多线程

多线程

基本概念：程序、进程、线程

　　程序(program)是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码，静态对象。

　　进程(process)是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程：有它自身的产生、存在和消亡的过程。——生命周期

　　　　如：运行中的QQ，运行中的MP3播放器；

　　　　程序是静态的，进程是动态的；

　　　　进程作为资源分配的单位，系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域；

　　线程(thread)，进程可进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路径。

　　　　若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc)，线程切换的开销小；

　　　　一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间它们从同一堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患。

　　线程的创建和使用

　　　　API中创建线程的两种方式  JDK1.5之前创建新执行线程有两种方法：

　　　　继承Thread类的方式

　　　　实现Runnable接口的方式

　　方式一：继承Thread类

　　1) 定义子类继承Thread类。

　　2) 子类中重写Thread类中的run方法。

　　3) 创建Thread子类对象，即创建了线程对象。

　　4) 调用线程对象start方法：启动线程，调用run方法。

　　　start()方法的作用：

　　　　启动当前线程；

　　　　调用当前线程的run()方法；

//定义子类继承Thread类，子类输出1-100 子线程
public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<100;i++){
            System.out.println(i);
        }
    }
}
//主线程 调用子线程start()方法 同时输出1-100
　　@Test
    public void test1(){
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start();
        for (int i=0;i<100;i++){
            System.out.println("****"+i+"********");
        }
    }
调用可观察到主、子线程交替输出。

　　方式二：实现Runnable接口

　　1) 定义子类，实现Runnable接口。

　　2) 子类中重写Runnable接口中的run方法。

　　3) 通过Thread类含参构造器创建线程对象。

　　4) 将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造器中。

　　5) 调用Thread类的start方法：开启线程，调用Runnable子类接口的run方法。

public class MyRunnable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<100;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": "+i);
        }
    }
} 
@Test
public void test2(){
    MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
    Thread thread = new Thread(myRunnable);
    thread.start();
}

继承方式和实现方式的联系与区别

　　区别

　　　　继承Thread：线程代码存放Thread子类run方法中。

　　　　实现Runnable：线程代码存在接口的子类的run方法。

　　实现方式的好处

　　　　避免了单继承的局限性

　　　　多个线程可以共享同一个接口实现类的对象，非常适合多个相同线程来处理同一份资源

JDK5.0 新增线程创建方式

　　新增方式一：实现Callable接口

　　新增方式二：使用线程池

　　　　实现Callable接口

　　　　　　与使用Runnable相比， Callable功能更强大些

　　　　　　相比run()方法，可以有返回值

　　　　　　方法可以抛出异常

　　　　　　支持泛型的返回值

　　　　　　需要借助FutureTask类，比如获取返回结果

　　　　　　Future接口

　　　　　　可以对具体Runnable、Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等。

　　　　　　FutrueTask是Futrue接口的唯一的实现类

　　　　　　FutureTask 同时实现了Runnable, Future接口。它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值

举一个从1加到100总和值的例子 讲述实现Callable接口创建线程

//1.创建一个实现Callable的实现类
public class NumThread implements Callable {
    //2.实现call方法，将此线程需要执行的作声明在call() 中
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 0;i<100;i++){
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
}
public static void main(String[] args) {
        //3.创建Callable接口实现类的对象
        NumThread numThread = new NumThread();
        //4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象
        FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
        //5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start()
        new Thread(futureTask).start();
        try {
            //6.获取Callable中call 方法的返回值
            Object sum = futureTask.get();
            System.out.println(sum);//sum值为4950
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

　　　　实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大
　　　　　　1.call() 可以有返回值的。
　　　　　　2.call() 可以抛出异常，被外面的作捕获，获取异常的信息
　　　　　　3.callable是支持泛型的

　　　　使用线程池

　　　　 经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。

　　　　使用线程池的好处：提高响应速度（减少了创建新线程的时间）；降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）；便于线程管理。

　　　　线程池的相关参数：corePoolSize：核心池的大小；maximumPoolSize：最大线程数；keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

public static void main(String[] args) {
        //1.提供指定线程数量的线程池
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
        service.submit(new Run1());
        service.submit(new Run2());
        //3.关闭连接池
        service.shutdown();
}
class Run1 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=1;i<=10000;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": "+i);
        }
    }
}
class Run2 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=10000;i>=1;i--){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": "+i);
        }
    }
}