java多线程的3种实现方式

Posted 2022-08-24 zhiwenxi

多线程相关的问题

1.什么是进程?

? 正在执行的程序

2.什么是线程?

? 进程的子单位,一个能够完成独立功能的执行路径

3.为什么需要开启多线程?

• 当执行某些耗时操作的任务的时候需要开启多线程,防止线程阻塞
• 能够让两个任务看起来像是在同时执行
• 提高CPU的使用率,进而提高进程和内存的使用率

4.为什么开启多线程会同时执行?

? 因为CPU切换执行的速度太快了,肉眼无法差距

5.开启多线程是不是越多越好,提高了效率还是降低了效率?

? 不是,线程越多,效率越慢,但是太少,浪费CPU资源,所以,合理利用CPU

6.并发和并行的区别

• 并发 --> 在同一个时间段下同时执行多个线程,看起来像同时执行
• 并行 --> 在同一个时间刻度下(不能够在分割的时间单位)执行多个线程,本质就上就是同时执行

CPU在某一个最小的时间刻度单位下,执行的是一个进程的一个线程的一个不可再分割的原子性语句

线程开启方式

Java提供了三种创建线程方法：

? 1.继承Thread类的方式

? 2.实现Runnable的方式

? 3.通过 Callable 和 Future 创建线程。

方式一：继承Thread类

? 1.自定义类MyThread继承Thread类。3
? 2.MyThread类里面重写run()方法。
? 3.创建线程对象。
? 4.启动线程。
注意：
? 1、启动线程使用的是start()方法而不是run()方法
? 2、线程能不能多次启动

线程对象调用 run方法和调用start方法区别？

• 线程对象调用run方法不开启线程。仅是对象调用方法。
• 线程对象调用start开启线程，并让jvm调用run方法在开启的线程中执行

代码演示使用方式一开启线程

// 方式二：实现Runnable接口
class CalculateRunnable implements Runnable 
    private int m;
    private int n;
    public CalculateRunnable(int m, int n) 
        super();
        this.m = m;
        this.n = n;
    
    public CalculateRunnable() 
        super();
    
    @Override
    public void run() 
        int sum = 0;
        for (int i = m; i <= n; i++) 
            sum += i;
            System.out.println("CalculateRunnable子线程: " + i);
        
        System.out.println(m + "~" + n + "的和: " + sum);
    
 

方式二：实现Runnable接口

? 1.自定义类MyRunnable实现Runnable接口
? 2.重写run()方法
? 3.创建MyRunnable类的对象
? 4.创建Thread类的对象，并把步骤3创建的对象作为构造参数传递
? 5.启动线程

实现接口方式的好处
可以避免由于Java单继承带来的局限性。
适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况，把线程同程序的代码，数据有效分离，较好的体现了面向对象的设计思想。

代码演示方式二开启线程

// 方式一：继承Thread类
class CopyThread extends Thread 
    private File srcFile;
    private File descFile;
    
    public CopyThread() 
        super();
    

    public CopyThread(File srcFile, File descFile) 
        super();
        this.srcFile = srcFile;
        this.descFile = descFile;
    

    @Override
    public void run() 
        // main方法怎么写,这里就怎么写
        copy(srcFile, descFile);
    

    public void copy(File srcFile, File descFile) 
        try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(srcFile));
                BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(descFile)))
            byte[] bys = new byte[1024];
            int len = 0;
            while ((len = bis.read(bys)) != -1) 
                bos.write(bys, 0, len);
                bos.flush();
            
         catch (FileNotFoundException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        
    

主方法调用

    public static void main(String[] args) 
        CopyThread ct = new CopyThread(new File("Test.java"), new File("Test.txt"));
        CalculateRunnable cr = new CalculateRunnable(1, 200);
        Thread t = new Thread(cr);
        ct.start();
        t.start();
        for (int i = 0; i < 100; i++) 
            System.out.println("main线程: " + i);
        
    

方式三: Callable 和 Future 创建线程。

• 创建 Callable 接口的实现类，并实现 call() 方法，该 call() 方法将作为线程执行体，并且有返回值。
• 创建 Callable 实现类的实例，使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象，该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值。
• 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。
• 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。

继承Thread和实现Runnable的方式的特点:

? 1.没有返回结果

? 2.没有异常

Callable和Runnable的区别:

? 1.Runnable无返回值,没有异常抛出的

? 2.Callable可以在启动线程中获取返回值, 以及接受子线程的异常

线程间的数据传递:线程通信

? A线程中开启了B线程

? A --> B 通过构造方法

? B --> A 通过Callable方式

public class CallableDemo
    public static void main(String[] args) 
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(new CalculateCallable(0,100));
        Thread t = new Thread(task);
        t.start();
        
        try 
            Integer i = task.get();
            System.out.println("计算结果: " + i);
         catch (InterruptedException | ExecutionException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (Exception e) 
            e.printStackTrace();
        
        
        System.out.println("程序结束");
    

class CalculateCallable implements Callable<Integer> 
    
    private int m;
    private int n;
    
    public CalculateCallable() 
        super();
    
    
    public CalculateCallable(int m, int n) 
        super();
        this.m = m;
        this.n = n;
    

    @Override
    public Integer call() throws Exception 
        int sum = 0;
        for (int i = m; i <= n; i++) 
            System.out.println("子线程: " + i);
            sum += i;
            throw new NullPointerException("空指针异常!");
        
        return sum;