多线程1(Thread,Runnable,线程创建,线程池)
一、多线程
1.1 Thread类
该如何创建线程呢?通过API中搜索,查到Thread类。通过阅读Thread类中的描述。Thread是程序中的执行线程。Java 虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程。
构造方法
常用方法
继续阅读,发现创建新执行线程有两种方法。
- 一种方法是将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。创建对象,开启线程。run方法相当于其他线程的main方法。
- 另一种方法是声明一个实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象,传入到某个线程的构造方法中,开启线程。
1.2 创建线程方式一继承Thread类
创建线程的步骤:
1 定义一个类继承Thread。
2 重写run方法。
3 创建子类对象,就是创建线程对象。
4 调用start方法,开启线程并让线程执行,同时还会告诉jvm去调用run方法。
测试类:
1 /* 2 * 创建和启动一个线程 3 * 创建Thread子类对象 4 * 子类对象调用方法start() 5 * 让线程程序执行,JVM调用线程中的run 6 */ 7 public class ThreadDemo { 8 public static void main(String[] args) { 9 SubThread st = new SubThread(); 10 SubThread st1 = new SubThread(); 11 st.start(); 12 st1.start(); 13 for(int i = 0; i < 50;i++){ 14 System.out.println("main..."+i); 15 } 16 } 17 }
自定义线程类,继承thread
1 /* 2 * 定义子类,继承Thread 3 * 重写方法run 4 */ 5 public class SubThread extends Thread{ 6 public void run(){ 7 for(int i = 0; i < 50;i++){ 8 System.out.println("run..."+i); 9 } 10 } 11 }
思考:线程对象调用 run方法和调用start方法区别?
线程对象调用run方法不开启线程。仅是对象调用方法。线程对象调用start开启线程,并让jvm调用run方法在开启的线程中执行。
1.2.1 继承Thread类原理
我们为什么要继承Thread类,并调用其的start方法才能开启线程呢?
继承Thread类:因为Thread类用来描述线程,具备线程应该有功能。那为什么不直接创建Thread类的对象呢?如下代码:
Thread t1 = new Thread(); t1.start();//这样做没有错,但是该start调用的是Thread类中的run方法,而这个run方法没有做什么事情,更重要的是这个run方法中并没有定义我们需要让线程执行的代码。
创建线程的目的是什么?
是为了建立程序单独的执行路径,让多部分代码实现同时执行。也就是说线程创建并执行需要给定线程要执行的任务。
对于之前所讲的主线程,它的任务定义在main函数中。自定义线程需要执行的任务都定义在run方法中。
Thread类run方法中的任务并不是我们所需要的,只有重写这个run方法。既然Thread类已经定义了线程任务的编写位置(run方法),那么只要在编写位置(run方法)中定义任务代码即可。所以进行了重写run方法动作。
1.2.2 获取线程名称
开启的线程都会有自己的独立运行栈内存,按照面向对象的特点,对象的属性和功能,只需对象就可以了。查阅Thread类的API文档发现有个方法是获取当前正在运行的线程对象。还有个方法是获取当前线程对象的名称。
- Thread.currentThread()获取当前线程对象
- Thread.currentThread().getName();获取当前线程对象的名称
1.3 创建线程方式—实现Runnable接口
创建线程的另一种方法是声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象,传入到某个线程的构造方法中,开启线程。
为何要实现Runnable接口,Runable是啥玩意呢?继续API搜索。
查看Runnable接口说明文档:Runnable接口用来指定每个线程要执行的任务。包含了一个 run 的无参数抽象方法,需要由接口实现类重写该方法。
接口中的方法
Thread类构造方法
创建线程的步骤。
1、定义类实现Runnable接口。
2、覆盖接口中的run方法。。
3、创建Thread类的对象
4、将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。
5、调用Thread类的start方法开启线程。
测试类:
1 /* 2 * 实现接口方式的线程 3 * 创建Thread类对象,构造方法中,传递Runnable接口实现类 4 * 调用Thread类方法start() 5 */ 6 public class ThreadDemo { 7 public static void main(String[] args) { 8 SubRunnable sr = new SubRunnable(); 9 Thread t = new Thread(sr); 10 t.start(); 11 for(int i = 0 ; i < 50; i++){ 12 System.out.println("main..."+i); 13 } 14 } 15 }
定义Runnable接口的实现类
1 /* 2 * 实现线程成功的另一个方式,接口实现 3 * 实现接口Runnable,重写run方法 4 */ 5 public class SubRunnable implements Runnable{ 6 //重写run方法 7 public void run(){ 8 for(int i = 0 ; i < 50; i++){ 9 System.out.println("run..."+i); 10 } 11 } 12 }
1.3.1 实现Runnable的原理
为什么需要定一个类去实现Runnable接口呢?继承Thread类和实现Runnable接口有啥区别呢?
实现Runnable接口,避免了继承Thread类的单继承局限性。覆盖Runnable接口中的run方法,将线程任务代码定义到run方法中。
创建Thread类的对象,只有创建Thread类的对象才可以创建线程。线程任务已被封装到Runnable接口的run方法中,而这个run方法所属于Runnable接口的子类对象,所以将这个子类对象作为参数传递给Thread的构造函数,这样,线程对象创建时就可以明确要运行的线程的任务。
1.3.2 实现Runnable的好处
第二种方式实现Runnable接口避免了单继承的局限性,所以较为常用。实现Runnable接口的方式,更加的符合面向对象,线程分为两部分,一部分线程对象,一部分线程任务。继承Thread类,线程对象和线程任务耦合在一起。一旦创建Thread类的子类对象,既是线程对象,有又有线程任务。实现runnable接口,将线程任务单独分离出来封装成对象,类型就是Runnable接口类型。Runnable接口对线程对象和线程任务进行解耦。
1.4 线程的匿名内部类使用
使用线程的内匿名内部类方式,可以方便的实现每个线程执行不同的线程任务操作。
方式1:创建线程对象时,直接重写Thread类中的run方法
new Thread() { public void run() { for (int x = 0; x < 40; x++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...X...." + x); } } }.start();
方式2:使用匿名内部类的方式实现Runnable接口,重新Runnable接口中的run方法
Runnable r = new Runnable() { public void run() { for (int x = 0; x < 40; x++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...Y...." + x); } } }; new Thread(r).start();
第二章 线程池
2.1 线程池概念
线程池,其实就是一个容纳多个线程的容器,其中的线程可以反复使用,省去了频繁创建线程对象的操作,无需反复创建线程而消耗过多资源。
我们详细的解释一下为什么要使用线程池?
在java中,如果每个请求到达就创建一个新线程,开销是相当大的。在实际使用中,创建和销毁线程花费的时间和消耗的系统资源都相当大,甚至可能要比在处理实际的用户请求的时间和资源要多的多。除了创建和销毁线程的开销之外,活动的线程也需要消耗系统资源。如果在一个jvm里创建太多的线程,可能会使系统由于过度消耗内存或“切换过度”而导致系统资源不足。为了防止资源不足,需要采取一些办法来限制任何给定时刻处理的请求数目,尽可能减少创建和销毁线程的次数,特别是一些资源耗费比较大的线程的创建和销毁,尽量利用已有对象来进行服务。
线程池主要用来解决线程生命周期开销问题和资源不足问题。通过对多个任务重复使用线程,线程创建的开销就被分摊到了多个任务上了,而且由于在请求到达时线程已经存在,所以消除了线程创建所带来的延迟。这样,就可以立即为请求服务,使用应用程序响应更快。另外,通过适当的调整线程中的线程数目可以防止出现资源不足的情况。
2.2 使用线程池方式--Runnable接口
通常,线程池都是通过线程池工厂创建,再调用线程池中的方法获取线程,再通过线程去执行任务方法。
- Executors:线程池创建工厂类
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads):返回线程池对象
- ExecutorService:线程池类
Future<?> submit(Runnable task):获取线程池中的某一个线程对象,并执行
- Future接口:用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用
- 使用线程池中线程对象的步骤:
- 创建线程池对象
- 创建Runnable接口子类对象
- 提交Runnable接口子类对象
- 关闭线程池
测试类
1 import java.util.concurrent.ExecutorService; 2 import java.util.concurrent.Executors; 3 4 /* 5 * JDK1.5新特性,实现线程池程序 6 * 使用工厂类 Executors中的静态方法创建线程对象,指定线程的个数 7 * static ExecutorService newFixedThreadPool(int 个数) 返回线程池对象 8 * 返回的是ExecutorService接口的实现类 (线程池对象) 9 * 10 * 接口实现类对象,调用方法submit (Ruunable r) 提交线程执行任务 11 * 12 */ 13 public class ThreadPoolDemo { 14 public static void main(String[] args) { 15 //调用工厂类的静态方法,创建线程池对象 16 //返回线程池对象,是返回的接口 17 ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2); 18 //调用接口实现类对象es中的方法submit提交线程任务 19 //将Runnable接口实现类对象,传递 20 es.submit(new ThreadPoolRunnable()); 21 es.submit(new ThreadPoolRunnable()); 22 es.submit(new ThreadPoolRunnable()); 23 24 } 25 }
Runnable的实现类
1 public class ThreadPoolRunnable implements Runnable { 2 public void run(){ 3 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程提交任务"); 4 } 5 }
2.3 使用线程池方式—Callable接口
- Callable接口:与Runnable接口功能相似,用来指定线程的任务。其中的call()方法,用来返回线程任务执行完毕后的结果,call方法可抛出异常。
- ExecutorService:线程池类
<T> Future<T> submit(Callable<T> task):获取线程池中的某一个线程对象,并执行线程中的call()方法
- Future接口:用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用
- 使用线程池中线程对象的步骤:
- 创建线程池对象
- 创建Callable接口子类对象
- 提交Callable接口子类对象
- 关闭线程池
测试类
1 import java.util.concurrent.ExecutorService; 2 import java.util.concurrent.Executors; 3 import java.util.concurrent.Future; 4 5 /* 6 * 实现线程程序的第三个方式,实现Callable接口方式 7 * 实现步骤 8 * 工厂类 Executors静态方法newFixedThreadPool方法,创建线程池对象 9 * 线程池对象ExecutorService接口实现类,调用方法submit提交线程任务 10 * submit(Callable c) 11 */ 12 public class ThreadPoolDemo1 { 13 public static void main(String[] args)throws Exception { 14 ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2); 15 //提交线程任务的方法submit方法返回 Future接口的实现类 16 Future<String> f = es.submit(new ThreadPoolCallable()); 17 String s = f.get(); 18 System.out.println(s); 19 } 20 }
实现Callable接口
1 /* 2 * Callable 接口的实现类,作为线程提交任务出现 3 * 使用方法返回值 4 */ 5 6 import java.util.concurrent.Callable; 7 8 public class ThreadPoolCallable implements Callable<String>{ 9 public String call(){ 10 return "abc"; 11 } 12 }
总结
创建线程的方式
方式1,继承Thread线程类
步骤
- 自定义类继承Thread类
- 在自定义类中重写Thread类的run方法
- 创建自定义类对象(线程对象)
- 调用start方法,启动线程,通过JVM,调用线程中的run方法
方式2,实现Runnable接口
步骤
- 创建线程任务类 实现Runnable接口
- 在线程任务类中 重写接口中的run方法
- 创建线程任务类对象
- 创建线程对象,把线程任务类对象作为Thread类构造方法的参数使用
- 调用start方法,启动线程,通过JVM,调用线程任务类中的run方法