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目录
一:进程与多线程概述
1.多线程并发的理解
2.分析程序存在几个线程
二:实现线程的两种方式
1.第一种方式:直接继承Thread,重写run方法
2.第二种方式:实现Runnable接口,重写run方法
3.采用匿名内部类的方式
三:线程生命周期
四:线程简单实操
1.获取线程的名字 & 获取当前线程对象
2.线程的sleep方法
3.终止线程的睡眠
4.终止线程的执行
5.线程的调度(了解)
一:进程与多线程概述
❤️什么是进程?什么是线程?
⭐️进程是一个应用程序(1个进程是一个软件)
⭐️线程是一个进程中的执行场景/执行单元
⭐️一个进程可以启动多个线程
❤️对于java程序来说,当在DOS命令窗口中输入: java HelloWorld 回车之后。
⭐️首先会先启动JVM,而JVM就是一个进程。
⭐️JVM再启动一个主线程调用main方法。
⭐️同时再启动一个垃圾回收线程负责看护,回收垃圾。
⭐️所以,最起码现在的java程序中至少有两个线程并发, 一个是垃圾回收线程,一个是执行main方法的主线程。
❤️进程和线程是什么关系?⭐️我们来通过身边的示例来说明一下:
假如阿里巴巴是一个进程,那么
马云:阿里巴巴的一个线程
员工:阿里巴巴的一个线程
⭐️进程可以看做是现实生活当中的公司;线程可以看做是公司当中的某个员工❤️注意:
⭐️进程A和进程B的内存独立不共享。(例如:阿里巴巴和京东资源不会共享的)
魔兽游戏是一个进程,酷狗音乐是一个进程;这两个进程是独立的,不共享资源。⭐️在java语言中:线程A和线程B,堆内存和方法区,内存共享;但是栈内存独立,一个线程一个栈。
❤️多线程并发:
⭐️假设启动10个线程,会有10个栈空间,每个栈和每个栈之间,互不干扰,各自执行各自的,这就是多线程并发。
⭐️例如:火车站,可以看做是一个进程;火车站中的每一个售票窗口可以看做是一个线程。我在窗口A购票,朋友可以在窗口A购票,朋友不需要等我,我也不需要等朋友;所以多线程并发可以提高效率。⭐️java中之所以有多线程机制,目的就是为了提高程序的处理效率
❤️思考题:
⭐️使用了多线程机制之后,main方法结束,是不是有可能程序也不会结束?
main方法结束只是主线程结束了,主栈空了,其它的栈(线程)可能还在压栈弹栈。⭐️我们通过画图理解一下:
1.多线程并发的理解
❤️分析一个问题:对于单核的CPU来说,真的可以做到真正的多线程并发吗?
⭐对于多核的CPU电脑来说,真正的多线程并发是没问题的;
4核CPU表示同一个时间点上,可以真正的有4个进程并发执行。⭐什么是真正的多线程并发?
t1线程执行t1的,t2线程执行t2的;t1不会影响t2,t2也不会影响t1。这叫做真正的多线程并发。⭐单核的CPU表示只有一个大脑:
单核的CPU不能够做到真正的多线程并发,但是可以做到给人一种“多线程并发”的感觉!对于单核的CPU来说,在某一个时间点上实际上只能处理一件事情,但是由于CPU的处理速度极快,多个线程之间频繁切换执行,给人来的感觉是:多个事情同时在做!
例如:线程A:播放音乐,线程B:运行魔兽游戏;线程A和线程B频繁切换执行,人类会感觉音乐一直在播放,游戏一直在运行,给我们的感觉是同时并发的。
再例如:以前的电影院采用胶卷播放电影,一个胶卷一个胶卷播放速度达到一定程度之后,人类的眼睛产生了错觉,感觉是动画的。这说明人类的反应速度很慢,就像一根钢针扎到手上,到最终感觉到疼,这个过程是需要“很长的”时间的,在这个期间计算机可以进行亿万次的循环。所以计算机的执行速度很快。
2.分析程序存在几个线程
package com.bjpowernode.java.thread;
/*分析以下程序,有几个线程,除垃圾回收线程之外。有几个线程?
1个线程(因为程序只有1个栈)*/
public class ThreadTest01 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("main begin");
m1();
System.out.println("main over");
}
private static void m1() {
System.out.println("m1 begin");
m2();
System.out.println("m1 over");
}
private static void m2() {
System.out.println("m2 begin");
m3();
System.out.println("m2 over");
}
private static void m3() {
System.out.println("m3 execute!");
}
}
只有一个主线程(主栈),没有启动分支栈(分支线程);所以只有一个线程!
二:实现线程的两种方式
java支持多线程机制!并且java已经将多线程实现了,我们只需要继承就行了!
1.第一种方式:直接继承Thread,重写run方法
⭐实现线程的第一种方式:
编写一个类,直接继承java.lang.Thread,重写run()方法
怎么创建线程对象? new就行了,例如: MyThread t = new MyThread()。
怎么启动线程呢? 调用线程对象的start()方法。
start()方法的作用是:启动一个分支线程,在JVM中开辟一个新的栈空间,这段代码任务完成之后,瞬间就结束了。调用start方法的这段代码的任务只是为了开启一个新的栈空间,只要新的栈空间开出来,start()方法就结束了;线程就启动成功了。启动成功的线程会自动调用run方法,并且run方法在分支栈的栈底部(压栈)。 run方法在分支栈的栈底部,main方法在主栈的栈底部;run和main是平级的。⭐注意:
亘古不变的道理:方法体当中的代码永远都是自上而下的顺序依次逐行执行的。⭐如果调用的是t.run,下面分支线程的i执行完,才会执行主线程的i;如果调用的是t.start()主线程和分支线程是一块执行的
⭐我们通过内存图来了解一下:
调用run:
调用start:
package com.bjpowernode.java.thread;
public class ThreadTest02 {
public static void main(String[] args) {
// 这里是main方法,这里的代码属于主线程,在主栈中运行。
// 新建一个分支线程对象
MyThread t = new MyThread();
// 启动线程,调用start()方法
t.start(); // 瞬间就结束了
//t.run(); // 不会启动线程,不会分配新的分支栈。(这种方式就是单线程。)
// 这里的代码还是运行在主线程中。
for(int i = 0; i < 1000; i++){
System.out.println("主线程--->" + i);
}
}
}
class MyThread extends Thread {
// 重写run方法
public void run() {
// 编写程序,这段程序运行在分支线程中(分支栈)。
for(int i = 0; i < 1000; i++){
System.out.println("分支线程--->" + i);
}
}
}
2.第二种方式:实现Runnable接口,重写run方法
第二种方式实现接口比较常用,因为一个类实现了接口,它还可以去继承其它的类,更灵活,面向接口编程;如果是第一种直接就继承了Thread类,类只能单继承,就不能在继承其它类了,比较局限!
package com.bjpowernode.java.thread;
public class ThreadTest03 {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个可运行的对象
MyRunnable r = new MyRunnable();
// 将可执行的对象封装成一个线程对象
Thread t = new Thread(r);
// Thread t = new Thread(new MyRunnable());// 合并代码
// 启动线程
t.start();
for(int i = 0; i < 1000; i++){
System.out.println("主线程--->" + i);
}
}
}
class MyRunnable implements Runnable{
public void run() {
for(int i = 0; i < 1000; i++){
System.out.println("分支线程--->" + i);
}
}
}
3.采用匿名内部类的方式
牵扯到接口,我们也可以不需要在通过实现接口的方式,也可以直接通过匿名内部类的方式去调用!
package com.bjpowernode.java.thread;
public class ThreadTest04 {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程对象,采用匿名内部类方式
Thread t = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("分支线程---》"+i);
}
}
});
// 启动线程
t.start();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("主线程---》"+i);
}
}
}
三:线程生命周期
线程的生命周期总共有5个状态:新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态、死亡状态
四:线程简单实操
1.获取线程的名字 & 获取当前线程对象
1、怎么获取当前线程对象
static Thread currentThread() // 是一个静态方法 Thread th = Thread.currentThread(); // 返回值th就是当前线程。
2、获取线程对象的名字
String name = 线程对象.getName();
3、修改线程对象的名字
线程对象.setName("线程名字");
4、当线程没有设置名字的时候,默认的名字规律
Thread-0
Thread-1
.....
package com.bjpowernode.java.thread;
public class ThreadTest05 {
public void doSome(){
//如果当前类不是线程类,super和this就不行了
//this.getName();
//super.getName();
// 但是这样可以
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("------->" + name); // main,在main方法里创建的对象
}
public static void main(String[] args) {
ThreadTest05 threadTest05 = new ThreadTest05();
threadTest05.doSome();
// 获取当前线程对象
// currentThread就是当前线程对象
// 这个代码出现在main方法当中,所以当前线程就是主线程。
Thread th = Thread.currentThread();
System.out.println(th.getName()); // main
// 创建线程对象
MyThread2 t = new MyThread2();
// 设置线程的名字
t.setName("zl-gh");
// 获取线程的名字
System.out.println(t.getName()); // zl-gh
// 如果不设置线程的名字默认是Thread-0 1 2 ......
MyThread2 t2 = new MyThread2();
System.out.println(t2.getName()); // Thread-1
t2.start();
// 启动线程
t.start();
}
}
class MyThread2 extends Thread{
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
// currentThread就是当前线程对象。当前线程是谁呢?
// 那个线程调用start()方法,线程执行run方法,那么这个当前线程就是那个
Thread th = Thread.currentThread();
System.out.println(th.getName()+"--->"+i);
// 在这里,super和this也是可以的(当前类是线程类)
System.out.println(this.getName()+"--->"+i);
System.out.println(super.getName()+"--->"+i);
}
}
}
2.线程的sleep方法
static void sleep(long millis)
1、静态方法:Thread.sleep(1000);
2、参数是毫秒,需要进行异常处理!
3、作用:让当前线程进入休眠,进入“阻塞状态”,放弃占有CPU时间片,让给其它线程使用
4、Thread.sleep()方法,可以做到这种效果:
间隔特定的时间,去执行一段特定的代码,每隔多久执行一次。
package com.bjpowernode.java.thread;
public class ThreadTest06 {
public static void main(String[] args) {
// 使用案例1:
try {
// 休眠5秒
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 5秒过后才会打印Hello World
System.out.println("Hello World");
// 使用案例2:
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i);
try {
// 让当前线程休眠1秒;没隔1秒打印1个数字
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
关于Thread.sleep()方法的一个面试题:
package com.bjpowernode.java.thread;
public class ThreadTest07 {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程对象
Thread t = new MyThread3(); // 多态
// 设置线程名字
t.setName("zl-gh");
// 启动线程
t.start();
// 调用sleep方法
try {
// 这段代码不会让线程zl-gh进入休眠状态,和对象没关系
// t.sleep在执行的时候还是会转换成:Thread.sleep(1000 * 5);
// 这行代码的作用是:让当前线程进入休眠,也就是说main线程进入休眠。
// 这样代码出现在main方法中,main线程睡眠。
t.sleep(1000*5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 5秒之后这里才会执行。
System.out.println("Hello World");
}
}
class MyThread3 extends Thread{
public void run() {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i);
}
}
}
3.终止线程的睡眠
注意:这个不是终断线程的执行,是终止线程的睡眠(唤醒线程)。
调用t.interrupt()这种终断睡眠的方式依靠了java的异常处理机制,来终断线程的睡眠
package com.bjpowernode.java.thread;
/*
sleep睡眠太久了,如果希望半道上醒来,你应该怎么办?也就是说怎么叫醒一个正在睡眠的线程??
*/
public class ThreadTest08 {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程对象
Thread t = new Thread(new MyRunnable1());
// 设置线程名字
t.setName("zl-gh");
// 启动线程
t.start();
// 希望5秒后,zl-gh线程醒来
try {
t.sleep(1000*5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 终断t线程的睡眠
// 这种终断睡眠的方式依靠了java的异常处理机制
// 这里终断,下面catch会打印异常信息
t.interrupt();
}
}
class MyRunnable1 implements Runnable{
// 重点:run()当中的异常不能throws,只能try catch
// 因为run()方法在父类中没有抛出任何异常,子类不能比父类抛出更多的异常。
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->begin");
try {
Thread.sleep(1000*60*60*24*365); // 睡眠1年
} catch (InterruptedException e) {
//e.printStackTrace(); // 异常信息的打印
}
// 一年之后才会执行这段代码
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->end");
// 调用doOther()
/* try {
doOther(); // 在这里只能try
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}*/
}
// 其它方法可以throws
/*public void doOther() throws Exception{
}*/
}
4.终止线程的执行
强行终止线程的执行
在java中怎么强行终止一个线程的执行;利用t.stop()方法
这种方式存在很大的缺点:容易丢失数据。因为这种方式是直接将线程杀死了,线程没有保存的数据将会丢失。不建议使用。
package com.bjpowernode.java.thread;
public class ThreadTest09 {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程对象
Thread t = new Thread(new MyRunnable3());
// 设置线程名字
t.setName("zl-gh");
// 启动线程
t.start();
// 5秒之后强行终止zl-gh线程
try {
Thread.sleep(5*1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 5秒之后强行终止zl-gh线程
t.stop(); // 已过时(不建议使用)
}
}
class MyRunnable3 implements Runnable{
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
合理终止线程的执行(重点)
package com.bjpowernode.java.thread;
public class ThreadTest10 {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程对象
MyRunnable4 m = new MyRunnable4();
Thread t = new Thread(m);
// 设置线程名字
t.setName("zl-gh");
// 启动线程
t.start();
// 5秒之后终止zl-gh线程
try {
Thread.sleep(5*1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 终止zl-gh线程
m.run = false;
}
}
class MyRunnable4 implements Runnable{
// 打一个布尔标记
boolean run = true;
public void run() { // 是true才会执行线程
for (int i = 0; i < 10; i++) {
if(run){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}else{
// false就return结束了,在这里可以进行保存数据的操作
return;
}
}
}
}
5.线程的调度(了解)
1、常见的线程调度模型有哪些?
(1)抢占式调度模型:哪个线程的优先级比较高,抢到的CPU时间片的概率就高一些/多一些;java采用的就是抢占式调度模型。
(2)均分式调度模型:平均分配CPU时间片。每个线程占有的CPU时间片时间长度一样;平均分配,一切平等。有一些编程语言,线程调度模型采用的是这种方式。
2、java中提供了哪些方法是和线程调度有关系的呢?(1)实例方法:
void setPriority(int newPriority) 设置线程的优先级
int getPriority() 获取线程优先级
最低优先级1、默认优先级是5、最高优先级10
优先级比较高的获取CPU时间片可能会多一些。(但也不完全是,大概率是多的)
(2)静态方法:
static void yield() 让位方法
暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程
yield()方法不是阻塞方法;让当前线程让位,让给其它线程使用。
yield()方法的执行会让当前线程从“运行状态”回到“就绪状态”。
注意:在回到就绪之后,有可能还会再次抢到。
(3)实例方法:
void join() 合并线程
例:t.join(); 当前线程进入阻塞,t线程执行,直到t线程结束。当前线程才可以继续
5.1 线程优先级
优先级较高的,只是抢到的CPU时间片相对多一些。
大概率方向更偏向于优先级比较高的。
package com.bjpowernode.java.thread;
public class ThreadTest11 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("最高优先级"+Thread.MAX_PRIORITY); // 10
System.out.println("最低优先级"+Thread.MIN_PRIORITY); // 1
System.out.println("最高优先级"+Thread.NORM_PRIORITY);// 5
// 获取当前线程对象,获取当前线程的优先级
Thread currentThread = Thread.currentThread();
System.out.println(currentThread.getName()+
"线程的优先级是"+currentThread.getPriority()); // main线程的优先级是5
// 设置主线程的优先级为1
Thread.currentThread().setPriority(1);
// 调用下面的线程
Thread t = new Thread(new MyRunnable5());
t.setPriority(10); // t线程优先级设置为10
t.setName("zl-gh");
t.start();
// 主线程的for循环
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i);
}
}
}
class MyRunnable5 implements Runnable{
public void run() {
// 获取线程默认的优先级
// System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程的优先级"+Thread.currentThread().getPriority()); // zl-gh线程的优先级5
// t线程的for循环;优先级较高,抢夺的CPU时间片也多,先执行结束
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i);
}
}
}
5.2 线程让位
让位:当前线程暂停,回到就绪状态,让给其它线程。
静态方法:Thread.yield();
package com.bjpowernode.java.thread;
public class ThreadTest12 {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程对象
Thread t = new Thread(new MyRunnable6());
// 修改线程名字
t.setName("zl-gh");
// 启动线程
t.start();
for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i);
}
}
}
class MyRunnable6 implements Runnable{
public void run() {
for (int i = 1; i <= 10000; i++) {
// 每100个让位一次
if(i%100 == 0){
Thread.yield();// 当前线程暂停一下,让给主线程。
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i);
}
}
}
5.3 线程合并
实例方法:void join() 合并线程
package com.bjpowernode.java.thread;
public class ThreadTest13 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("main begin");
// 创建线程对象
Thread t = new Thread(new MyRunnable7());
// 修改线程的名字
t.setName("zl-gh");
// 启动线程
t.start();
// 合并线程
try {
// t合并到当前线程中,当前线程受阻塞,t线程执行直到结束。
t.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("main over"); // 最后执行
}
}
class MyRunnable7 implements Runnable{
public void run() {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i);
}
}
}
结束语
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