多线程详解

0.多线程重点：线程实现  线程同步

1.线程简介

多任务：同时做多个事情，看起来是多个任务都在做，其实本质上我们的大脑在同一时间内只做一件事。

多线程例子：一条车道，车太多，会造成道路堵塞，效率极低，为了提高效率，充分利用道路，于是加了多个车道。

生活中的多线程例子：打游戏与朋友开黑

普通方法调用和多线程的区别

程序，进程，线程

进程：在操作系统中运行的程序就是进程，比如QQ，游戏，IDEA

一个进程可以有多个线程，如视频中同时可以听到声音，看到图像和弹幕等等

程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。

进程（Process）:进程是执行程序的一次执行过程，它是一个动态的概念。是系统资源分配的单位。

通常在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义。线程是CPU调度和执行的单位。

注意：很多多线程是模拟出来的，真正的多线程是指有多个CPU，即多核，如服务器。

　　　如果是模拟出来的多线程，即在一个CPU的情况下，在同一时间点，CPU只能执行一个代码，因为切换的很快，所有就有同事执行的错觉。

线程核心概念

• 线程是独立的执行路径
• 在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，GC线程
• main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序
• 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器（CPU）安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能人为的干预
• 对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制。
• 线程会带来额外的开销，如CPU调度时间，并发控制开销
• 每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

2.线程创建

线程创建的三种方式

1. 继承Thread类
2. 实现Runnable接口
3. 实现Callable接口

1.继承Thread

• 自定义线程类继承Thread
• 重写run()方法，编写线程执行体
• 创建线程对象，调用start()方法启动线程

/*
* 创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start开启线程
* */
public class TestThread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在看代码--"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程  主线程
        //创建一个线程对象
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
        //调用start()方法开启线程
        testThread1.start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程"+i);
        }
    }
}

说明两个线程是同时执行的

线程不一定立即执行，CPU安排调度

案例：下载图片

下载coomms.io包

 

创建lib包目录，将commons-io复制到包中，并添加为库

 

 

 编写代码

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

public class TestThread2 extends Thread{
    private String url;
    private String name;

    public TestThread2(String url, String name) {
        this.url=url;
        this.name=name;
    }

    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为"+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://m.360buyimg.com/babel/jfs/t1/121907/24/12292/426871/5f5a3a79E1e683de4/7dc3d2aa34e709ff.gif","t1");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("https://m.360buyimg.com/babel/jfs/t1/121907/24/12292/426871/5f5a3a79E1e683de4/7dc3d2aa34e709ff.gif","t2");
        TestThread2 t3 = new TestThread2("https://m.360buyimg.com/babel/jfs/t1/121907/24/12292/426871/5f5a3a79E1e683de4/7dc3d2aa34e709ff.gif","t3");
        TestThread2 t4 = new TestThread2("https://m.360buyimg.com/babel/jfs/t1/121907/24/12292/426871/5f5a3a79E1e683de4/7dc3d2aa34e709ff.gif","t4");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}
//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    public void downloader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
        }
    }
}

结果显示

 

 2.实现Runnable

• 定义TestRunnable类实现Runnable接口
• 实现run()方法，编写线程执行体
• 创建线程对象，调用start()方法启动线程

public class TestRunnable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在看代码"+i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        //创建runnbale接口的实现类对象
        TestRunnable testRunnable = new TestRunnable();
        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程代理
        Thread thread = new Thread(testRunnable);
        thread.start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程"+i);
        }
    }
}

 

 小结

• 继承Thread类
  • 子类继承Thread类具备多线程能力
  • 启动对象：子类对象.start()
  • 不建议使用：避免OOP单继承局限性
• 实现Runnable接口
  • 实现接口Runnable具有多线程能力
  • 启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
  • 推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一对象被多个线程使用

案例：龟兔赛跑-Race

• 首先来个赛道距离，然后离终点越来越近
• 判断比赛结束
• 打印出胜利者
• 龟兔赛跑开始
• 兔子要睡觉，乌龟获胜，模拟兔子睡觉
• 乌龟赢得比赛

public class Race implements Runnable{
    //胜利者
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            //模拟兔子休息
            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子")&&i%10 ==0){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            boolean flag = gameOver(i);
            if (flag){
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");
        }
    }
    private boolean gameOver(int step){
        //判断是否有胜利者
        if (winner!=null){
            return true;
        }else {
            if (step>=100){
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is"+winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Race race = new Race();
        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}

 

 

 

 3.实现Callable接口

1. 实现Callable接口，需要返回值类型
2. 重写call方法，需要抛出异常
3. 创建目标对象
4. 创建执行服务:ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
5. 提交执行：Future<Boolean> result1 = ser.submit(t1);
6. 获取结果：boolean r1 = result1.get();
7. 关闭服务：ser.shutdownNow();

3.静态代理

 

Process