Java 多线程编程(入门)

简介: Java 多线程编程(入门)

一、简单介绍 Thread类

       线程是操作系统的概念。操作系统给线程的一些相关操作,提供了一系列的API让用户使用(例如 Linux 的 pthread 库)。

       这些系统原生的 API 是用 C语言编写的,而Java 为了能够方便使用这些 API, 就把这些 API 给封装成 Java 风格的类。

这个类就是 Java标准库中的 Thread 类

Thread 类可以视为是对操作系统提供的 API 进行了进一步的封装和抽象

【1】Thread类中一些常用的方法

  🌑start 方法

调用 start() 方法用来启动一个线程。当我们创建一个线程后,只有调用 start() 方法才能启动,并执行一些任务。

  🌒run 方法

run() 方法是不需要用户调用的。run() 方法相当于线程他的本质工作,当线程通过 start() 启动后,线程会自动执行 run() 内的任务。

注意:继承Thread类时,必须重写run方法,在run方法内自定义要执行的任务

🌓sleep 方法

1. sleep(long ms) //参数为毫秒
2. sleep(long ms,int nanoseconds)//第一个参数为毫秒,第二个参数为纳秒

sleep() 方法相当于让线程休眠

注意:使用 sleep方法是要处理一下异常!

【2】编写一个简单多线程程序(入门)

如果我们想创建一个线程并让它不断打印 “hello world”的任务。

首先:我们可以自己创建一个线程类(MyThread) 继承 Thread 类


第二步:重写 run() 方法,把我们想要线程执行的任务写入 run() 方法内部,如下

class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("hello thread!");
    }
}

第三步:在 main函数中创建名为 MyThread的线程,并调用 start() 方法启动该线程

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args){
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start();
    }
}

这样我们就创建了一个线程啦。

在 Java 中,一个 Java 程序相当于一个进程,而 main函数相当于 主线程。我们创建的线程 和 主线程都是属于进程!!

每个线程都是一个独立的执行流

多个线程之间是 “并发” 执行的

  为了方便观察多线程的执行法过程,我们在 main函数 中也写上打印任务,并分别调用 sleep 方法,方便我们观察。

package threading;
class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            System.out.println("hello thread!");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}
//多线程创建实例
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start();
        while(true){
            System.out.println("hello main");
            Thread.sleep(1000);
        }
    }
}

结果如下:

   

我们会发现 main主线程 和 我们创建的线程是并发执行的(并发+并行),并不是串行执行的。

我们还可以使用 jconsole 命令观察线程

jconsole 命令查找可以查看:使用 jconsole 命令观察线程


jconsole 命令查找可以查看:使用 jconsole 命令观察线程

二、Java中创建多线程的方法(重点面试题)

1.继承 Thread 类

上述给大家演示的代码就是继承 Thread 类创建线程的方法,这里就不再赘述了。

2.实现 Runnable 接口,重写 run

先创建一个实现 Runnable 接口的类,实例化后作为参数传递给 Thread 构造方法。

class MyRunnable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            ...
        }
    }
}
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable runnable = new MyRunnable();
        Thread t = new Thread(runnable);
        t.start();
        while(true){
            System.out.println("hello main");
        }
    }
}

把任务提取出来,目的仍然是为了 解耦合 !

前面继承Thread 协防,就把线程要完成的工作,和线程本身,耦合在一起了

假设未来要对这个代码进程调整(不用多线程了,用其他方式),代码改动就比较大


而 Runnable 这种写法,就只是需要把 Runnable 传给其他的实体即可!!

3.使用匿名内部类,实现 创建 Thread 子类的方式

package threading;
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(){
            public void run(){
                while(true){
                    System.out.println("hello thread");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
            }
        };
        t.start();
    }
}

4.使用匿名内部类,实现 Runnable 接口的方法

在 Thread 的构造方法的参数里面就地创建了一个匿名内部类

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    System.out.println("hello thread");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
            }
        });
        t.start();
    }
}

匿名内部类的实例,作为构造方法的参数

5.lambda 表达式【推荐】

lambda 本质上是一个 “匿名函数”

语法格式如下:

 Thread t = new Thread(()->{
    //... 
 });

():内代表函数的形参  {}:代表函数体

-> 特殊语法,表示它是一个 lambda

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(() -> {
            while(true){
                System.out.println("hello thread");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        });
    }
}

注意:创建线程并不知道以上五种方式,不过大家知道这些就已经足够了

三、简单分析多线程编程提升效率

观察多线程在一些场合下,并行执行提升的代码运行速度的效率

System.currentTimeMillis():获取当前的时间戳。

serial 串行的完成一下运算,concurrency  使用两个线程并行执行相同操作。

package threading;
public class Demo6 {
    public static final long COUNT = 10_0000_0000L;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        serial();
        concurrency();
    }
    // 串行执行任务
    public static void serial(){
        // 记录 ms 级别的时间戳
        long beg = System.currentTimeMillis();
        long a = 0;
        for(long i = 0;i < COUNT;i++){
            a++;
        }
        a= 0;
        for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
            a++;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("执行的时间间隔" + (end - beg) + " ms");
    }
    // 并发执行任务
    public static void concurrency() throws InterruptedException {
        long beg = System.currentTimeMillis();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            long a = 0;
            for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
                a++;
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            long a = 0;
            for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
                a++;
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("执行的时间间隔" + (end - beg) + " ms");
    }
}

 在main 中调用 t1.join() 效果就是让 main 线程阻塞,一直到 t1 执行完 run , mian才继续执行!!

由结果可知,在相同运算操作下,并行执行大致能比串行执行快1倍左右。但是并行执行提升代码速度并不是没有代价的,比如运算操作不准确等,这些就需要我们更加深度的学习。


相关文章
|
1天前
|
缓存 负载均衡 安全
|
2天前
|
设计模式 前端开发 Java
【前端学java】SpringBootWeb极速入门-分层解耦(03)
【8月更文挑战第13天】SpringBootWeb极速入门-分层解耦(03)
8 2
【前端学java】SpringBootWeb极速入门-分层解耦(03)
|
1天前
|
Java 开发者
在Java编程中,if-else与switch作为核心的条件控制语句,各有千秋。if-else基于条件分支,适用于复杂逻辑;而switch则擅长处理枚举或固定选项列表,提供简洁高效的解决方案
在Java编程中,if-else与switch作为核心的条件控制语句,各有千秋。if-else基于条件分支,适用于复杂逻辑;而switch则擅长处理枚举或固定选项列表,提供简洁高效的解决方案。本文通过技术综述及示例代码,剖析两者在性能上的差异。if-else具有短路特性,但条件增多时JVM会优化提升性能;switch则利用跳转表机制,在处理大量固定选项时表现出色。通过实验对比可见,switch在重复case值处理上通常更快。尽管如此,选择时还需兼顾代码的可读性和维护性。理解这些细节有助于开发者编写出既高效又优雅的Java代码。
6 2
|
1天前
|
Java 开发者
在Java编程的广阔天地中,if-else与switch语句犹如两位老练的舵手,引领着代码的流向,决定着程序的走向。
在Java编程中,if-else与switch语句是条件判断的两大利器。本文通过丰富的示例,深入浅出地解析两者的特点与应用场景。if-else适用于逻辑复杂的判断,而switch则在处理固定选项或多分支选择时更为高效。从逻辑复杂度、可读性到性能考量,我们将帮助你掌握何时选用哪种语句,让你在编程时更加得心应手。无论面对何种挑战,都能找到最适合的解决方案。
5 1
|
1天前
|
搜索推荐 Java 程序员
在Java编程的旅程中,条件语句是每位开发者不可或缺的伙伴,它如同导航系统,引导着程序根据不同的情况做出响应。
在Java编程中,条件语句是引导程序根据不同情境作出响应的核心工具。本文通过四个案例深入浅出地介绍了如何巧妙运用if-else与switch语句。从基础的用户登录验证到利用switch处理枚举类型,再到条件语句的嵌套与组合,最后探讨了代码的优化与重构。每个案例都旨在帮助开发者提升编码效率与代码质量,无论是初学者还是资深程序员,都能从中获得灵感,让自己的Java代码更加优雅和专业。
5 1
|
1天前
|
Java
在Java编程的广阔天地中,条件语句是控制程序流程、实现逻辑判断的重要工具。
在Java编程中,if-else与switch作为核心条件语句,各具特色。if-else以其高度灵活性,适用于复杂逻辑判断,支持多种条件组合;而switch在多分支选择上表现优异,尤其适合处理枚举类型或固定选项集,通过内部跳转表提高执行效率。两者各有千秋:if-else擅长复杂逻辑,switch则在多分支选择中更胜一筹。理解它们的特点并在合适场景下使用,能够编写出更高效、易读的Java代码。
5 1
|
3天前
|
存储 缓存 安全
深度剖析Java HashMap:源码分析、线程安全与最佳实践
深度剖析Java HashMap:源码分析、线程安全与最佳实践
|
3天前
|
算法 安全 Java
深入解析Java多线程:源码级别的分析与实践
深入解析Java多线程:源码级别的分析与实践
|
3天前
|
存储 监控 算法
掌握Java内存管理:从入门到精通
在Java的世界里,内存管理是程序运行的心脏。本文将带你走进Java内存管理的奥秘,从基础概念到高级技巧,一步步揭示如何优化你的Java应用。准备好迎接挑战,让我们共同揭开高效内存使用的面纱!
|
Java
Java多线程编程核心技术(三)多线程通信(下篇)
线程是操作系统中独立的个体,但这些个体如果不经过特殊的处理就不能成为一个整体。线程间的通信就是成为整体的必用方案之一,可以说,使线程间进行通信后,系统之间的交互性会更强大,在大大提高CPU利用率的同时还会使程序员对各线程任务在处理的过程中进行有效的把控与监督。
670 0