8.简述线程调度的方式及其用法。

时间: 2024-03-31 09:35:30 浏览: 159

线程及方法调用

线程，有时被称为轻量级进程(Lightweight Process，LWP），是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID，当前指令指针(PC），寄存器集合和堆栈组成。另外，线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点儿在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约，致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。每一个程序都至少有一个线程，若程序只有一个线程，那就是程序本身。线程是操作系统调度的基本单位，它是程序执行流程的最小单元，具有独立的程序执行路径。在Java中，线程的创建主要有两种方式：继承`java.lang.Thread`类和实现`java.lang.Runnable`接口。 **继承Thread类创建线程：** 当创建一个Thread的子类并重写`run()`方法时，`run()`方法内部的代码定义了线程的行为。在`main`方法中创建子类实例并调用`start()`方法启动线程。例如： ```java public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { while (true) { System.out.println("invoke MyThread run method"); } } public static void main(String[] args) { MyThread myThread = new MyThread(); myThread.start(); } } ``` **实现Runnable接口创建线程：** 另一种方式是创建一个实现`Runnable`接口的类，然后在`Thread`构造函数中传入这个实现类的实例。这也需要重写`run()`方法。示例如下： ```java public class MyRunnable implements Runnable { public void run() { while (true) { System.out.println("invoke MyRunnable run method"); } } public static void main(String[] args) { Thread thread = new Thread(new MyRunnable()); thread.start(); } } ``` 线程的状态控制主要包括以下几个阶段： 1. **新建状态**：创建`Thread`对象后，线程处于新生状态，尚未开始运行。 2. **就绪状态**：调用`start()`方法后，线程进入就绪队列，等待CPU分配资源执行。 3. **运行状态**：线程获得了CPU资源，开始执行`run()`方法。 4. **阻塞状态**：线程可能因为等待I/O、锁或其他资源而暂停执行。 5. **死亡状态**：线程完成`run()`方法或被强制停止（不推荐使用`stop()`和`destroy()`，这两个方法已过时）。在Java中，推荐使用`interrupt()`方法来请求线程中断，然后在线程的`run()`方法中检查`isInterrupted()`或`interrupted()`状态来决定是否退出循环。例如： ```java public class MyRunnable implements Runnable { private volatile boolean isStop; public void stop() { isStop = true; } public void run() { while (!isStop) { System.out.println("invoke MyRunnable run method"); } } public static void main(String[] args) { MyRunnable myRunnable = new MyRunnable(); Thread thread = new Thread(myRunnable); thread.start(); try { Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } myRunnable.stop(); } } ``` 在这个例子中，`isStop`标志用于控制线程的停止，当`stop()`方法被调用时，`isStop`变为`true`，`run()`方法的循环会因条件不满足而结束，从而终止线程。线程的并发执行能够提高程序的效率，但同时也引入了线程同步和竞态条件的问题。Java提供了多种同步机制，如`synchronized`关键字、`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法，以及`java.util.concurrent`包中的各种工具类，如`Lock`接口、`Semaphore`等，来解决这些问题，确保数据的一致性和线程安全。在实际开发中，理解和掌握线程的使用以及同步控制是至关重要的。

线程调度是操作系统对于多线程程序的重要管理方式之一，它决定了在多个线程之间如何分配CPU时间片，以及如何调度线程的执行顺序。常见的线程调度方式有两种：抢占式调度和协作式调度。抢占式调度是指操作系统会根据线程的优先级和时间片轮转的方式，强制暂停正在执行的线程，将CPU时间片分配给其他线程执行。这种方式下，线程的执行顺序是由操作系统来决定的，并且可以随时被打断，所以可以更好地保证多个线程的公平性和响应性。协作式调度是指线程在执行过程中，需要自己主动放弃CPU的使用权，让其他线程执行。这种方式下，线程的执行顺序是由线程自己来控制的，需要线程之间进行协调和配合，否则就会出现死锁、饥饿等问题。但是，由于线程切换的开销比较小，所以协作式调度在一些特定场景下依然有一定的优势。在实际开发中，我们可以根据具体的应用场景和需求，选择不同的线程调度方式。比如，在需要保证高并发性能和响应速度的情况下，抢占式调度可能更加适合；而在需要避免线程之间的竞争和冲突的情况下，协作式调度可能更加适合。

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