多线程入门

Posted 2021-01-15 javatalk

本次主要内容，主要是初步了解线程，创建线程，使用一些简单的API，多线程的五种状态。

 

线程和进程

什么是线程？什么是进程？线程和进程的区别是什么？(面试常问)

用例子说明：我们打开电脑，同时打开qq，网易云音乐，word多个软件，在任务管理器中就可以看到这些就是进程，进程是正在执行中的程序，我们在qq中，既可以给好友发信息，发文件，也可以接收信息，这些就是这个进程中的线程，线程是正在独立运行的一条执行路径，进程是线程的集合，一个操作系统可以有多个进程，一个进程有多个线程。任何一个进程都有一个主线程，在Java中是main线程。

为什么使用多线程？

百度网盘下载，我们可以同时下载多个文件，这多个文件是交给线程处理的，并且线程之间是互不影响的，不会因为一个出问题了，影响到其他文件的下载，提高程序的效率。

 

如何创建多线程

有几种方式？共有5种

在这里先介绍三种：

1、继承Thread类

2、实现Runnable接口

3、使用匿名内部类(可以算作一种)

另外两种后面深入再讲：

1、callable

2、使用线程池创建线程

 

01继承Thread类

class CreateThread1 extends Thread {
 @Override
 public void run() {
   for (int i = 0; i < 20; i++) {
     System.out.println("run i:" + i);
   }
 }
}
public class Thread_Demo1 {

 public static void main(String[] args) {
   // 调用线程
   CreateThread1 ct1 = new CreateThread1();
   // 启动线程
   ct1.start();
   for (int i = 0; i < 30; i++) {
     System.out.println("main i:" + i);//打印交替执行
   }
 }
}

 

继承Thread类创建线程，重写run方法，调用线程就是创建线程对象。怎么启动线程？不是直接对象名.run()，而是调用start方法来启动线程，如果调用run，就成了简单的调用一个普通的run方法。一旦开启线程以后，代码的执行顺序不会在按照从上往下的顺序执行。执行顺序具有随机性。上面的代码运行一次的部分结果为：

main i:0
main i:1
run i:0
main i:2
run i:1
main i:3
run i:2
main i:4
run i:3
run i:4
main i:5

main是主线程，很容易的看出，多线程执行顺序不是从上而下的。

 

 

上图明显看出线程和多线程之间的区别，如果每个任务完成需要10秒，那么单线程下需要20秒，多线程下只需要10秒，单线程下如果任务1执行过程中出错了，那么整个程序就不会继续执行，多线程下互不影响。

这里，我们引出同步和异步的概念，同步就是代码从上往下顺序执行，是单线程的，异步就不是顺序执行，多线程，并且线程之间互不影响。

 

02实现Runnable接口

class CreateThread2 implements Runnable{
 @Override
 public void run() {
   for (int i = 0; i < 20; i++) {
     System.out.println("run i:" + i);
   }
 }
}

public class Thread_Demo2 {

 public static void main(String[] args) {
   // 调用线程
   CreateThread2 ct2 = new CreateThread2();
   Thread t = new Thread(ct2);//别名 new Thread(ct2,"别名")；
   // 启动线程
   t.start();
   for (int i = 0; i < 30; i++) {
     System.out.println("main i:" + i);//打印交替执行
   }
 }

}

 

源码中，Thread类是实现了Runnable接口的，我们需要先创建实现Runnable的对象，然后传给Thread，启动线程。

对于这两种方法，是继承好还是实现接口好？

实现接口好，Java是单继承，多实现的面向对象编程语言，并且后面的开发都是面向接口编程，有利于代码的扩展与维护。

 

03匿名内部类创建线程

public class Thread_Demo3 {

 public static void main(String[] args) {
   Thread t = new Thread(new Runnable() {
     
     @Override
     public void run() {
       for (int i = 0; i < 30; i++) {
         System.out.println("run i:"+i);

       }
     }
   });
   t.start();
   for (int i = 0; i < 30; i++) {
     System.out.println("main i:" + i);//打印交替执行
   }
   
 }

}

 

简单的API

1、start()    启动线程

2、currentThread()    获取当前线程对象

3、getID()    获取当前线程ID  Thread-编号，编号从0开始

4、getName()    获取当前线程名称

5、sleep()    线程休眠

6、stop()    停止线程（已过时，不建议使用）

这些大部分都是静态方法，可以直接Thread.进行调用。

class CreateT extends Thread {
 @Override
 public void run() {
   for (int i = 0; i < 20; i++) {
     try {
       Thread.sleep(1000);//休眠1000毫秒也就是1秒
     } catch (InterruptedException e) {
       // TODO Auto-generated catch block
       e.printStackTrace();
     }
     System.out.println("线程ID：" + this.getId() + "子线程 i:" + i+"子线程name:"+this.getName());// 拿到线程ID,唯一，不会重复
      //Thread.currentThread()获取当前线程
     if(i==5){
       //Thread.currentThread().stop();不安全，不建议使用，强制停止
     }
   }
 }
}

public class ThreadAPI {

 public static void main(String[] args) {
   // 获取主线程ID
   System.out.println("主线程ID：" + Thread.currentThread().getId()+"主线程name:"+Thread.currentThread().getName());
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
     CreateT t = new CreateT();
     t.start();
   }
   
   CreateT t = new CreateT();
   t.start();
   

 }

}

 

 守护线程和非守护线程

守护线程就是和main线程相关的，特征就是和主线程一起销毁，比如gc线程。

非守护线程特征就是和main线程互不影响，比如用户自己创建的用户线程，主线程停止掉，不会影响用户线程。

 

下面这个例子，主线程执行完毕后，不会影响到子线程，子线程依然在执行。

public class Demo4 {
 
 public static void main(String[] args) {
   Thread t = new Thread(new Runnable() {
     @Override
     public void run() {
       for (int i = 0; i < 20; i++){
       System.out.println("子线程 i:"+i);
       }
     }
   });
   
   t.start();
   for (int i = 0; i < 5; i++) {
     System.out.println("主线程 i:"+i);
   }
   System.out.println("主线程执行完毕");
 }

}

使用下面这个方法：

setDaemon(true);//设置该线程为守护线程，和main线程一起挂掉

public class Demo4 {

public static void main(String[] args) {
  Thread t = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
      for (int i = 0; i < 20; i++){
      System.out.println("子线程 i:"+i);
      }
    }
  });
  t.setDaemon(true);
  t.start();
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    System.out.println("主线程 i:"+i);
  }
  System.out.println("主线程执行完毕");
}

}

 

一次的执行结果

主线程 i:0
子线程 i:0
主线程 i:1
主线程 i:2
主线程 i:3
主线程 i:4
主线程执行完毕

主线程执行完毕后，子线程不会执行完毕，而是会随着主线程的停止就停止了。

join

join的作用就是让其他线程变为等待。

一个A线程，一个B线程，A线程调用B线程的join方法，那么A等待B执行完毕后，释放CPU执行权，再继续执行。

有这样一个题目：T1,T2,T3三个线程，怎么保证T2在T1完成后执行，T3在T2完成后执行？？？

在T3的run方法中调用T2的join方法，在T2的run方法中调用T1的join方法

public class Join_Test {
 public static void main(String[] args) {
   Thread T1 = new Thread(new Runnable() {
     @Override
     public void run() {
       for (int i = 0; i < 5; i++){
         System.out.println("T1");
       }
     }
   });
   T1.start();
   Thread T2 = new Thread(new Runnable() {
     @Override
     public void run() {
       try {
         T1.join();
       } catch (InterruptedException e) {
         // TODO Auto-generated catch block
         e.printStackTrace();
       }
       for (int i = 0; i < 5; i++){
         System.out.println("T2");
       }
     }
   });
   T2.start();
   Thread T3 = new Thread(new Runnable() {
     @Override
     public void run() {
       try {
         T2.join();
       } catch (InterruptedException e) {
         // TODO Auto-generated catch block
         e.printStackTrace();
       }
       for (int i = 0; i < 5; i++){
         System.out.println("T3");
       }
     }
   });
   T3.start();
 }
}

线程的几种状态

线程共有5种状态。

新建状态，就绪状态，运行状态，阻塞状态，死亡状态。

 

新建状态：就是new创建一个线程，线程还没有开始运行。

就绪状态：新建状态的线程不会自动执行，要想执行线程，需要调用start方法启动线程，start线程创建线程运行的系统资源，并调度线程运行run方法，start方法返回后，就处于了就绪状态。就绪状态的线程不会立即运行run方法，需要获得CPU时间片后，才会运行。

运行状态：获取CPU时间片，执行run方法。

阻塞状态：线程运行时，可能会有好多原因进入该状态，比如调用sleep方法休眠，I/O阻塞，线程想得到一个被其他线程正在持有的锁。

死亡状态：正常退出而死亡，非正常退出而死亡（一个未捕获的异常终止了该线程）。