多线程1

合集 - 学习Java尚硅谷(27)
1.计算机介绍2.基本语法3.Java基础14. 面向对象15.面向对象26.面向对象3,客户信息7.面向对象4-重写，多态8.面向对象59.面向对象610.异常11.尚硅谷Java入门，项目3
12.多线程1
13.多线程214.常用类115.常用类216.01-集合框架概述.17.集合框架218.泛型119.数据结构与集合源码1 20.第15章_File类与IO流 121.File类与IO流 222.File类与IO流 323.网络编程 124.反射机制25.JDK8新特性26.第18章_JDK8-17新特性（下)27.注解
收起

多线程1

 

8.1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。

 

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  • 单核CPU和多核CPU的理解

    • 单核CPU，其实是一种假的多线程，因为在一个时间单元内，也只能执行一个线程的任务。

    • 如果是多核的话，才能更好的发挥多线程的效率。（现在的服务器都是多核的）

    • 一个Java应用程序java.exe，其实至少有三个线程: main()主线程，gc()垃圾回收线程，异常处理线程。当然如果发生异常，会影响主线程。

  • 并行与并发

    • 并行:多个CPU同时执行多个任务。比如:多个人同时做不同的事。

    • 并发:一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如:秒杀、多个人做同一件事。

 

使用多线程的优点

背景:以单核CPU为例，只使用单个线程先后完成多个任务（调用多个方法），肯定比用多个线程来完成用的时间更短，为何仍需多线程呢? 多线程程序的优点:

  1. 提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验。

  2. 提高计算机系统CPU的利用率

  3. 改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程，独立运行，利于理解和 修改

 

何时需要多线程

  • 程序需要同时执行两个或多个任务。

  • 程序需要实现一些需要等待的任务时，如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等。

  • 需要一些后台运行的程序时。

 

线程的创建和启动

  • 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。

  • 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()

 

多线程的创建，方式一:继承于Thread类

package com.xin.thread;
​
/**
 * 多线程的创建，方式一:继承于Thread类
 * 1.创建一个继承于Thread类的子类
 * 2．重写Thread类的run()----将此线程执行的操作声明在run()中
 * 3.创建Thread类的子类的对象
 * 4.通过此对象调用start()
 *
 * 例子:遍历100以内的所有的偶数
 */
​
// 1.创建一个继承于Thread类的子类
    class MyThread extends Thread{
//      2．重写Thread类的run()
​
    @Override
    public void run() {
        //遍历100以内的所有的偶数
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i%2==0){
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}
public class threadTead {
    public static void main(String[] args) {
//          3.创建Thread类的子类的对象
        MyThread myThread = new MyThread();
​
//          4.通过此对象调用start(),1.启动当前线程 , 2.调用当前线程的run()
        myThread.start();
//        再启动一个线程，需要重新创建一个线程对象
        MyThread myThread1 = new MyThread();
        myThread1.start();
​
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i%2==1){
                System.out.println("****************main*********");
            }
            /*
            问题一:我们不能通过直接调用run()的方式启动线程。t1.run( );
            问题二:再启动一个线程，遍历100以内的偶数。不可以还让已经start()的线程去执行。会报会报ILLegalThreadstateExceptior
​
            t1.start(); l
​
             */
        }
    }
}
​

创建Thread类的匿名子类的方式

package com.xin.thread.demo00;
​
/**
 * 创建Thread类的匿名子类的方式
 * 2个线程，一奇数，一偶数
 */
public class Day81200 {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(){//创建Thread类的匿名子类的方式，奇数
            @Override
            public void run() {
                for(int i = 0; i < 1000; i++) {
                    if (i%2==1){
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
                    }
                }
            }
        }.start();
​
        //创建Thread类的匿名子类的方式,偶数
        new Thread(() -> {
            for(int i = 0; i < 1000; i++) {
                if (i%2==0){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
                }
            }
        }).start();
    }
}
​

 

Thread类的有关方法(1)

  • 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

  • String getName():返回线程的名称

  • 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

    • 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

  • static void sleep(long millis):(指定时间:毫秒)

    • 令当前活动线程在指定时间段内放弃对CP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

  • boolean isAlive():返回boolean，判断线程是否还活着

 

package com.xin.thread.demo00;
​
import static java.lang.Thread.sleep;
import static java.lang.Thread.yield;
​
/*
 *测试Thread中的常用方法:
 * 1. start()∶启动当前线程;调用当前线程的run()
 * 2. run():通常需要重写Thread类中的此方法，将创建的线程要执行的操作声明在此方法中
 * 3. currentThread():静态方法，返回执行当前代码的线程
 * 4. getName()∶获取当前线程的名字
 * 5. setName():设置当前线程的名字
 * 6. yield():释放当前cpu的执行权
 * 7. join():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。
 * 8. stop():已过时。当执行此方法时，强制结束当前线程。
 * 9. sleep(Long millitime):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。
 * 10. isAlive():判断当前线程是否存活
​
 */
public class ThreadMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
       // Thread0 thread0 = new Thread0();
       // thread0.setName("线程1");//副线程命名
        Thread0 thread0 = new Thread0("线程11");
        thread0.start();
        //给主线程命名
        Thread.currentThread().setName("主线程");
        for(int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i%2==0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
            }
           // if (i%20==0) yield();
            if (i==20){
                try {
                    thread0.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
​
            try {
                sleep(1000);//1s
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            }
        }
        System.out.println(thread0.isAlive());
    }
}
class Thread0 extends Thread{
    public Thread0(String name){//构造器命名线程
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i%2==1){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
            }
​
        }
    }
​
}
​

 

线程的调度

  • 调度策略

    • 时间片

    • 抢占式:高优先级的线程抢占CPU

  • Java的调度方法

    • 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

 

package com.xin.thread.demo00;
/*
线程的优先级;
1.MAX_PRIORITY: 10
 MIN _PRIORITY: 1
 NORM_PRIORITY:5 -->默认优先级别
2.如何获取和设置当前线程的优先级;getPriority()∶获取线程的优先级
  setPriority(int p)∶设置线程的优先级
​
  说明: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。
​
 */
public class Day81300 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread1 thread1 = new Thread1("线程1");
        thread1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        thread1.start();
        Thread.currentThread().setName("主线程");
        Thread.currentThread().setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
        for(int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i%2==0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+","+Thread.currentThread().getPriority()+":"+i);
            }
​
        }
    }
}
class Thread1 extends Thread{
    public Thread1(String name){//构造器命名线程
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i%2==1){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+","+getPriority()+":"+i);
            }
​
        }
    }
​
}
​
​

 

package com.xin.thread.demo00;
/*
例子:创建三个窗口卖票，总票数为100张
存在线程安全问题，待解决
 */
public class WindowTest {
    public static void main(String[] args) {
        Window t1 = new Window();
        Window t2 = new Window();
        Window t3 = new Window();
        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
class Window extends Thread{
    private static int ticket =100;
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            if (ticket>0){
                System.out.println(getName()+":卖票，票号为："+ticket);
                ticket--;
            }else {
                break;
            }
        }
    }
}

 

创建多线程的方式:实现Runnable接口

package com.xin.thread.demo00;
/*
创建多线程的方式:实现Runnable接口
1.创建一个实现了Runnable接口的类
2.实现类去实现Runnable中的抽象方法: run( )
3.创建实现类的对象
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
5．通过Thread类的对象调用start()
​
 */
​
//1.创建一个实现了Runnable接口的类
class MThread implements Runnable{
//2.实现类去实现Runnable中的抽象方法: run( )
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i%2==0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
            }
        }
    }
}
public class ThreadTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //    3.创建实现类的对象
        MThread mThread=new MThread();
//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
        Thread t10=new Thread(mThread);
        t10.setName("线程1");
//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().
        t10.start();
​
        //再开启一个线程
        Thread t9 = new Thread(mThread);
        t9.setName("线程2");
        t9.start();
    }
}
​

 

//例子:创建三个窗口卖票，总票数为100张,runnable接口方式

package com.xin.thread.demo00;
//例子:创建三个窗口卖票，总票数为100张,runnable接口方式
​
class Window1 implements Runnable{
    private int ticket =100;
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            if (ticket>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":卖票，票号为："+ticket);
                ticket--;
            }else {
                break;
            }
        }
    }
}
public class WindowTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Window1 window1 = new Window1();
        Thread t1 = new Thread(window1);
        Thread t2 = new Thread(window1);
        Thread t3 = new Thread(window1);
        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
​

 

比较创建线程的两种方式。

开发中:优先选择:实现Runnable接口的方式原因:

1．实现的方式没有类的单继承性的局限性 2．实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况。 联系: public class Thread implements Runnable 相同点:

两种方式都需要重写run(),将线程要执行的逻辑声明在run()中。

都是调用thread中的start

 

补充:线程的分类

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。

  • 形象理解:兔死狗烹，鸟尽弓聘

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