Java线程(上)

简介: Java线程(上)

进程线程



程序


  • 就是为了完成特定的任务,用某种语言编写的一组指令的集合。简单的说就是我们写的代码


进程


  • 进程是指运行中的程序,比如QQ,就启动了一个进程,操作系统就会为该进程分配内存空间。当我们使用其他程序的时候,就又启动了一个进程,操作系统就会为其他进程分配新的内存空间
  • 进程是程序的一次执行过程,或者是正在运行的一个程序。
  • 是一个动态的过程,有他自身的产生、存在和消亡的过程


下面就是几个进程


image-20230410204839968.png


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,如下图【同一个应用迅雷 下载多个内容,就产生多个线程】


image-20230410205001638.png


多线程:

同一时刻,可以执行多个进程,比如上面的迅雷同时下载多个文件


单线程:

同一时刻,只允许执行一个线程


并发 :

同一时刻 , 多个任务交替执行, 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


image-20230410205502037.png


看上去他们同时进行,但是在任意时间段内,他们都是相互交错执行的


比如 : ‘人的大脑一边说话,一边写字 ’


并行 :

同一时刻, 多个任务同时执行。多核cpu可以实现并行


image-20230410205657962.png


线程使用的两种方式



  • 当一个类继承Thread类, 那么该类就可以当成一个线程


线程常用的方法

image-20230411112536858.png


image-20230411112709355.png


image-20230411115255666.png


两种方式的区别


  • 从java的设计来看, 通过继承Thread或者实现Runnable接口来创建线程本质上是没有区别的,他们都是通过start方法来调用start0 ,然后实现了多线程
  • 从jdk帮助文档来看, Thread类本身就实现了Runnable接口
  • 实现Runnable接口方式更加适合多线程共享一个资源的情况,并且避免了单继承的限制


一、 继承Thread创建线程


案例一: 开启一个线程,该线程每隔1秒,在控制台输出一段话


public class Thread01 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 创建一个cat对象,可以当作一个线程来使用
        Cat cat = new Cat();
        cat.start(); //启动线程 - > 最终会执行cat的run方法
    }
}
class Cat extends Thread{
    int times = 0;
    //todo 通过重写run方法,来实现自己的业务逻辑
    @Override
    public void run() { // 实现了Runnable接口的run方法
        while(true){
            System.out.println("执行一次" + "次数" +(++times));
            //让其休眠一秒
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

结果就是每隔一秒输出一次


image-20230410212000042.png


二、 实现Runnable


  • 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,这是再用Thread类方法来创建线程显然是不可能了
  • java设计者们就想出了另一个创建线程的方法,就是通过实现Runnable接口来创建线程


实现案例:


写一个程序,该程序可以每隔1秒,在控制台输出一段话

public class Thread02 {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        //无法调用start方法 ,切记不能调用run方法,因为他只是一个普通的方法,没办法开启线程
        Thread thread = new Thread(dog);
        //这时 ,我们可以创建一个Thread对象, 然后调用start方法 ,然后就可以启动一个线程,调用了run方法
        thread.start();
    }
}
class Dog implements Runnable{//通过Runnable接口实现线程
    int times = 0;
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("执行一次" + "次数" +(++times)+ "线程名:" + Thread.currentThread().getName());
        //让其休眠一秒
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

这里使用的是一个设计模式【代理模式】


多线程机制


当我们执行上述程序是,它的流程是这样的


主线程的执行

image-20230410213321693.png


public static void main(String[] args) throws Exception{
    int count = 0;
    //1. 创建一个cat对象,可以当作一个线程来使用
    Cat cat = new Cat();
    cat.start();
    //当main方法执行一个线程 之后 ,主线程不会阻塞 ,会继续执行
   while (true){
       System.out.println("主线程 执行次数: " + (++count) + "线程名:" + Thread.currentThread().getName());
       Thread.sleep(1000);
   }
}

当main方法执行一个线程 之后 ,主线程不会阻塞 ,会继续执行


image-20230410213202313.png


最后用检测工具发现,虽然主线程的执行完一定次数之后,结束了,但是它的子线程Thread-0 没有执行完 ,那么程序就不会结束


为什么这里要调cat.start()方法?


答 :因为run方法就是一个普通的方法,并无法启动一个真正的线程就会产生阻塞。


  • 源码分析start方法


public synchronized void start() {
     if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();
        group.add(this);
        boolean started = false;
        try {
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
            }
        }
 }
 //本地方法, 是由jvm调用,底层是由c/c++实现,无法调用
private native void start0();



换言之, 真正实现多线程的效果是start0();方法

image-20230410215248921.png


多个子线程案例



public class Thread02 {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        Catt catt = new Catt();
        //无法调用start方法 ,切记不能调用run方法,因为他只是一个普通的方法,没办法开启线程
        Thread thread1 = new Thread(dog);
        Thread thread2 = new Thread(catt);
        //这时 ,我们可以创建一个Thread对象, 然后调用start方法 ,然后就可以启动一个线程,调用了run方法
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
class Dog implements Runnable{//通过Runnable接口实现线程
    int times = 0;
    @Override
    public void run() {
       while (true){
           System.out.println("执行一次" + "次数" +(++times)+ "  线程1名:" + Thread.currentThread().getName());
           //让其休眠一秒
           try {
               Thread.sleep(1000);
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
    }
}
class Catt implements Runnable{//通过Runnable接口实现线程
    int times = 0;
    @Override
    public void run() {
       while (true){
           System.out.println("执行一次" + "次数" +(++times)+ "  线程2 名:" + Thread.currentThread().getName());
           //让其休眠一秒
           try {
               Thread.sleep(1000);
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
    }
}

运行结果 ,他们交叉执行


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