Đa luồng trong Java - Tìm hiểu về lập trình đa luồng trong Java

Đa luồng trong Java là gì?

Một luồng chỉ là một phần nhẹ và nhỏ nhất của một quy trình. Nó là đơn vị nhỏ nhất của một quy trình có thể chạy đồng thời với các phần khác (các luồng khác) của cùng một quy trình.

Trong một ứng dụng có nhiều quy trình, mỗi quy trình có thể có một luồng duy nhất hoặc nhiều luồng. Đa luồng là quá trình thực hiện đồng thời nhiều luồng.

Đa luồng trong Java là gì?

Có một vùng nhớ chung cho tất cả các luồng của một tiến trình nhưng mỗi luồng lại độc  lập với nhau vì chúng đều có các đường dẫn thực thi riêng biệt. Do đó, nếu một ngoại lệ xảy ra trong một luồng, nó không ảnh hưởng đến việc thực thi các luồng khác. 

>>> Tham khảo: Khóa học lập trình Java

Đa nhiệm so với Đa luồng so với Đa xử lý so với Đa chương trình

Bạn có thể nhầm lẫn đa luồng với đa nhiệm, đa luồng, đa xử lý và đa chương trình. Hãy so sánh ngắn gọn chúng để hiểu rõ chúng hơn.

Đa nhiệm: Đa nhiệm là khả năng của Hệ điều hành để thực thi nhiều hơn một nhiệm vụ hoặc công việc đồng thời trên một tài nguyên được chia sẻ. 

Đa luồng: Đa luồng là khả năng của Hệ điều hành thực thi nhiều luồng cùng một lúc. Ở đây, một quy trình duy nhất được chia thành nhiều luồng.

Đa xử lý: Nó tương tự như đa nhiệm nhưng ở đây có nhiều hơn một bộ xử lý hoặc CPU. Do đó, nhiều quá trình có thể thực thi nhiều bộ xử lý cùng một lúc.

Đa chương trình: Đa chương trình là khả năng chạy nhiều chương trình cùng lúc trong một máy duy nhất.

>>> Đọc thêm: Định danh trong Java - Quy tắc định danh trong Java

Ưu tiên luồng trong Java

Với việc tạo luồng Java, JVM sẽ gán cho nó một số ưu tiên giúp hệ điều hành xác định thứ tự lập lịch cho các luồng. Chúng ta cũng có thể đặt mức độ ưu tiên của luồng một cách rõ ràng. Phạm vi hợp lệ của mức độ ưu tiên của một luồng là từ 1 -10. Các luồng có mức độ ưu tiên cao hơn nên được phân bổ trước các luồng có mức độ ưu tiên thấp hơn.

Ưu tiên luồng trong Java

3 hằng số xác định Ưu tiên 

Có 3 loại biến hoặc giá trị tĩnh để xác định mức độ ưu tiên của Thread. Bảng hiển thị các biến sau:

>>> Đọc thêm:  Trình biên dịch ngược trong Java mà mọi LTV đều nằm lòng

Vòng đời của luồng trong Java

Luồng tồn tại ở nhiều trạng thái. Hình trên cho thấy nhiều giai đoạn khác nhau là luồng đó là:

• New
• Runnable
• Running
• Waiting
• Dead

Các loại trạng thái đa luồng trong Java

Trạng thái New

Luồng là trạng thái mới khi chúng ta tạo nó bằng cách sử dụng “thread class”. Nó vẫn ở trạng thái này cho đến khi chương trình bắt đầu luồng bằng cách gọi phương thức start (). 

Runnable

Trong pha này, phương thức start() gọi thể hiện của luồng. Bộ lập lịch có quyền điều khiển luồng để kết thúc quá trình thực thi. Nó phục thuốc vào bộ lập lịch có chạy luồng hay không

Running

Luồng chuyển sang trạng thái đang chạy khi quá trình thực thi của nó bắt đầu. Bộ lập lịch trình chọn một luồng từ nhóm luồng và luồng bắt đầu thực thi trong ứng dụng. 

Waiting

Cần có sự đồng bộ giữa các luồng vì nhiều luồng đang chạy trong ứng dụng. Do đó, một luồng phải đợi cho đến khi luồng kia kết thúc quá trình thực thi. Do đó, chúng ra nói rằng luồng đang ở trạng thái chờ.

Dead

Khi kết thúc luồng, luồng sẽ chuyển sang trạng thái khi chết.

Ưu điểm của luồng đơn

Lợi ích của việc sử dụng chủ đề là:

• Một luồng làm giảm chi phí trong ứng dụng khi một luồng chạy trong hệ thống
• Một luồng duy nhất làm giảm chi phí bảo trì của ứng dụng
• Các luồng có một vùng bộ nhớ được chia sẻ để chúng giúp tiết kiệm bộ nhớ
• Chuyển đổi ngữ cảnh giữa các luồng mất ít thời gian hơn trong quá trình

Đa luồng trong Java

Quá trình chạy nhiều hơn một luồng trong một chương trình hoặc một ứng dụng đồng thời hoặc đồng thời được gọi là đa luồng trong Java. Khi nhiều hơn hai luồng chạy đồng thời, đó là đa luồng. Do đó, chúng ta cũng có thể gọi nó là Concurrency trong Java. Đa luồng cho phép nhiều hoạt động thực thi đồng thời trong cùng một chương trình để đạt được mức sử dụng tối đa của CPU.

Như đã thảo luận ở trên, Đa nhiệm là một quá trình chạy hoặc thực thi nhiều tiến trình hoặc tác vụ cùng một lúc. Đa luồng mở rộng ý tưởng về đa nhiệm trong đó chúng ta có thể tách một ứng dụng thành từng luồng riêng lẻ và chạy từng luồng độc lập trong cùng một không gian bộ nhớ. Mỗi luồng trong một chương trình đa luồng có thể chạy song song. Hệ điều hành phân chia thời gian xử lý giữa các ứng dụng khác nhau và giữa từng luồng trong một ứng dụng.

Các phương thức của lớp luồng trong Java

Danh sách sau đây cho thấy một số phương thức quan trọng sẵn có trong lớp Thread:

Kết luận: Trên đây là các thông tin về đa luồng trong Java. Hy vọng các thông tin trên hữu ích với bạn. Tìm hiểu thêm về Java và các ngôn ngữ lập trình khác qua các khóa học lập trình tại Viện công nghệ thông tin T3H bạn nhé!