线程的实现方式,四线程和八线程的区别介绍

　　摘要：线程是程序执行流的最小单元。四线程和八线程是线程的两种表现形式，下面来看看它们之间的区别以及线程的实现方式。

　　线程介绍

　　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。就绪状态是指线程具备运行的所有条件，逻辑上可以运行，在等待处理机；运行状态是指线程占有处理机正在运行；阻塞状态是指线程在等待一个事件（如某个信号量），逻辑上不可执行。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。

　　线程适用范围

　　1.服务器中的文件管理或通信控制

　　2.前后台处理

　　3.异步处理

　　线程特点

　　在多线程OS中，通常是在一个进程中包括多个线程，每个线程都是作为利用CPU的基本单位，是花费最小开销的实体。线程具有以下属性。

　　1）轻型实体

　　线程中的实体基本上不拥有系统资源，只是有一点必不可少的、能保证独立运行的资源。

　　线程的实体包括程序、数据和TCB。线程是动态概念，它的动态特性由线程控制块TCB（Thread Control Block）描述。TCB包括以下信息：

　　1）线程状态。

　　（2）当线程不运行时，被保存的现场资源。

　　（3）一组执行堆栈。

　　（4）存放每个线程的局部变量主存区。

　　（5）访问同一个进程中的主存和其它资源。

　　用于指示被执行指令序列的程序计数器、保留局部变量、少数状态参数和返回地址等的一组寄存器和堆栈。

　　2）独立调度和分派的基本单位。

　　在多线程OS中，线程是能独立运行的基本单位，因而也是独立调度和分派的基本单位。由于线程很“轻”，故线程的切换非常迅速且开销小（在同一进程中的）。

　　3）可并发执行。

　　在一个进程中的多个线程之间，可以并发执行，甚至允许在一个进程中所有线程都能并发执行；同样，不同进程中的线程也能并发执行，充分利用和发挥了处理机与外围设备并行工作的能力。

　　4）共享进程资源。

　　在同一进程中的各个线程，都可以共享该进程所拥有的资源，这首先表现在：所有线程都具有相同的地址空间（进程的地址空间），这意味着，线程可以访问该地址空间的每一个虚地址；此外，还可以访问进程所拥有的已打开文件、定时器、信号量机构等。由于同一个进程内的线程共享内存和文件，所以线程之间互相通信不必调用内核。

　　线程的实现方式

　　Java中有两种实现多线程的方式。一是直接继承Thread类，二是实现Runnable接口。那么这两种实现多线程的方式在应用上有什么区别呢？

　　第一种方式：使用Runnable接口创建线程

　　1.可以将CPU，代码和数据分开，形成清晰的模型

　　2.线程体run（）方法所在的类可以从其它类中继承一些有用的属性和方法

　　3.有利于保持程序的设计风格一致

　　第二种方式：直接继承Thread类创建对象

　　1.Thread子类无法再从其它类继承（java语言单继承）。

　　2.编写简单，run（）方法的当前对象就是线程对象，可直接操作。

　　在实际应用中，几乎都采取第一种方式

　　我们用代码来模拟铁路售票系统，实现通过四个售票点发售某日某次列车的100张车票，一个售票点用一个线程表示。

　　我们首先这样编写这个程序：

　　Java代码 class ThreadTest extends Thread{

　　private int ticket = 100;

　　public void run（）{

　　while（true）{

　　if（ticket 》 0）{

　　System.out.println（Thread.currentThread（）.getName（） +

　　“is saling ticket” + ticket--）;

　　}else{

　　break;

　　}

　　}

　　}

　　}

　　main测试类：

　　Java代码 public class ThreadDome1{

　　public static void main（String［］ args）{

　　ThreadTest t = new ThreadTest（）;

　　t.start（）;

　　t.start（）;

　　t.start（）;

　　t.start（）;

　　}

　　}

　　上面的代码中，我们用ThreadTest类模拟售票处的售票过程，run方法中的每一次循环都将总票数减1，模拟卖出一张车票，同时该车票号打印出来，直接剩余的票数到零为止。在ThreadDemo1类的main方法中，我们创建了一个线程对象，并重复启动四次，希望通过这种方式产生四个线程。从运行的结果来看我们发现其实只有一个线程在运行，这个结果告诉我们：一个线程对象只能启动一个线程，无论你调用多少遍start（）方法，结果只有一个线程。

　　我们接着修改ThreadDemo1，在main方法中创建四个Thread对象：

　　Java代码 public class ThreadDemo1{

　　public static void main（String［］ args）{

　　new ThreadTest（）.start（）;

　　new ThreadTest（）.start（）;

　　new ThreadTest（）.start（）;

　　new ThreadTest（）.start（）;

　　}

　　}

　　Java代码 class ThreadTest extends Thread{

　　private int ticket = 100;

　　public void run（）{

　　while（true）{

　　if（ticket 》 0）{

　　System.out.println（Thread.currentThread（）.getName（） +

　　“ is saling ticket” + ticket--）;

　　}else{

　　break;

　　}

　　}

　　}

　　}

　　从结果上看每个票号都被打印了四次，即四个线程各自卖各自的100张票，而不去卖共同的100张票。这种情况是怎么造成的呢？我们需要的是，多个线程去处理同一个资源，一个资源只能对应一个对象，在上面的程序中，我们创建了四个ThreadTest对象，就等于创建了四个资源，每个资源都有100张票，每个线程都在独自处理各自的资源。

　　经过这些实验和分析，可以总结出，要实现这个铁路售票程序，我们只能创建一个资源对象，但要创建多个线程去处理同一个资源对象，并且每个线程上所运行的是相同的程序代码。在回顾一下使用接口编写多线程的过程。

　　Java代码 public class ThreadDemo1{

　　public static void main（String［］ args）{

　　ThreadTest t = new ThreadTest（）;

　　new Thread（t）.start（）;

　　new Thread（t）.start（）;

　　new Thread（t）.start（）;

　　new Thread（t）.start（）;

　　}

　　}

　　Java代码 class ThreadTest implements Runnable{

　　private int tickets = 100;

　　public void run（）{

　　while（true）{

　　if（tickets 》 0）{

　　System.out.println（Thread.currentThread（）.getName（） +

　　“ is saling ticket ” + tickets--）;

　　}

　　}

　　}

　　}

　　上面的程序中，创建了四个线程，每个线程调用的是同一个ThreadTest对象中的run（）方法，访问的是同一个对象中的变量（tickets）的实例，这个程序满足了我们的需求。在Windows上可以启动多个记事本程序一样，也就是多个进程使用同一个记事本程序代码。

　　可见，实现Runnable接口相对于继承Thread类来说，有如下显著的好处：

　　（1）适合多个相同程序代码的线程去处理同一资源的情况，把虚拟CPU（线程）同程序的代码，数据有效的分离，较好地体现了面向对象的设计思想。

　　（2）可以避免由于Java的单继承特性带来的局限。我们经常碰到这样一种情况，即当我们要将已经继承了某一个类的子类放入多线程中，由于一个类不能同时有两个父类，所以不能用继承Thread类的方式，那么，这个类就只能采用实现Runnable接口的方式了。

 

　　（3）有利于程序的健壮性，代码能够被多个线程共享，代码与数据是独立的。当多个线程的执行代码来自同一个类的实例时，即称它们共享相同的代码。多个线程操作相同的数据，与它们的代码无关。当共享访问相同的对象是，即它们共享相同的数据。当线程被构造时，需要的代码和数据通过一个对象作为构造函数实参传递进去，这个对象就是一个实现了Runnable接口的类的实例。

　　四核四线程和四核八线程的区别

　　4核4线就是说CPU有4个物理核心，所以任务管理器里就显示出4张CPU图表。

　　八线程，可以有2种情况， 物理4核和物理8核。

　　8核8线和前面4核4线一样，4核8线 就是说，使用了超线程技术，把一个物理核心，模拟成 2个逻辑核心，所以任务管理器会显示出8张CPU表。

　　超线程技术让（P4）处理器增加5%的裸晶面积，就可以换来15%~30%的效能提升。但实际上，在某些程式或未对多线程编译的程式而言，超线程反而会降低效能。除此之外，超线程技术亦要操作系统的配合，普通支持多处理器技术的系统亦未必能充分发挥该技术。例如Windows 2000，英特尔并不鼓励使用者在此系统中利用超线程。原先不支持多核心的Windows XP Home Edition却支持超线程技术。