java多线程
一、多线程概述
一个进程中至少有一个线程,每一个线程都有自己运行的内容,这个内容可以称为线程要执行的任务。
不能没一个问题都使用多线程,能使用单线程解决的问题就不要使用多线程解决。
使用多线程的弊端:
一旦开启了多个程序,电脑就会变卡,原因就是每个程序被CPU处理的几率变小了。最明显的例子就是如果在复制文件的时候如果开启了多个其他程序,则复制文件所需要的时间就会明显变长。
使用多核CPU可以解决一部分问题,它们的瓶颈就是内存。
在学习多线程之前我们写的Java程序也是多线程的,只不过除了主线程之外的其他线程是虚拟机隐式调用的。最明显的例子就是垃圾回收机制。
Object类中有一个方法名为finalize,该方法由垃圾回收器自动调用,不需要程序员维护。
需要注意的是,堆中产生垃圾之后并不会立刻被垃圾回收器回收,而是经过一段时间后才会被回收。这么做的原因就是如果立即回收,就会和主方法争夺CPU的执行权,影响程序执行效率,这在垃圾产生较为频繁的程序中尤其明显。
演示垃圾回收机制:
public class Demo { public int data; public Demo(int data) { this.data=data; } public void finalize() { System.out.println(this.data); } } public class Main { public static void main(String args[]) { new Demo(1); new Demo(2); new Demo(3); new Demo(4); System.gc(); System.out.println("Hello,World!"); } }
使用System.gc()方法可以告知垃圾回收器已经产生垃圾了,但是垃圾回收器可能不会立即启动。
我们使用多线程的目的就是让程序并发执行两段或者两段以上代码。
二、线程创建的方式一:继承Thread类
Thread类位于lang包下,而且不是抽象类,因此使用起来很方便。创建线程的目的是为了开启一条执行路径,去运行指定的代码并和其他代码实现同时运行。Thread类用于描述线程,而线程是需要任务的,这个任务由run方法体现。也就是说run方法就是封装自定义线程任务的函数。
使用Thread类创建线程的步骤:
1.定义一个类继承Thread类。
2.覆盖Thread类的run方法
3.创建Thread子类对象。
4.调用start方法启动线程。
Thread类中有两个方法:getName方法用于获取线程名,currentThread用于获取当前线程。前者是非静态类,后者是静态类。
代码演示:
class Demo extends Thread { public void run() { for(int i=1;i<=3;i++) { System.out.println("Thread_Name="+Thread.currentThread().getName()); } } } public class Test { public static void main(String args[]) { new Demo().start(); new Demo().start(); for(int i=1;i<=3;i++) { System.out.println("Thread_Name="+Thread.currentThread().getName()); } } }
应当注意,虽然main方法已经结束,但是仍然打印出了Thread-0,是因为每个线程在内存中都会开辟一个单独的栈,栈与栈之间互不影响。
三、线程的几种状态。
线程状态类型
1. 新建状态(New):新创建了一个线程对象。
2. 就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中,变得可运行,等待获取CPU的使用权。
3. 运行状态(Running):就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。
4. 阻塞状态(Blocked):阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权,暂时停止运行。直到线程进入就绪状态,才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种:
(一)、等待阻塞:运行的线程执行wait()方法,JVM会把该线程放入等待池中。
(二)、同步阻塞:运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,则JVM会把该线程放入锁池中。
(三)、其他阻塞:运行的线程执行sleep()或join()方法,或者发出了I/O请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入就绪状态。
5. 死亡状态(Dead):线程执行完了或者因异常退出了run()方法,该线程结束生命周期。
线程状态图
四、创建线程的第二种方式:实现Runnable接口
Runnable接口中只有一个方法run,它和Thread类结合可以实现创建新线程的功能。
使用Runnable接口创建新线程的步骤是:
1).覆盖接口的run方法,将线程的任务代码封装到run方法中。
2).通过Thread类创建线程对象,并将Runnable接口的子类对象作为Thread累的构造函数进行传递。
为什么?因为线程的任务都封装在Runnable接口的run方法中。所以要在线程对象创建时就必须明确要运行的任务。
也就是说,如果你不传递,则线程对象调用自己的run(new Thread())方法,如果你传递,则线程对象调用传递的run(new Thread(target))方法。
3).调用线程对象的start方法开启线程。
class Demo implements Runnable { public void run() { for(int i=1;i<=3;i++) { System.out.println("Thread_Name="+Thread.currentThread().getName()); } } } public class Main { public static void main(String args[]) { new Thread(new Demo()).start(); new Thread(new Demo()).start(); for(int i=1;i<=3;i++) { System.out.println("Thread_Name="+Thread.currentThread().getName()); } } }
使用Runnable方式的好处是什么?
1.将线程的任务从线程的子类中分离出来,进行了单独的封装。
按照面向对象的思想将任务封装成对象。
2.避免了java单继承的局限性。
所以实际开发中大多使用实现Runnable接口的方式创建线程,而不是继承Thread类,这符合少用继承、多用组合原则。
五、综合案例:通过买票系统比较两种方式的异同
1.使用Thread的方式:
class Ticket extends Thread { public static int sum=10; public void run() { while(true) { if(sum>0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+sum--); } } } } public class Demo01 { public static void main(String args[]) { Ticket t0=new Ticket(); Ticket t1=new Ticket(); Ticket t2=new Ticket(); Ticket t3=new Ticket(); t0.start(); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
2.使用Runnable方式
class Ticket implements Runnable { public int sum=10; public void run() { while(true) { if(sum>0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+sum--); } } } } public class Demo { public static void main(String args[]) { Ticket t=new Ticket(); new Thread(t).start(); new Thread(t).start(); new Thread(t).start(); new Thread(t).start(); } }
虽然两种方法都可以达到目的,但是后者并没有采用静态成员变量的方式,具有更大的灵活性。