00100_多线程

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了00100_多线程相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1、多线程介绍

  (1)进程:进程指正在运行的程序。确切的来说,当一个程序进入内存运行,即变成一个进程,进程是处于运行过程中的程序,并且具有一定独立功能;

  打开任务管理器的方法参考:01011_怎么打开任务管理器?win7打开任务管理器方法

  

  (2)线程:线程是进程中的一个执行单元,负责当前进程中程序的执行,一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的,这个应用程序也可以称之为多线程程序;

  (3)一个程序运行后至少有一个进程,一个进程中可以包含多个线程。

  (4)什么是多线程呢?

    ①即就是一个程序中有多个线程在同时执行;

    ②单线程程序:即,若有多个任务只能依次执行。当上一个任务执行结束后,下一个任务开始执行,一条队。

    ③多线程程序:即,若有多个任务可以同时执行,N条队。

2、程序运行原理

  (1)分时调度

    ①所有线程轮流使用 CPU 的使用权,平均分配每个线程占用 CPU 的时间。

  (2)抢占式调度

    ②优先让优先级高的线程使用 CPU,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个(线程随机性),Java使用的为抢占式调度。

3、抢占式调度

  (1)大部分操作系统都支持多进程并发运行,现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序;

  (2)实际上,CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而言,某个时刻,只能执行一个线程,而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快,看上去就是在同一时刻运行;

  (3)其实,多线程程序并不能提高程序的运行速度,但能够提高程序运行效率,让CPU的使用率更高。

4、主线程

  (1)如果在执行过程遇到循环时间比较长的代码,那么在循环之后的其他代码是不会被马上执行的;

 1 class Demo {
 2     String name;
 3 
 4     Demo(String name) {
 5         this.name = name;
 6     }
 7 
 8     void show() {
 9         for (int i = 1; i <= 100000000; i++) {
10             System.out.println("name=" + name + ",i=" + i);
11         }
12     }
13 }
14 
15 class ThreadDemo {
16     public static void main(String[] args) {
17         Demo d = new Demo("张三");
18         Demo d2 = new Demo("李四");
19         d.show();
20         d2.show();
21         System.out.println("Hello World!");
22     }
23 }

  

 

  (2)若在上述代码中show方法中的循环执行次数很多,这时在d.show();下面的代码是不会马上执行的,并且在dos窗口会看到不停的输出name=张三,i=值,这样的语句。为什么会这样呢?

    ①原因是:jvm启动后,必然有一个执行路径(线程)从main方法开始的,一直执行到main方法结束,这个线程在java中称之为主线程;

    ②当程序的主线程执行时,如果遇到了循环而导致程序在指定位置停留时间过长,则无法马上执行下面的程序,需要等待循环结束后能够执行。

  (3)那么,能否实现一个主线程负责执行其中一个循环,再由另一个线程负责其他代码的执行,最终实现多部分代码同时执行的效果?

    ①能够实现同时执行;

    ②通过Java中的多线程技术来解决该问题。

5、Thread类

  (1)Thread是程序中的执行线程。Java 虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程;

  (2)一种方法是将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。创建对象,开启线程。run方法相当于其他线程的main方法;

  (3)另一种方法是声明一个实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象,传入到某个线程的构造方法中,开启线程。

6、创建线程方式一继承Thread类

  (1)创建线程的步骤:

    ① 定义一个类继承Thread;

    ②重写run方法;

    ③创建子类对象,就是创建线程对象;

    ④调用start方法,开启线程并让线程执行,同时还会告诉jvm去调用run方法。

  (2)代码演示:

    ①自定义线程类

 1 public class MyThread extends Thread {
 2     //定义指定线程名称的构造方法
 3     public MyThread(String name) {
 4         //调用父类的String参数的构造方法,指定线程的名称
 5         super(name);
 6     }
 7     /**
 8      * 重写run方法,完成该线程执行的逻辑
 9      */
10     @Override
11     public void run() {
12         for (int i = 0; i < 10; i++) {
13             System.out.println(getName()+":正在执行!"+i);
14         }
15     }
16 }

    ②测试类

 1 public class Demo01 {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         // 创建自定义线程对象
 4         MyThread mt = new MyThread("新的线程!");
 5         // 开启新线程
 6         mt.start();
 7         // 在主方法中执行for循环
 8         for (int i = 0; i < 10; i++) {
 9             System.out.println("main线程!" + i);
10         }
11     }
12 }

  (3)线程对象调用 run方法和调用start方法区别?

    ①线程对象调用run方法不开启线程,仅是对象调用方法;

    ②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。

  (4)继承Thread类原理

    ①为什么要继承Thread类,并调用其的start方法才能开启线程呢?

    继承Thread类:因为Thread类用来描述线程,具备线程应该有功能。

    ②为什么不直接创建Thread类的对象呢?如下代码:

Thread t1 = new Thread();
t1.start();

    这样做没有错,但是该start调用的是Thread类中的run方法,而这个run方法没有做什么事情,更重要的是这个run方法中并没有定义我们需要让线程执行的代码。

    ③创建线程的目的是什么?

    是为了建立程序单独的执行路径,让多部分代码实现同时执行。也就是说线程创建并执行需要给定线程要执行的任务;

    ④对于之前的主线程,它的任务定义在main函数中。自定义线程需要执行的任务都定义在run方法中;

    ⑤Thread类run方法中的任务并不是我们所需要的,只有重写这个run方法。既然Thread类已经定义了线程任务的编写位置(run方法),那么只要在编写位置(run方法)中定义任务代码即可。

  (5)获取线程名称

    ①hread.currentThread()获取当前线程对象;

    ②Thread.currentThread().getName();获取当前线程对象的名称。

    ③获取线程名字Thread类方法getName

 1 /*
 2      *  获取线程名字,父类Thread方法
 3      *    String getName()
 4      */
 5     public class NameThread extends Thread{
 6       
 7       public NameThread(){
 8         super("小强");
 9       }
10       
11       public void run(){
12         System.out.println(getName());
13       }
14     }
15     
16     /*
17      *  每个线程,都有自己的名字
18      *  运行方法main线程,名字就是"main"
19      *  其他新键的线程也有名字,默认 "Thread-0","Thread-1"
20      *  
21      *  JVM开启主线程,运行方法main,主线程也是线程,是线程必然就是
22      *  Thread类对象
23      */
24     public class ThreadDemo {
25       public static void main(String[] args) {
26         NameThread nt = new NameThread();
27         nt.start();
28         
29          
30 
31       }
32     }

    ④获取线程名字Thread类方法currentThread

 1 /*
 2     *  获取线程名字,父类Thread方法
 3     *    String getName()
 4     */
 5    public class NameThread extends Thread{
 6 
 7      public void run(){
 8        System.out.println(getName());
 9      }
10    }
11    
12    /*
13     *  每个线程,都有自己的名字
14     *  运行方法main线程,名字就是"main"
15     *  其他新键的线程也有名字,默认 "Thread-0","Thread-1"
16     *  
17     *  JVM开启主线程,运行方法main,主线程也是线程,是线程必然就是
18     *  Thread类对象
19     *  Thread类中,静态方法
20     *   static Thread currentThread()返回正在执行的线程对象
21     */
22    public class ThreadDemo {
23      public static void main(String[] args) {
24        NameThread nt = new NameThread();
25        nt.start();
26        
27        /*Thread t =Thread.currentThread();
28        System.out.println(t.getName());*/
29        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
30 
31 
32      }
33    }

7、创建线程方式—实现Runnable接口

  (1)创建线程的另一种方法是声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象,传入到某个线程的构造方法中,开启线程;

  (2)查看Runnable接口说明文档:Runnable接口用来指定每个线程要执行的任务。包含了一个 run 的无参数抽象方法,需要由接口实现类重写该方法。

  (3)创建线程的步骤:

    ①定义类实现Runnable接口;

    ②覆盖接口中的run方法;

    ③创建Thread类的对象;

    ④将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数;

    ⑤调用Thread类的start方法开启线程。

  (4)代码演示:

    ①自定义线程执行任务类

 1 public class MyRunnable implements Runnable {
 2 
 3     // 定义线程要执行的run方法逻辑
 4     @Override
 5     public void run() {
 6 
 7         for (int i = 0; i < 10; i++) {
 8             System.out.println("我的线程:正在执行!" + i);
 9         }
10     }
11 }

    ②测试类

 1 public class Demo02 {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         // 创建线程执行目标类对象
 4         Runnable runn = new MyRunnable();
 5         // 将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数
 6         Thread thread = new Thread(runn);
 7         Thread thread2 = new Thread(runn);
 8         // 开启线程
 9         thread.start();
10         thread2.start();
11         for (int i = 0; i < 10; i++) {
12             System.out.println("main线程:正在执行!" + i);
13         }
14     }
15 }

  (5)实现Runnable的原理

    ①为什么需要定一个类去实现Runnable接口呢?继承Thread类和实现Runnable接口有啥区别呢?

    实现Runnable接口,避免了继承Thread类的单继承局限性。覆盖Runnable接口中的run方法,将线程任务代码定义到run方法中;

    创建Thread类的对象,只有创建Thread类的对象才可以创建线程。线程任务已被封装到Runnable接口的run方法中,而这个run方法所属于Runnable接口的子类对象,所以将这个子类对象作为参数传递给Thread的构造函数,这样,线程对象创建时就可以明确要运行的线程的任务。

  (6)实现Runnable的好处

    ①第二种方式实现Runnable接口避免了单继承的局限性,所以较为常用;

    ②实现Runnable接口的方式,更加的符合面向对象,线程分为两部分,一部分线程对象,一部分线程任务;

    ③继承Thread类,线程对象和线程任务耦合在一起。一旦创建Thread类的子类对象,既是线程对象,有又有线程任务;

    ④实现runnable接口,将线程任务单独分离出来封装成对象,类型就是Runnable接口类型。Runnable接口对线程对象和线程任务进行解耦。

8、线程的匿名内部类使用

  (1)使用线程的内匿名内部类方式,可以方便的实现每个线程执行不同的线程任务操作;

  (2)方式1:创建线程对象时,直接重写Thread类中的run方法;

1 new Thread() {
2             public void run() {
3                 for (int x = 0; x < 40; x++) {
4                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()
5                             + "...X...." + x);
6                 }
7             }
8         }.start();

  (3)方式2:使用匿名内部类的方式实现Runnable接口,重新Runnable接口中的run方法;

1 Runnable r = new Runnable() {
2             public void run() {
3                 for (int x = 0; x < 40; x++) {
4                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()
5                             + "...Y...." + x);
6                 }
7             }
8         };
9         new Thread(r).start();

 

public class MyThread extends Thread {

    //定义指定线程名称的构造方法

    public MyThread(String name) {

        //调用父类的String参数的构造方法,指定线程的名称

        super(name);

    }

    /**

     * 重写run方法,完成该线程执行的逻辑

     */

    @Override

    public void run() {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {

            System.out.println(getName()+":正在执行!"+i);

        }

    }

}

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