Java多线程基础（线程与进程的区别，线程的创建方式及常用api，线程的状态）

2022-10-29 129

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简介： 每一个线程都是一个执行流，都按照自己的顺序执行自己的代码，多个线程之间“同时”（并发并行）的执行多份代码。Java中的线程是以轻量级进程来实现的。

☘️一. 什么是线程

每一个线程都是一个执行流，都按照自己的顺序执行自己的代码，多个线程之间“同时”（并发并行）的执行多份代码。Java中的线程是以轻量级进程来实现的

🍒Java中，线程既然是以轻量级进程实现的，那它也具有进程的特征：

需要系统调度CPU来执行

并发：一个CPU以时间调度轮转的方式依次执行每个线程

并行：多个CPU在同一时间同时执行多个线程

🍓线程存在的必要性？

单核CPU发展遇到了瓶颈，要想提高运算力，就得用到多核CPU，与此同时，并发编程更能充分利用多核CPU资源

对于某些任务场景，比如等待IO，为了在等待IO的时间内做一些其他事情，也需要用到并发编程

🍅多进程也能实现并发编程，但是线程比进程轻量：

🍁创建线程比创建进程更快

🍁销毁线程比销毁进程更快

🍁调度线程比调度进程更快

🌿二. 线程和进程的区别（面试常问）

🍂进程是包含线程的，而且每一个进程至少包含一个线程（主线程）

🍂进程是系统分配资源的最小单位（基本单位），线程是操作系统调度CPU执行的最小单位（基本单位）

🍂进程状态的改变会消耗很多资源时间，线程的效率更高

🍂进程独占虚拟内存空间，一个进程包含的多个线程可以共享进程的内存

🍂一个进程要访问另一个进程的数据需要使用通信的方式，一个进程的多个线程可以使用共享变量

🍂一个进程如果挂掉是不会影响其他进程的，但是如果一个线程挂掉可能影响整个进程

👁‍🗨️例如：一个线程申请的内存太多超出整个进程的内存（OOM）

🍄三. 线程的创建方式（面试常问）

这里介绍两种创建方式：

· 继承Thread类，this表示当前线程对象的引用

· 实现Runnable接口，this表示的是MyRunnable的引用，当前线程的引用需要使用Thread.currentThread()

🌴1. 继承Thread类

public class Method1 {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t1 = new MyThread(); //创建MyThread的实例
        t1.start(); //调用start方法，才会真正创建操作系统中的线程，并申请系统调度执行
    }
    public static class MyThread extends Thread {
        //必须重写run方法描述线程要执行的任务
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("创建方式1");
        }
    }
}

🌵2. 实现Runnable接口

public class Method2 {
    public static void main(String[] args) {
        //先创建Runnable对象，然后当作参数传入Thread的构造方法中
        Thread t2 = new Thread(new MyRunnable());
        t2.start();
    }
    //Runnable接口，表示定义线程任务对象（Thread才是线程本身）
    public static class MyRunnable implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("创建方式2");
        }
    }
}

🌾3. 变形的方式创建

🍀使用匿名内部类来创建Thread子类对象

public class Method3 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t3 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("匿名内部类创建Thread子类对象");
            }
        };
        t3.start();
    }
}

🍀使用匿名内部类来创建Runnable子类对象

public class Method4 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t4 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("使用匿名内部类创建Runnable子类对象");
            }
        });
        t4.start();
    }
}

🍀lambda表达式创建Runnable子类对象

public class Method5 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t5 = new Thread(() -> System.out.println("lambda表达式创建"));
        t5.start();
    }
}

🌻四. Thread常用方法

🍖1. Thread常见构造方法

方法	说明
Thread()	创建线程对象
Thread(Runnable target)	使用Runnable对象创建线程对象
Thread(String name)	创建线程对象并命名
Thread(Runnable target,String name)	使用Runnable对象创建线程对象并命名

Thread t1 = new Thread();
 Thread t2 = new Thread(new MyRunnable());
 Thread t3 = new Thread("名字1");
 Thread t4 = new Thread(new MyRunnable(),"名字2");

🍗2. Thread的常见属性

属性	获取方法
ID	getId()
名称	getName()
状态	getState()
优先级	getPriority()
是否有后台线程	isDaemon()
是否存活	isAlive()
是否被中断	isInterrupted()

👁‍🗨️说明：

🍃ID：是线程的唯一标识，多个线程不能重复

🍃名称：是线程的名称

🍃状态：表示线程所处的情况

🍃优先级：理论来说，优先级高的线程优先被调度到

🍃后台线程：JVM会在一个进程的所有非后台线程结束后，才会结束运行

🍃是否存活：简单理解为run方法是否运行结束

🍃中断：下面板块中介绍

🥩3. 介绍说明常用方法

Thread有静态方法也有实例方法：

Thread.静态方法()

thread对象.实例方法()

微信图片_20221029142046.jpg

微信图片_20221029142050.jpg

线程中断（重点掌握）

实现线程中断的操作：设置一个标记位，表示是否被中断，线程在执行时循环判断是否被中断

public class Interrupt {
    private static boolean isStop = false; //标记位
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    while(!isStop){
                        //每一秒钟打印一次
                        //如果线程处于休眠状态就不会被中断（如休眠100秒）
                        Thread.sleep(1000);
                        System.out.println("hello word");
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        t.start();
        //让t线程运行3秒中在中断
        Thread.sleep(3000);
        isStop = true;
    }
}

微信图片_20221029142127.jpg

Thread.interrupted()，静态方法，调用后会重置标志位，但是多个线程是共享着一起使用的，不推荐使用

* 重点使用这种方法：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(() -> {
            while(!Thread.currentThread().isInterrupted()){
                System.out.println("执行中");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    System.out.println("执行收尾操作");
                    break;
                }
            }
        });
        t.start();
        Thread.sleep(3000);
        t.interrupt();
    }
}

t.interrupt()：

1. t处于就绪态，调用就会将标志位设置为true

2. t处于阻塞状态（sleep），调用就会触发interruptException

🌼五. 线程的状态（面试常问）

微信图片_20221029142311.jpg

👁‍🗨️说明：

🍁NEW：Thread对象已经创建好了，但是还没有调用start

🍁RUNNABLE：处于就绪队列中，随时可以被调度到CPU上

🍁BLOCKED：当前线程在等待锁，导致阻塞

🍁WAITING：当前线程等待被唤醒，导致阻塞

🍁TIME_WAITING：当前线程在一定时间内，处于阻塞状态（一定时间到了之后，阻塞解除），sleep，join(时间)

🍁TERMINATED：线程已经执行完毕，销毁了，但是Thread对象还存在

❗注意：RUNNABLE包含就绪态和运行态（程序不知道线程是就绪态还是运行态，由操作系统决定）

🍎六. 线程的优点

🍬创建线程的代价比创建进程的代价小得多

🍬与进程切换相比，线程切换需要操作系统进行的工作量要小的多

🍬线程占用资源比进程少

🍬能充分利用多处理器的可并行数量

🍬在等待慢速I/O操作结束的同时，程序可执行其他的计算任务

🍬计算密集型应用，为了能在多处理器系统上运行，将计算分解到多个线程中实现

🍬I/O密集型应用，为了提高性能，将I/O操作重叠。线程可以同时等待不同的I/O操作