《线程的生命周期》课件

线程的生命周期本课程将深入探讨线程生命周期的各个阶段，并结合代码示例进行详细讲解。课程大纲什么是线程线程的概念和基本原理线程的生命周期线程状态转换，包括新建、就绪、运行、阻塞和死亡状态线程的创建与终止使用Thread类、Runnable接口以及相关方法进行线程创建和终止线程同步与安全解决多线程环境下的数据竞争和死锁问题什么是线程线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被称为轻量级进程。一个进程可以包含多个线程，它们共享相同的内存空间和资源。每个线程都有自己独立的执行路径和堆栈，可以并发执行不同的任务。线程的特点轻量级线程是进程的一部分，共享进程资源，创建和销毁比进程更轻便，效率更高。并发执行多个线程可以同时运行，提高程序效率，实现并发编程。独立执行每个线程都有自己的执行路径和状态，互不影响。线程状态转换1新建状态线程刚创建尚未启动2就绪状态线程已准备好运行3运行状态线程正在执行任务4阻塞状态线程被暂停等待资源5死亡状态线程已终止新建状态线程创建线程被创建时处于新建状态，但尚未启动运行。未启动线程尚未开始执行任何任务，仅分配了内存空间。就绪状态等待执行线程已准备好运行，但尚未分配CPU资源。可运行状态线程处于就绪队列中，等待操作系统调度。条件满足当线程获得CPU资源，即可从就绪状态进入运行状态。运行状态活动线程线程处于运行状态，正在执行其任务代码。CPU时间片线程获得CPU时间片，在CPU上运行，执行任务。阻塞状态等待资源线程需要获取某个资源才能继续执行，例如锁、文件或网络连接。等待事件线程等待某个事件发生，例如等待用户输入或另一个线程完成任务。死亡状态线程结束线程执行完run()方法或遇到不可恢复的错误，就会进入死亡状态。无法再恢复运行。资源释放线程死亡后，系统会释放该线程所占用的资源。线程的创建Thread类直接使用Thread类创建线程，并重写run()方法。Runnable接口实现Runnable接口并重写run()方法，再创建Thread对象，传入实现类实例。start()方法调用start()方法启动线程，执行run()方法。Thread类1Thread类概述Java中的Thread类是线程的基类，它提供了许多方法来管理线程的生命周期和行为。2线程的创建可以通过Thread类的构造方法创建一个新的线程对象。3线程的启动使用start()方法启动线程，该方法会调用线程的run()方法。4线程的执行线程的执行过程由run()方法控制，其中包含线程的实际代码。实现Runnable接口创建线程类创建一个类，实现Runnable接口，并实现run()方法，该方法包含线程要执行的代码。创建Thread对象创建Thread对象，将实现Runnable接口的类实例作为参数传入Thread构造函数。启动线程调用Thread对象的start()方法启动线程，该方法会调用run()方法。start()方法1启动线程开始执行线程的run()方法2创建新的线程如果线程尚未运行，则创建新的线程3加入线程池将新线程加入到线程池中run()方法1执行代码run()方法是线程真正执行的代码块。当线程启动后，run()方法会开始执行。2方法体开发者可以在run()方法中定义线程需要执行的任务，例如：处理数据、访问资源等。3线程结束当run()方法执行完毕后，线程就会结束。线程的终止1interrupt()发送中断信号2InterruptedException抛出异常3run()结束自然结束interrupt()方法interrupt()方法用于中断线程，但不直接停止线程运行。线程需要在运行中检查中断标志，并做出相应的处理。抛出InterruptedException异常中断线程当线程处于阻塞状态时，可以通过调用interrupt()方法来中断线程。异常处理线程会抛出InterruptedException异常，以便捕获并处理中断事件。线程休眠1sleep()方法暂停当前线程的执行，让出CPU2时间参数指定休眠时间，单位为毫秒3恢复执行休眠时间结束后，自动恢复执行sleep()方法线程休眠使用sleep()方法可以让线程进入休眠状态，暂停执行一段时间。语法Thread.sleep(毫秒数);suspend()和resume()suspend()暂停线程的执行，但不会释放锁。resume()恢复线程的执行，但可能导致死锁。线程优先级1优先级等级线程优先级表示线程的执行顺序。2设置优先级可以使用`setPriority()`方法设置线程优先级。3优先级影响高优先级的线程更有可能先执行，但不能保证。setPriority()方法设置线程优先级，数字越大优先级越高可以通过Thread类的setPriority()方法来设置线程的优先级线程优先级仅表示相对执行顺序，不保证高优先级线程一定先执行线程同步数据一致性多个线程访问共享资源时，需要确保数据的完整性和一致性。竞争条件多个线程同时访问和修改共享资源，可能会导致数据不一致。同步机制使用锁、信号量等机制，确保同一时间只有一个线程访问共享资源。synchronized关键字互斥锁synchronized关键字用于实现线程同步，它会创建一个互斥锁，保证同一时间只有一个线程可以访问被保护的代码块。原子性synchronized关键字可以保证代码块的原子性，即代码块中的操作要么全部执行，要么全部不执行。可见性synchronized关键字可以保证线程之间的可见性，即一个线程对共享变量的修改对其他线程可见。线程池重复利用线程提高效率管理线程Executor框架线程池管理管理线程池，避免频繁创建和销毁线程，提高效率。任务调度提供多种任务调度机制，例如定时任务、周期性任务等。灵活控制可以灵活控制线程数量、任务执行顺序、异常处理等。线程安全资源竞争多个线程同时访问共享资源时可能出现竞争，导致数据不一致。同步机制使用同步机制，如锁，确保一次只有一个线程访问共享资源。线程安全数据结构使用线程安全的数据结构，例如`ConcurrentHashMap`，避免资源竞争。死锁互相等待多个线程相互等待对方释放资源，导致所有线程都无法继续执行。资源竞争多个线程争抢有限的资源，导致某些线程无法获得所需资源。不合理顺序线程获取资源的顺序不当，