1 线程的相关概念
程序(program): 指为完成特定任务、用某种语言编写的 一组指令的集合。
进程: 进程是指 运行中的程序, 比如我们平时使用微信,就相当于启动了一个进程,操作系统就会为该进程分配内存空间。进程是程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序。是 一种动态过程,有自身的产生、存在和消亡的过程。
线程: 线程是由进程创建的,是进程的一个实体。一个进程可以拥有多个线程。 比如日常我们使用视频软件,就是打开了一个进程,而在该软件中同时下载多个视频,每个下载视频的任务就可以看成一个进程。
单线程: 同一个时刻,只允许执行一个线程。
多线程: 同一时刻,可以执行多个线程。
并发: 同一时刻,多个任务交替进行, 造成一种“貌似同时”的错觉,简单的说,单核CPU实现的多任务就是并发。
并行: 同一时刻,多个任务同时执行, 多核CPU可以实现并行。并发并行可以同时存在。
🐱 下面的例子中获取了当前电脑cpu的核心数量:
/** * @author 兴趣使然黄小黄 * @version 1.0 * 获取当前电脑的cpu核心数 */ public class ThreadTest01 { public static void main(String[] args) { Runtime runtime = Runtime.getRuntime(); // 获取当前电脑cpu数量/核心 int cpuNums = runtime.availableProcessors(); System.out.println("当前电脑的cpu核心数:" + cpuNums); } }
2 线程的基本使用
2.1 继承Thread类
第一种使用方式为,继承Thread类,并重写run方法
当一个类继承了Thread类,该类就可以当作线程使用;
重写run方法,在里面会写上自己的业务代码;
Thread类实现了 Runnable接口 的run方法。
🦁 案例演示:
(1)编写一个程序,开启一个线程,该线程每相隔1秒,在控制台输出:“我是大黄”;
(2)进行改进,当输出10次时,结束该线程;
(3)使用JConsole监控线程执行情况,并画出程序示意图。
/** * @author 兴趣使然黄小黄 * @version 1.0 * 通过继承Thread使用线程 */ public class ThreadTest02 { public static void main(String[] args) { // 创建一个DaHuang对象,可以当作线程使用 DaHuang daHuang = new DaHuang(); daHuang.start(); // 启动线程 } } class DaHuang extends Thread{ /** 次数 */ int times = 0; @Override public void run() {// 重写run方法,自己的业务逻辑 while (true) { System.out.println("我是大黄" + (times + 1) + "次"); times++; // 休眠1秒 try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } if (times == 10){ break; } } } }
在程序中,我们可以使用 Thread.currentThread().getName()来获取当前线程的名称。上述程序 执行过程中,会打开一个进程,进入main主线程。当执行start时,会执行Thread-0子线程。 示意图如下:
需要特别注意的是,Thread-0子线程的执行,并不会造成main主线程的阻塞! 修改主方法如下,结果可以看到,两个线程都在执行:
public static void main(String[] args) { // 创建一个DaHuang对象,可以当作线程使用 DaHuang daHuang = new DaHuang(); daHuang.start(); // 启动线程 for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println("i = " + i + ", 线程" + Thread.currentThread().getName()); } }
2.1.1 为什么使用start而不直接调用run?
上述代码中,使用start后,会调用run。但是,如果通过直接使用run方法,则是由主线程调用的!代码如下:
public static void main(String[] args) { // 创建一个DaHuang对象,可以当作线程使用 DaHuang daHuang = new DaHuang(); daHuang.run(); }
此时,由于run是主线程调用的,那么,就不是真正意义的多线程。run仅仅是一个普通的方法,没有真正的启动一个线程。 在主线程中,必须要当前run这条语句的动作执行完毕,才能继续向后执行,造成了阻塞。
2.1.2 追进start源码
start启动后,会进入到start方法,该方法最核心的,是执行了start0方法:
start0是本地方法,是由jvm调用的,底层是c/c++实现的,真正实现多线程效果的,是start0方法:
start方法调用start0方法后,该线程并不一定会立马执行,只是将线程变成了可运行状态。 具体什么时候执行,取决于CPU,由CPU统一调度。
2.2 实现Runnable接口
由于java是单继承的,在某些情况下,一个类可能已经继承了某个父类,这时再用继承Thread类的方法来创建线程显然是不可能的了。
因此,java设计者,提供了另一种方法,就是通过实现Runnable接口来创建线程。
🦁 案例演示:
请编写程序,该程序可以每隔1秒,在控制台输出 “你好!”,当输出5次后,自动退出。请通过实现Runnable接口的方式来实现。
/** * @author 兴趣使然黄小黄 * @version 1.0 * 通过实现Runnable接口的方式创建线程 */ public class ThreadTest03 { public static void main(String[] args) { Say say = new Say(); // 创建Thread对象,把say对象(实现了Runnable),放入Thread Thread thread = new Thread(say); thread.start(); } } class Say implements Runnable{ int times = 0; @Override public void run() { while (true){ System.out.println("你好!" + (++times)); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } if (times == 5){ break; } } } }
2.2.1 实现Runnable底层机制浅析
使用实现Runnable的方式创建线程,底层使用了设计模式——代理模式。
🐘 简单模拟:
/** * @author 兴趣使然黄小黄 * @version 1.0 */ public class ThreadTest03 { public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog(); //dog实现了Runnable接口 ThreadProxy threadProxy = new ThreadProxy(dog); threadProxy.start(); } } /** * 线程代理类 */ class ThreadProxy implements Runnable{ /** * 属性,类型为 Runnable */ private Runnable target = null; @Override public void run() { if (target != null){ target.run();//动态绑定(运行类型) } } public ThreadProxy(Runnable target){ this.target = target; } public void start(){ start0(); } public void start0(){ run(); } } class Animal{} class Dog extends Animal implements Runnable{ @Override public void run() { System.out.println("Dog 汪汪汪"); } }
🐱 说明:
因为Dog类实现了Runnable接口,所以dog对象可以传入ThreadProxy的构造器;
此时,调用start会调用ThreadProxy的run方法;
由于动态绑定机制,运行类型的dog,最终会调用dog的run方法。
2.3 继承Thread类与实现Runnable接口的区别
从java的设计上看,通过继承Thread类与实现Runnable接口的方式来创建线程本质上没有区别,从jdk文档中,我们可以知道,Thread类本身就实现了Runnable接口;
实现Runnable接口的方式更加适合多个线程共享一个资源的情况,并且避免了单继承的限制。