Java多线程、使用多线程的优点、线程的创建和使用、Thread类、创建线程的两种方式继承Thread类、实现Runnable接口、Thread类的有关方法、线程的调度、无效的源发行版、线程的分类

简介: Java多线程、使用多线程的优点、线程的创建和使用、Thread类、创建线程的两种方式继承Thread类、实现Runnable接口、Thread类的有关方法、线程的调度、无效的源发行版、线程的分类

@[toc]

1.多线程

1.1程序、进程、线程

  • 程序(program)是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码,静态对象。
  • 进程(process)是程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程:有它自身的产生、存在和消亡的过程。——生命周期
1.如:运行中的QQ,运行中的MP3播放器
2.程序是静态的,进程是动态的
3.进程作为资源分配的单位,系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域
  • 线程(thread),进程可进一步细化为线程,是一个程序内部的一条执行路径。
1.若一个进程同一时间并行执行多个线程,就是支持多线程的
2.线程作为调度和执行的单位,每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc),线程切换的开销小
3.一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间它们从同一堆中分配对象,可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患。

在这里插入图片描述

内存结构:
在这里插入图片描述

进程可以细化为多个线程。
每个线程,拥有自己独立的:栈、程序计数器
多个线程,共享同一个进程中的结构:方法区、堆。

1.1.1进程与线程

在这里插入图片描述

1.1.2单核CPU和多核CPU的理解

单核CPU,其实是一种假的多线程,因为在一个时间单元内,也只能执行一个线程的任务。例如:虽然有多车道,但是收费站只有一个工作人员在收费,只有收了费才能通过,那么CPU就好比收费人员。如果有某个人不想交钱,那么收费人员可以把他“挂起”(晾着他,等他想通了,准备好了钱,再去收费)。但是因为CPU时间单元特别短,因此感觉不出来。
如果是多核的话,才能更好的发挥多线程的效率。(现在的服务器都是多核的)
一个Java应用程序java.exe,其实至少有三个线程:main()主线程,gc()垃圾回收线程,异常处理线程。当然如果发生异常,会影响主线程。

1.1.3并行与并发

并行:多个CPU同时执行多个任务。比如:多个人同时做不同的事。
并发:一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如:秒杀、多个人做同一件事。

1.1.4使用多线程的优点

背景:以单核CPU为例,只使用单个线程先后完成多个任务(调用多个方法),肯定比用多个线程来完成用的时间更短,为何仍需多线程呢?

多线程程序的优点:

  1. 提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义,可增强用户体验。
  2. 提高计算机系统CPU的利用率
  3. 改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程,独立运行,利于理解和修改

1.1.5何时需要多线程

程序需要同时执行两个或多个任务。
程序需要实现一些需要等待的任务时,如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等。
需要一些后台运行的程序时。

1.2线程的创建和使用

1.2.1线程的创建和启动

Java语言的JVM允许程序运行多个线程,它通过java.lang.Thread类来体现。
Thread类的特性
每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的,经常把run()方法的主体称为线程体
通过该Thread对象的start()方法来启动这个线程,而非直接调用run()

1.2.2Thread类

构造器
Thread():创建新的Thread对象
Thread(String threadname):创建线程并指定线程实例名
Thread(Runnable target):指定创建线程的目标对象,它实现了Runnable接口中的run方法
Thread(Runnable target, String name):创建新的Thread对象

1.2.3API中创建线程的两种方式

JDK1.5之前创建新执行线程有两种方法:

继承Thread类的方式
实现Runnable接口的方式

1.2.3.1方式一:继承Thread类

1) 定义子类继承Thread类。
2) 子类中重写Thread类中的run方法。
3) 创建Thread子类对象,即创建了线程对象。
4) 调用线程对象start方法:启动线程,调用run方法。

1.2.3.1.1例子:遍历20以内的所有的偶数
package com.my.java;

/**
 * @author Redamancy
 * @create 2022-08-05 10:26
 */
//1. 创建一个继承于Thread类的子类
class MyThread extends Thread {
    
    //2. 重写Thread类的run()
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(i);

            }
        }
    }
}

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        //3. 创建Thread类的子类的对象
        MyThread t1 = new MyThread();
        //4. 通过此对象调用start()
        t1.start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i % 2 != 0){
                System.out.println(i+"*************");

            }
        }


    }
}
1.2.3.1.2输出结果
1*************
3*************
5*************
7*************
9*************
11*************
13*************
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
15*************
17*************
19*************

Process finished with exit code 0

在这里插入图片描述

在原先的代码基础上输出的时候加上Thread.currentThread().getName(),打印运行当前代码的是哪个线程

package com.my.java;

/**
 * @author Redamancy
 * @create 2022-08-05 10:26
 */
//1. 创建一个继承于Thread类的子类
class MyThread extends Thread {
    
    //2. 重写Thread类的run()
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);

            }
        }
    }
}

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        //3. 创建Thread类的子类的对象
        MyThread t1 = new MyThread();
        //4. 通过此对象调用start()
        t1.start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i % 2 != 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i+"*************");

            }
        }


    }
}
main:1*************
Thread-0:0
Thread-0:2
Thread-0:4
Thread-0:6
Thread-0:8
Thread-0:10
Thread-0:12
main:3*************
Thread-0:14
Thread-0:16
Thread-0:18
main:5*************
main:7*************
main:9*************
main:11*************
main:13*************
main:15*************
main:17*************
main:19*************

在这里插入图片描述

1.2.3.1.3注意点
  1. 如果自己手动调用run()方法,那么就只是普通方法,没有启动多线程模式。
  2. run()方法由JVM调用,什么时候调用,执行的过程控制都有操作系统的CPU调度决定。
  3. 想要启动多线程,必须调用start方法。
  4. 一个线程对象只能调用一次start()方法启动,如果重复调用了,则将抛出以上的异常“IllegalThreadStateException”。

1.2.3.2方式二:实现Runnable接口

1) 定义子类,实现Runnable接口。
2) 子类中重写Runnable接口中的run方法。
3) 通过Thread类含参构造器创建线程对象。
4) 将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造器中。
5) 调用Thread类的start方法:开启线程,调用Runnable子类接口的run方法。

package com.my.java;

/**
 * @author Redamancy
 * @create 2022-08-05 20:13
 */
class MThread implements Runnable{

    //2. 实现类去实现Runnable中的抽象方法:run()
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

        }
    }
}


public class ThreadTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //3. 创建实现类的对象
        MThread mThread = new MThread();
        //4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread类的对象
        Thread t1 = new Thread(mThread);
        t1.setName("线程1");
        //5. 通过Thread类的对象调用start():① 启动线程 ②调用当前线程的run()-->调用了Runnable类型的target的run()
        t1.start();

        //再启动一个线程,遍历100以内的偶数
        Thread t2 = new Thread(mThread);
        t2.setName("线程2");
        t2.start();
    }

}

在这里插入图片描述

线程1:0
线程2:0
线程1:2
线程1:4
线程1:6
线程1:8
线程1:10
线程1:12
线程1:14
线程1:16
线程1:18
线程1:20
线程1:22
线程1:24
线程1:26
线程1:28
线程1:30
线程1:32
线程1:34
线程2:2
线程2:4
线程2:6
线程2:8
线程2:10
线程2:12
线程2:14
线程2:16
线程2:18
线程2:20
线程2:22
线程2:24
线程1:36
线程1:38
线程2:26
线程1:40
线程1:42
线程1:44
线程1:46
线程1:48
线程1:50
线程1:52
线程1:54
线程1:56
线程1:58
线程1:60
线程1:62
线程1:64
线程1:66
线程1:68
线程1:70
线程1:72
线程1:74
线程1:76
线程1:78
线程1:80
线程1:82
线程1:84
线程1:86
线程1:88
线程1:90
线程1:92
线程2:28
线程1:94
线程1:96
线程1:98
线程2:30
线程2:32
线程2:34
线程2:36
线程2:38
线程2:40
线程2:42
线程2:44
线程2:46
线程2:48
线程2:50
线程2:52
线程2:54
线程2:56
线程2:58
线程2:60
线程2:62
线程2:64
线程2:66
线程2:68
线程2:70
线程2:72
线程2:74
线程2:76
线程2:78
线程2:80
线程2:82
线程2:84
线程2:86
线程2:88
线程2:90
线程2:92
线程2:94
线程2:96
线程2:98

Process finished with exit code 0

1.2.3.3比较创建线程的两种方式

开发中:优先选择:实现Runnable接口的方式
原因:
1.实现的方式没有类的单继承性的局限性
2.实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况。

1.2.4继承方式和实现方式的联系与区别

public class Thread extends Object implements Runnable

  • 区别

继承Thread:线程代码存放Thread子类run方法中。
实现Runnable:线程代码存在接口的子类的run方法。

  • 实现方式的好处

避免了单继承的局限性
多个线程可以共享同一个接口实现类的对象,非常适合多个相同线程来处理同一份资源。

1.2.5Thread类的有关方法

1) start():启动当前线程;调用当前线程的run()
2) run(): 通常需要重写Thread类中的此方法,将创建的线程要执行的操作声明在此方法中
3) currentThread():静态方法,返回执行当前代码的线程
4) getName():获取当前线程的名字
5) setName():设置当前线程的名字
6) yield():释放当前cpu的执行权
7) join():在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态,直到线程b完全执行完以后,线程a才结束阻塞状态。
8) stop():已过时。当执行此方法时,强制结束当前线程。
9) sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内,当前线程是阻塞状态。
10) isAlive():判断当前线程是否存活

代码测试,可自行拿代码试一下

package com.my.java;

/**
 * @author Redamancy
 * @create 2022-08-05 16:02
 */
class HelloThread extends Thread{
    //2. run(): 通常需要重写Thread类中的此方法,将创建的线程要执行的操作声明在此方法中
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                //9. sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内,当前线程是阻塞状态。

                try {
                    sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                //3.currentThread():静态方法,返回执行当前代码的线程
                // 4. getName():获取当前线程的名字
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" +  i);
            }

//            if(i % 20 == 0){
            //6. yield():释放当前cpu的执行权
//                yield();
//            }

        }

    }

    public HelloThread(String name){
        super(name);
    }
}


public class ThreadMethodTest {
    public static void main(String[] args) {

        HelloThread h1 = new HelloThread("Thread:1");

        // 5. setName():设置当前线程的名字
        h1.setName("线程一");
        //1. start():启动当前线程;调用当前线程的run()
        h1.start();

        //给主线程命名
        //3.currentThread():静态方法,返回执行当前代码的线程
        // 4. getName():获取当前线程的名字
        Thread.currentThread().setName("主线程");

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                //3.currentThread():静态方法,返回执行当前代码的线程
                // 4. getName():获取当前线程的名字
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":"  + i);
            }

//            if(i == 20){
            //7. join():在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态,直到线程b完全执行完以后,线程a才结束阻塞状态。
//                try {
//                    h1.join();
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
//            }

        }
        //10. isAlive():判断当前线程是否存活
        System.out.println(h1.isAlive());

    }
}

1.2.6线程的调度

线程的优先级:

  1. MAX_PRIORITY:10

MIN _PRIORITY:1
NORM_PRIORITY:5 -->默认优先级

  1. 如何获取和设置当前线程的优先级:

getPriority():获取线程的优先级
setPriority(int p):设置线程的优先级

  1. 说明:高优先级的线程要抢占低优先级线程cpu的执行权。但是只是从概率上讲,高优先级的线程高概率的情况下被执行。并不意味着只有当高优先级的线程执行完以后,低优先级的线程才执行。
package com.my.java;

/**
 * @author Redamancy
 * @create 2022-08-05 16:02
 */
class HelloThread extends Thread{
    //2. run(): 通常需要重写Thread类中的此方法,将创建的线程要执行的操作声明在此方法中
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().getPriority() + ":" + i);
            }
        }

    }

    public HelloThread(String name){
        super(name);
    }
}


public class ThreadMethodTest {
    public static void main(String[] args) {

        HelloThread h1 = new HelloThread("Thread:1");

        //设置分线程的优先级
        h1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        h1.start();

        //给主线程命名
        Thread.currentThread().setName("主线程");
        //设置主线程的优先级
        Thread.currentThread().setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().getPriority() + ":" + i);
            }

        }
    }
}

在这里插入图片描述

1.2.7无效的源发行版

在这里插入图片描述
当出现这个的时候

在模块上右键选择OpenModule Settings
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
这里要选择正确的jdk的版本

1.2.8线程的分类

Java中的线程分为两类:一种是守护线程,一种是用户线程。
它们在几乎每个方面都是相同的,唯一的区别是判断JVM何时离开。
守护线程是用来服务用户线程的,通过在start()方法前调用thread.setDaemon(true)可以把一个用户线程变成一个守护线程。
Java垃圾回收就是一个典型的守护线程。
若JVM中都是守护线程,当前JVM将退出。
形象理解:兔死狗烹,鸟尽弓藏

想看完整版的多线程看我发的博客https://blog.csdn.net/Redamancy06/article/details/126229545?spm=1001.2014.3001.5502

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