬的線程組；target實(shí)際執(zhí)行線程體的目標(biāo)對(duì)象，它必須實(shí)現(xiàn)接口Runnable； name為線程名。Java中的每個(gè)線程都有自己的名稱，Java提供了不同Thread類構(gòu)造器，允許給線程指定名稱。如果name為null時(shí)，則Java自動(dòng)提供的名稱。
當(dāng)上述構(gòu)造方法的某個(gè)參數(shù)為null時(shí)，我們可得到下面的幾個(gè)構(gòu)造方法：
public Thread （）；
public Thread （Runnable target）；
public Thread （Runnable target，String name）；
public Thread （String name）；
public Thread （ThreadGroup group，Runnable target）；
public Thread （ThreadGroup group，String name）；
一個(gè)類聲明實(shí)現(xiàn)Runnable接口就可以充當(dāng)線程體，在接口Runnable中只定義了一個(gè)方法 run（）：
public void run（）；
任何實(shí)現(xiàn)接口Runnable的對(duì)象都可以作為一個(gè)線程的目標(biāo)對(duì)象，類Thread本身也實(shí)現(xiàn)了接口Runnable，因此我們可以通過兩種方法實(shí)現(xiàn)線程體。
（一）定義一個(gè)線程類，它繼承線程類Thread并重寫其中的方法 run（），這時(shí)在初始化這個(gè)類的實(shí)例時(shí)，目標(biāo)target可為null，表示由這個(gè)實(shí)例對(duì)來執(zhí)行線程體。由于Java只支持單重繼承，用這種方法定義的類不能再繼承其它父類。
（二）提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)接口Runnable的類作為一個(gè)線程的目標(biāo)對(duì)象，在初始化一個(gè)Thread類或者Thread子類的線程對(duì)象時(shí)，把目標(biāo)對(duì)象傳遞給這個(gè)線程實(shí)例，由該目標(biāo)對(duì)象提供線程體 run（）。這時(shí)，實(shí)現(xiàn)接口Runnable的類仍然可以繼承其它父類。
每個(gè)線程都是通過某個(gè)特定Thread對(duì)象的方法run( )來完成其操作的，方法run( )稱為線程體。圖6.2表示了java線程的不同狀態(tài)以及狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換所調(diào)用的方法。
1. 創(chuàng)建狀態(tài)(new Thread)
執(zhí)行下列語句時(shí)，線程就處于創(chuàng)建狀態(tài)：
Thread myThread = new MyThreadClass( );
當(dāng)一個(gè)線程處于創(chuàng)建狀態(tài)時(shí)，它僅僅是一個(gè)空的線程對(duì)象，系統(tǒng)不為它分配資源。
2. 可運(yùn)行狀態(tài)( Runnable )
Thread myThread = new MyThreadClass( );
myThread.start( );
當(dāng)一個(gè)線程處于可運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)為這個(gè)線程分配了它需的系統(tǒng)資源，安排其運(yùn)行并調(diào)用線程運(yùn)行方法，這樣就使得該線程處于可運(yùn)行( Runnable )狀態(tài)。需要注意的是這一狀態(tài)并不是運(yùn)行中狀態(tài)（Running )，因?yàn)榫€程也許實(shí)際上并未真正運(yùn)行。由于很多計(jì)算機(jī)都是單處理器的，所以要在同一時(shí)刻運(yùn)行所有的處于可運(yùn)行狀態(tài)的線程是不可能的，Java的運(yùn)行系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)調(diào)度來保證這些線程共享處理器。