多线程的基本概念和实现方式,线程的调度,守护线程、礼让线程、插入线程

简介: 多线程的基本概念和实现方式,线程的调度,守护线程、礼让线程、插入线程

一、什么是多线程

线程:

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。

线程被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。

进程:

进程是程序的基本执行实体

可以说一个软件运行后,就是一个进程。

任务管理器中我们可以看到在电脑上运行的一个个进程。

所以线程可以简单理解为:应用软件中互相独立,可以同时运行的功能。

有了多线程,我们就可以让程序同时做多件事情。

多线程的作用:

可以充分利用程序当中的等待时间,让CPU在多个程序当中切换,提高程序的运行效率。

多线程的应用场景:

只要想让多个事情同时运行就需要用到多线程(如软件中的耗时操作、聊天软件、服务器等)。

二、多线程的两个概念(并发和并行)

1.并发:在同一时刻,有多个指令在单个CPU上交替执行

2.并行:在同一时刻,有多个指令在多个CPU上同时执行

计算机的CPU可以分为2核四4线程、4核8线程、8核16线程、16核32线程、32核64线程。

以2核4线程为例:表示在计算机当中如果只有4条线程,那么这四个线程可以同时执行,不需要切换,但线程数超过了4条,就需要切换执行。

所以说并发和并行有可能同时进行。

三、多线程的实现方式

3.1继承Thread类的方式

1.自己定义一个类继承Thread

2.重写run方法

3.创建子类的对象,并启动线程。

package com.practice;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 9:41
 * Description:继承Thread类的方式
 */
public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        //书写线程要执行的方法
        //getName()获取线程名
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName() + ":hello world");
        }
    }
}
package com.practice;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 9:37
 * Description:继承Thread类的方式
 */
public class ThreadDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象,启动线程
        MyThread thread1 = new MyThread();
        MyThread thread2 = new MyThread();
        //为线程命名
        thread1.setName("线程1");
        thread2.setName("线程2");
        //开启线程
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

3.2实现Runnable接口的方式

.1.自己定义一个类实现Runnable接口

2.重写里面的run方法

3.创建自己的类的对象

4.创建一个Thread类的对象,并开启线程。

package com.practice.threaddemo2;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 9:53
 * Description:实现Runnable接口的方式
 */
public class MyRun implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //获取当前线程的对象
        Thread thread = Thread.currentThread();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(thread.getName() + ":hello world!");
        }
    }
}
package com.practice.threaddemo2;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 9:53
 * Description:实现Runnable接口的方式
 */
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建自己类MyRun的对象
        MyRun myRun = new MyRun();
        //创建线程对象,并传递任务
        Thread thread1 = new Thread(myRun);
        Thread thread2 = new Thread(myRun);
        //给线程命名
        thread1.setName("线程1");
        thread2.setName("线程2");
        //开启线程
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

3.3利用Callable接口和Future接口方式

特点:可以获取到多线程运行的结果

1.创建一个类实现Callable接口

2.重写call(有返回值,表示多线程运行的结果)

3.创建实现Callable接口的类的对象(表示多线程要执行的任务)

4.创建FutureTask的对象(作用管理多线程运行的结果)

5.创建Thread类的对象,并启动线程。

package com.practice.threaddemo3;
import java.util.concurrent.Callable;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 10:11
 * Description:利用Callable接口和Future接口方式
 */
public class MyCallable implements Callable<Integer> {
    //求1-100的和
    int sum = 0;
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
}
package com.practice.threaddemo3;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 10:11
 * Description:利用Callable接口和Future接口方式
 */
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        //创建实现Callable接口的类的对象(表示多线程要执行的任务)
        MyCallable mc = new MyCallable();
        //创建FutureTask的对象(作用管理多线程运行的结果)
        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(mc);
        //创建Thread类的对象,并启动线程。
        Thread t1 = new Thread(ft);
        Thread t2 = new Thread(ft);
        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
        //获取结果
        Integer result = ft.get();
        System.out.println(result);
    }
}

四、多线程中常用的成员方法

4.1基本成员方法

String getName()返回线程名字

void setName()设置线程名字(Thread 构造方法也可实现)

细节:

1.如果没有给线程设置名字,线程有默认名字(格式:Thread-X(X是序号,从0开始))

2.如果要给线程设置名字,可以通过set方法设置,也可通过构造方法设置。

package com.practice.threaddemo4;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 10:26
 * Description:构造方法设置名字
 */
public class MyThread extends Thread{
    public MyThread() {
    }
    public MyThread(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(getName() + "@" + i);
        }
    }
}
package com.practice.threaddemo4;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 10:26
 * Description:构造方法设置名字
 */
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建线程对象
        MyThread t1 = new MyThread("蓝1");
        MyThread t2 = new MyThread("红2");
        //开启线程
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

static Thread currentThread()获取当前线程对象

细节:

当JVM虚拟机启动之后,会自动地启动多条线程,其中有一条线程就叫做main线程,

它的作用就是去调用main方法,并执行里面的代码

在以前我们写的所有的代码,都是运行在main线程中的。

static void sleep(long time):让线程休眠指定的时间,单位为毫秒

细节:

1.哪条线程执行到这里,该线程就会在此停留对应的时间

2.方法的参数,表示睡眠的时间,单位毫秒

3.当时间到了,线程会自动醒来,继续执行代码。

package com.practice.threaddemo4;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 10:43
 * Description:sleep演示
 */
public class ThreadDemoSleep {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("你好~");
        Thread.sleep(5000);
        System.out.println("hi~");
    }
}

4.2线程的优先级

线程的调度:

1.抢占式调度:多个线程在抢夺CPU的执行权,CPU执行线程是不确定的,执行多长时间也不确定(随机性);

2.非抢占式调度:所有的线程轮流执行。

Java中用的是抢占式调度(注意随机性

Java中优先级分为1-10级

Thread .getPriority()获取优先级

Thread .setPriority()设置优先级

优先级越高,抢占到CPU的概率越大,但并不是一定的

package com.practice.threaddemo5;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 11:04
 * Description:
 */
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyRun mr = new MyRun();
        Thread t1 = new Thread(mr,"1");
        Thread t2 = new Thread(mr,"2");
        t1.setPriority(1);
        t2.setPriority(10);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

4.3守护线程

final void setDaemon()

当其他非守护线程执行完毕后,守护线程会陆续结束,守护线程不一定执行完

例如:有两个线程,线程1为1号线程,线程2为2号线程,把线程2设置为守护线程,当两个线程执行的时候,若1号线程执行完毕2号线程没有执行完毕,此时2号线程会陆续结束,即使它没有执行完也会结束。

因为非守护线程已经执行完,守护线程就没有存在的必要了。

package com.practice.threaddemo6;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 11:19
 * Description:
 */
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread1 t1 = new MyThread1();
        MyThread2 t2 = new MyThread2();
        t1.setName("1号");
        t2.setName("2号");
        //设置2号为守护线程(备胎线程)
        //当1号线程结束了,2号线程就没有存在的必要了
        t2.setDaemon(true);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

4.4出让/礼让线程

public static void yield()

尽可能将线程均匀

package com.practice.threaddemo7;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 9:41
 * Description:
 */
public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        //书写线程要执行的方法
        //getName()获取线程名
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName() + "@" + i);
            Thread.yield();
        }
    }
}

4.5插入线程

public static void join()

表示把某个线程插入到当前线程之前

当插入的线程执行完后,才执行当前线程

package com.practice.threaddemo8;
/**
 * @Author YJ
 * @Date 2023/7/21 11:19
 * Description:
 */
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyThread t1 = new MyThread();
        t1.setName("1号");
        t1.start();
        //执行在main线程上的
        //当前线程:main线程
        //表示将t1线程插入到main线程之前
        t1.join();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("main线程" + i);
        }
    }
}

五、线程的生命周期

新建状态:创建线程对象start()

就绪状态(不停的抢CPU):有执行资格,没有执行权

运行状态(代码):有执行资格,有执行权

1.若被其他线程抢走CPU执行权就会回到就绪状态

2.若是有sleep()或是其他阻塞式方法会变成阻塞状态

3.若是执行完毕run()会变成死亡状态:线程死亡,变成垃圾

阻塞状态(等着):没有执行资格,没有执行权

死亡状态:线程死亡,变成垃圾

总结

经过本篇文章,我们了解到了线程的基本概念及如何实现多线程,欢迎各位伙伴评论+点赞!!!

我会持续学习并更新博客,欢迎各位评论!!!

相关文章
|
3天前
|
存储 Linux C语言
c++进阶篇——初窥多线程(二) 基于C语言实现的多线程编写
本文介绍了C++中使用C语言的pthread库实现多线程编程。`pthread_create`用于创建新线程,`pthread_self`返回当前线程ID。示例展示了如何创建线程并打印线程ID,强调了线程同步的重要性,如使用`sleep`防止主线程提前结束导致子线程未执行完。`pthread_exit`用于线程退出,`pthread_join`用来等待并回收子线程,`pthread_detach`则分离线程。文中还提到了线程取消功能,通过`pthread_cancel`实现。这些基本操作是理解和使用C/C++多线程的关键。
|
14小时前
|
API C++
c++进阶篇——初窥多线程(三)cpp中的线程类
C++11引入了`std::thread`,提供对并发编程的支持,简化多线程创建并增强可移植性。`std::thread`的构造函数包括默认构造、移动构造及模板构造(支持函数、lambda和对象)。`thread::get_id()`获取线程ID,`join()`确保线程执行完成,`detach()`使线程独立,`joinable()`检查线程状态,`operator=`仅支持移动赋值。`thread::hardware_concurrency()`返回CPU核心数,可用于高效线程分配。
|
5天前
|
存储 安全 程序员
c++理论篇——初窥多线程(一) 计算机内存视角下的多线程编程
c++理论篇——初窥多线程(一) 计算机内存视角下的多线程编程
|
5天前
|
安全 Java
【极客档案】Java 线程:解锁生命周期的秘密,成为多线程世界的主宰者!
【6月更文挑战第19天】Java多线程编程中,掌握线程生命周期是关键。创建线程可通过继承`Thread`或实现`Runnable`,调用`start()`使线程进入就绪状态。利用`synchronized`保证线程安全,处理阻塞状态,注意资源管理,如使用线程池优化。通过实践与总结,成为多线程编程的专家。
|
5天前
|
Java 开发者
告别单线程时代!Java 多线程入门:选继承 Thread 还是 Runnable?
【6月更文挑战第19天】在Java中,面对多任务需求时,开发者可以选择继承`Thread`或实现`Runnable`接口来创建线程。`Thread`继承直接但限制了单继承,而`Runnable`接口提供多实现的灵活性和资源共享。多线程能提升CPU利用率,适用于并发处理和提高响应速度,如在网络服务器中并发处理请求,增强程序性能。不论是选择哪种方式,都是迈向高效编程的重要一步。
|
5天前
|
Java 开发者
震惊!Java多线程的惊天秘密:你真的会创建线程吗?
【6月更文挑战第19天】Java多线程创建有两种主要方式:继承Thread类和实现Runnable接口。继承Thread限制了多重继承,适合简单场景;实现Runnable接口更灵活,可与其它继承结合,是更常见选择。了解其差异对于高效、健壮的多线程编程至关重要。
|
6天前
|
Java 程序员
Java多线程编程是指在一个进程中创建并运行多个线程,每个线程执行不同的任务,并行地工作,以达到提高效率的目的
【6月更文挑战第18天】Java多线程提升效率,通过synchronized关键字、Lock接口和原子变量实现同步互斥。synchronized控制共享资源访问,基于对象内置锁。Lock接口提供更灵活的锁管理,需手动解锁。原子变量类(如AtomicInteger)支持无锁的原子操作,减少性能影响。
18 3
|
5天前
|
Java
JAVA多线程深度解析:线程的创建之路,你准备好了吗?
【6月更文挑战第19天】Java多线程编程提升效率,通过继承Thread或实现Runnable接口创建线程。Thread类直接继承启动简单,但限制多继承;Runnable接口实现更灵活,允许类继承其他类。示例代码展示了两种创建线程的方法。面对挑战,掌握多线程,让程序高效运行。
|
5天前
|
Java 调度
【实战指南】Java多线程高手秘籍:线程生命周期管理,掌控程序命运的钥匙!
【6月更文挑战第19天】Java多线程涉及线程生命周期的五个阶段:新建、就绪、运行、阻塞和死亡。理解这些状态转换对性能优化至关重要。线程从新建到调用`start()`变为就绪,等待CPU执行。获得执行权后进入运行状态,执行`run()`。遇到阻塞如等待锁时,进入阻塞状态。完成后或被中断则死亡。管理线程包括合理使用锁、利用线程池、处理异常和优雅关闭线程。通过控制这些,能编写更高效稳定的多线程程序。
|
11天前
|
Java API
详细探究Java多线程的线程状态变化
Java多线程的线程状态主要有六种:新建(NEW)、可运行(RUNNABLE)、阻塞(BLOCKED)、等待(WAITING)、超时等待(TIMED_WAITING)和终止(TERMINATED)。线程创建后处于NEW状态,调用start()后进入RUNNABLE状态,表示准备好运行。当线程获得CPU资源,开始执行run()方法时,它处于运行状态。线程可以因等待锁或调用sleep()等方法进入BLOCKED或等待状态。线程完成任务或发生异常后,会进入TERMINATED状态。

相关实验场景

更多