一、主线程
主线程:执行主(main)方法的线程
单线程程序:java程序中只有一个线程,执行从main方法开始,从上到下依次执行
下面这个只有一个 main 线程,并不是多线程
二、线程的创建和启动
1、线程的创建
(1)Java 语言的 JVM 允许程序运行多个线程,它通过 java.lang.Thread 类来体现;
(2)Thread 类的特性
-
-
- 每个线程都是通过某个特定 Thread 对象的 run() 方法来完成操作的,经常把 run() 方法的主体称为 线程体;
- 通过该 Thread 对象的 start() 方法来启动这个线程,而非直接调用 run();
-
(3)Thread 类
构造器:
Thread(): 创建新的Thread对象;
Thread(String threadname): 创建线程并指定线程实例名;
Thread(Runnable target): 指定创建线程的目标对象,它实现了Runnable接口中的run方法;
Thread(Runnable target, String name): 创建新的Thread对象
2、创建线程
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
- 继承 Thread 类的方式;
-
3、方式一:继承 Thread 类
(1)步骤:
① 定义子类继承 Thread 类;
② 子类中重写 Thread 类中的 run 方法——>将此线程执行的操作声明在run()中;
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;
(2)示例:
1 // 1. 创建一个继承于 Thread 类的子类
2 class MyThread extends Thread {
3
4 //2 重写 Thread 类的 run() 方法
5 @Override
6 public void run() {
7 for (int i = 0; i <100; i++) {
8 if (i % 2 == 0) {
9 System.out.println( Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
10 }
11 }
12 }
13 }
14
15 public class ThreadTest {
16 public static void main(String[] args) {
17 //3、创建Thread 类的子类的对象
18 MyThread myThread = new MyThread();
19
20 //4、通过此对象调用 start()
21 myThread.start();
22
23 //仍然在 main线程中执行的。
24 for (int i = 0; i <100; i++) {
25 if (i % 2 == 0) {
26 System.out.println(i + "*********main()***********");
27 }
28 }
29 }
30 }
4、方式二:实现 Runnable 接口
(1)步骤
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;
(2)示例
1 //1. 创建一个实现了Runnable接口的类
2 class MThread implements Runnable{
3
4 //2. 实现类去实现Runnable中的抽象方法:run()
5 @Override
6 public void run() {
7 for (int i = 0; i < 100; i++) {
8 if(i % 2 == 0){
9 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
10 }
11
12 }
13 }
14 }
15 public class ThreadTest {
16 public static void main(String[] args) {
17 //3. 创建实现类的对象
18 MThread mThread = new MThread();
19 //4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread类的对象
20 Thread t1 = new Thread(mThread);
21 t1.setName("线程1");
22 //5. 通过Thread类的对象调用start():① 启动线程 ②调用当前线程的run()-->调用了Runnable类型的target的run()
23 t1.start();
24
25 //再启动一个线程,遍历100以内的偶数
26 Thread t2 = new Thread(mThread);
27 t2.setName("线程2");
28 t2.start();
29 }
30 }
5、注意点
(1)如果自己手动调用 run() 方法,那么就只是普通方法,没有启动多线程模式;
(2)run() 方法由 JVM 调用,什么时候调用,执行的过程控制都由操作系统的 CPU调度决定;
(3)想要启动多线程,必须调用 start 方法,start() 方法作用:① 启动当前线程; ② 调用当前线程的run()
(4)一个线程对象只能调用一次 start() 方法启动,如果重复调用了,则将抛出异常信息 "IllegalThreadStateException";
即调用 start() 方法时,如果该线程的状态不为 0,就会抛出该异常。
6、比较创建线程的两种方式
日常开发中:优先选择:实现Runnable接口的方式
实现方式的好处:① 避免了单继承的局限性;
② 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;
两者的联系:可以发现 Thread 类实现了 Runnable接口,
Runnable 接口中的 run() 方法为抽象方法。
Thread 类继承 Runnable 接口并重写了 run() 方法,此处的 target 就是含参的构造器中给我们传递的过来的 Runnable 的子类对象:
区别:① 继承 Thread 类:线程代码存放 Thread 子类 run 方法中;
② 实现 Runnable:线程代码存在接口的子类的 run 方法中;
7、Runnable 接口(推荐使用)
实现了 Runnable 接口,很容器实现资源共享,而继承 Thread ,则不适合资源共享。(多个 Thread 对象共用同一个 Runnable子类对象,Runnable 中的变量就是公共的,可以共享)
实现 Runnable 接口比继承 Thread 类所具有的好处:
① 适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源
② 可以避免java中的单继承的局限性。(一个类可以实现多个接口)
③ 增加程序的健壮性,实现解耦操作,代码可以被多个线程共享,代码和线程独立 (实现Runnable接口的方式,把设置线程任务和开启新线程进行了分离(解耦))
④ 线程池只能放入实现Runable或Callable类线程,不能直接放入继承Thread的类;
8、匿名内部类方式实现线程的创建
使用线程的匿名内部类方式,可以方便的实现每个线程执行不同的线程任务操作。
匿名类:没有名字的类
内部类:写在其他类内部的类
匿名内部类作用:简化代码
把子类继承父类,重写父类的方法,创建子类对象和一步完成;
把实现类实现类接口,重写接口中的方法,创建实现类对象合成一步完成;
语法格式:
new 父类/接口(){
重复父类/接口中的方法
};
Demo:
1 public class DemoInnerClassThread {
2 public static void main(String[] args) {
3 //线程的父类是Thread
4 // new MyThread().start();
5 new Thread(){
6 //重写run方法,设置线程任务
7 @Override
8 public void run() {
9 for (int i = 0; i <10 ; i++) {
10 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"java");
11 }
12 }
13 }.start();
14
15 //线程的接口Runnable
16 //Runnable r = new RunnableImpl();//多态
17 Runnable r = new Runnable(){
18 //重写run方法,设置线程任务
19 @Override
20 public void run() {
21 for (int i = 0; i <20 ; i++) {
22 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"程序猿");
23 }
24 }
25 };
26 new Thread(r).start();
27
28 //简化接口的方式
29 new Thread(new Runnable(){
30 //重写run方法,设置线程任务
31 @Override
32 public void run() {
33 for (int i = 0; i <20 ; i++) {
34 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"程序媛");
35 }
36 }
37 }).start();
38 }
39 }
三、子线程的创建和启动过程
多线程的执行过程原理:
示例代码:
1 // 自定义线程类
2 public class MyThread extends Thread{
3 /*
4 * 利用继承中的特点
5 * 将线程名称传递 进行设置
6 */
7 public MyThread(String name){
8 super(name);
9 }
10 /*
11 *
12 *重写run方法
13 * 定义线程要执行的代码
14 */
15 public void run(){
16 for (int i = 0; i < 20; i++) {
17 //getName()方法 来自父亲
18 System.out.println(getName()+i);
19 }
20 }
21 }
22 // 测试类
23 public class Demo {
24 public static void main(String[] args) {
25 System.out.println("这里是main线程");
26 MyThread mt = new MyThread("小强");
27 mt.start();//开启了一个新的线程
28 for (int i = 0; i < 20; i++) {
29 System.out.println("旺财:"+i);
30 }
31 }
32 }
流程图:
原理:
① 程序启动运行main时候,java虚拟机启动一个进程,主线程main在main()调用时候被创建;
② 随着调用mt的对象的 start 方法,另外一个新的线程也启动了,这样,整个应用就在多线程下运行。
并发原理:
多线程执行时,在栈内存中,其实每一个执行线程都有一片自己所属的栈内存空间。进行方法的压栈和弹栈。
当有多个线程存在,CPU 就有了选择的权利,可以执行 main() 方法,也可以执行 run() 方法。
当执行线程的任务结束了,线程自动在栈内存中释放了。但是当所有的执行线程都结束了,那么进程就结束了。
多线程好处:多个线程之间互不影响(因为在不同的栈区)
四、线程常用方法
常用方法:
void start(): 启动线程,并执行对象的run()方法;
run(): 线程在被调度时执行的操作,将创建的线程要执行的操作声明在此方法中;
String getName(): 返回线程的名称;主线程的名称:main;其他线程:默认是 Thread-编号
void setName(String name):设置该线程名称;
static Thread currentThread(): 返回当前线程。在Thread子类中就是this,通常用于主线程和Runnable实现类;
static void yield(): 线程让步,释放当前 CPU 的执行权;
暂停当前正在执行的线程,把执行机会让给优先级相同或更高的线程;
若队列中没有同优先级的线程,忽略此方法;
join() : 当某个程序执行流中调用其他线程的 join() 方法时, 调用线程将被阻塞,直到 join() 方法加入的 join 线程执行完为止
低优先级的线程也可以获得执行;
在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态,直到线程b完全执行完以后,线程a才结束阻塞状态。
static void sleep(long millis): 让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内,当前线程是阻塞状态。(指定时间:毫秒)
令当前活动线程在指定时间段内放弃对CPU控制,使其他线程有机会被执行,时间到后重排队。
抛出InterruptedException异常
stop(): 强制线程生命期结束,不推荐使用(已过时)
boolean isAlive(): 返回boolean,判断线程是否还活着
public void interrupt(): 中断线程
五、线程的调度
1、调度策略
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- 时间片
- 时间片
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- 抢占式:高优先级的线程抢占 CPU;
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2、Java 的调度方法
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- 同优先级线程组成先进先出队列(先到先服务),使用时间片策略;
- 对高优先级,使用优先调度的抢占式策略;
六、线程的优先级
1、线程的优先级等级
在 Thread 中有三个常量是关于 线程的优先级的:
MAX_PRIORITY: 10
MIN _PRIORITY: 1
NORM_PRIORITY: 5 默认的优先级
2、关于优先级的方法
getPriority() : 返回线程优先值
setPriority(int newPriority) : 改变线程的优先级
3、说明
(1)线程创建时继承父线程的优先级;
(2)低优先级只是获得调度的概率低,并非一定是在高优先级线程之后才被调用;
(3)高优先级的线程要抢占低优先级线程cpu的执行权。但是只是从概率上讲,高优先级的线程高概率的情况下被执行。并不意味着只有当高优先级的线程执行完以后,低优先级的线程才执行。
扩展:
在java中,每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程,一个是垃圾收集线程。
Java中的线程分为两类:一种是守护线程,一种是用户线程。
- 它们在几乎每个方面都是相同的,唯一的区别是判断JVM何时离开。
- 守护线程是用来服务用户线程的,通过在start()方法前调用 thread.setDaemon(true) 可以把一个用户线程变成一个守护线程。
- Java垃圾回收就是一个典型的守护线程。
- 若JVM中都是守护线程,当前JVM将退出