【JavaSE专栏77】线程的创建和启动，继承Thread类或实现Runnable接口完成线程创建启动

本文讲解了 Java 中线程的创建和启动的方式，并给出了样例代码。进程是指正在运行的一个程序的执行实例，它是操作系统进行资源分配和调度的基本单位，每个进程都有自己的内存空间、文件描述符、运行时环境等，进程之间是相互独立的，彼此之间不共享内存空间。

一、什么是进程和线程

在 Java 中，进程是指正在运行的一个程序的执行实例，它是操作系统进行资源分配和调度的基本单位，每个进程都有自己的内存空间、文件描述符、运行时环境等，进程之间是相互独立的，彼此之间不共享内存空间。

线程是进程内的一个执行路径，一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的内存空间和其他资源，线程是执行计算机程序的最小单位，它可以独立执行任务，也可以协作合作与其他线程共同完成任务，线程之间的调度和切换由操作系统的线程调度器负责。

与进程相比，线程的创建和销毁开销较小，切换速度也较快，线程之间可以共享同一个进程的数据，因此线程之间的通信更加方便。多线程的并发执行可以提高程序的效率和响应速度。

总结起来，进程是操作系统进行资源调度的基本单位，而线程是进程内的一个执行路径，是执行计算机程序的最小单位，在 Java 中可以使用多线程来实现并发编程，提高程序的性能和响应能力。

二、线程如何创建

在 Java 中，有两种方式可以创建线程，请同学们认真学习。

2.1 继承Thread类并重写run()方法

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行的任务
        System.out.println("Thread is running");
    }
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // 启动线程
    }
}

2.2 实现Runnable接口并实现run()方法

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行的任务
        System.out.println("Thread is running");
    }
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable runnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start(); // 启动线程
    }
}

这两种方式都可以用来创建线程，但推荐同学们使用第二种方式，即实现 Runnable 接口，这是因为 Java是单继承的，如果已经继承了其他类，就无法再继承 Thread 类，而实现 Runnable 接口没有这个限制，还可以更好地实现代码的解耦。

无论使用哪种方式创建线程，最终都需要调用 start() 方法来启动线程，使其进入就绪状态，等待被调度执行，在 run() 方法中编写线程的具体执行逻辑，通过创建线程对象并启动线程，可以实现多线程的并发执行。

三、线程如何启动

在 Java 中，要启动一个线程，需要创建一个线程对象，并调用其 start() 方法来启动线程。下面是一个简单的示例代码，请同学们复制到本地执行。

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行的任务
        System.out.println("Thread is running");
    }
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // 启动线程
    }
}

在示例代码中，我们创建了一个继承自Thread类的MyThread类，并重写了其run()方法。在run()方法中编写了线程的具体执行逻辑。在main()方法中，我们创建了一个MyThread对象，并调用start()` 方法来启动线程。

只有调用了 start() 方法，线程才会进入就绪状态，等待被调度执行。直接调用 run() 方法只会在当前线程中以普通方法的方式执行，并不会启动新的线程。

通过创建线程对象并启动线程，我们可以实现多线程的并发执行，每个线程都是独立执行的，具有自己的执行路径和堆栈，从而实现并行处理和提高程序的性能和响应能力。

四、线程的应用场景

Java 线程在许多应用场景中都有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景，请同学们认真学习。

1. 并发编程：Java 线程用于实现并发编程，允许多个任务在同一时间段内同时执行，提高程序的性能和响应能力，可以使用多线程来处理大量的并行任务，例如在服务器中处理多个客户端请求、Web服务器请求、多线程爬虫等。
2. 后台任务：Java 线程可以用于执行后台任务，例如在后台更新数据、发送邮件、定时任务调度等。
3. 图形用户界面应用程序：在图形用户界面应用程序中，Java 线程用于处理用户交互事件、更新界面显示等任务，以保持界面的流畅和响应。
4. 多线程计算：Java 线程可用于并行计算任务，将大型计算任务划分为多个子任务，每个子任务由一个独立的线程来执行，从而提高计算效率。
5. 线程池：线程池是一种常见的线程管理机制，Java 提供了 ThreadPoolExecutor 类来实现线程池，线程池可以重复利用线程，避免频繁创建和销毁线程的开销，提高系统的性能和资源利用率。
6. 异步编程：Java 线程可以用于实现异步编程，例如通过 Future 和 CompletableFuture 等机制实现异步调用和响应。
7. 并行排序和搜索：Java 线程可以用于实现并行排序和搜索算法，将任务划分为多个子任务，每个子任务由一个独立的线程来执行，从而提高排序和搜索的效率。

总结起来，Java 线程在并发编程、后台任务处理、GUI 应用程序、多线程计算、线程池、异步编程、并行排序和搜索等各种应用场景中都具有重要的作用，通过合理地应用线程，能够提高程序的性能、响应能力和资源利用率。

五、线程面试题

1. 什么是线程？
2. 线程与进程的区别是什么？
3. Java 中如何创建线程？
4. 什么是线程安全?如何确保线程安全？
5. 线程的生命周期是怎样的？
6. sleep() 方法和 wait() 方法的区别是什么？
7. 什么是线程池?如何使用线程池？
8. synchronized 和 volatile 关键字有什么区别？
9. 什么是线程死锁？如何避免线程死锁？
10. 什么是线程间通信？如何实现线程间通信？
11. Java 中的线程调度是如何工作的？
12. 什么是守护线程？
13. Java 中有哪些线程同步机制？
14. 什么是线程安全的集合类？举例说明。
15. 什么是线程优先级？如何设置线程优先级？

六、总结

本文讲解了 Java 中线程的创建和启动的方式，并给出了样例代码，在下一篇博客中，将讲解 Java 线程同步用法。