Java成神路 —— 多线程

2023-05-07 17:04:01 浏览数 (1)

1.1 进程和线程

1. 进程:
  • 是正在运行的程序
  • 是系统进行资源分配和调用的独立单位
  • 每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源
2. 线程:
  • 线程:是进程中的单个顺序控制流,是一条执行路径
  • 单线程:一个进程如果只有一条执行路径,则称为单线程程序
  • 多线程:一个进程如果有多条执行路径,则称为多线程程序

1.2实现多线程方式一:继承Thread类

1. 方法介绍

方法名

说明

void run()

在线程开启后,此方法将被调用执行

void start()

使此线程开始执行,Java虚拟机会调用run方法()

2. 实现步骤
  1. 定义一个类MyThread继承Thread类
  2. 在MyThread类中重写run()方法
  3. 创建MyThread类的对象
  4. 启动线程
3. 两个小问题
1. 为什么要重写run()方法?

因为run()是用来封装被线程执行的代码

2. run()方法和start()方法的区别?
  • run():封装线程执行的代码,直接调用,相当于普通方法的调用
  • start():启动线程;然后由JVM调用此线程的run()方法
3. 代码示例
代码语言:javascript复制
class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0; i<100; i  ) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread my1 = new MyThread();
        MyThread my2 = new MyThread();

        // my1.run();
        // my2.run();

        //void start() 导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法
        my1.start();
        my2.start();
    }
}

1.3 设置和获取线程名称

1. 方法介绍

方法名

说明

void setName(String name)

将此线程的名称更改为等于参数name

String getName()

返回此线程的名称

Thread currentThread()

返回对当前正在执行的线程对象的引用

2. 代码演示
代码语言:javascript复制
class MyThread extends Thread {
    public MyThread() {}
    public MyThread(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i  ) {
            System.out.println(getName() ":" i);
        }
    }
}


// 测试类
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread my1 = new MyThread();
        MyThread my2 = new MyThread();

        //void setName(String name):将此线程的名称更改为等于参数 name
        my1.setName("线程1");
        my2.setName("线程2");

        //Thread(String name)
        // MyThread my1 = new MyThread("线程1");
        // MyThread my2 = new MyThread("线程2");
        my1.start();
        my2.start();

        //static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

1.4 线程优先级

1. 线程调度
1. 两种调度方式
  • 分时调度模型:所有线程轮流使用 CPU 的使用权,平均分配每个线程占用 CPU 的时间片
  • 抢占式调度模型:优先让优先级高的线程使用 CPU,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个,优先级高的线程获取的 CPU 时间片相对多一些
2. Java使用的是抢占式调度模型
  • Java虚拟机采用抢占式调度模型,是指优先让可运行池中优先级高的线程占用CPU,如果可运行池中的线程优先级相同,那么就随机选择一个线程,使其占用CPU。处于运行状态的线程会一直运行,直至它不得不放弃CPU。
3. 随机性
  • 假如计算机只有一个 CPU,那么 CPU 在某一个时刻只能执行一条指令,线程只有得到CPU时间片,也就是使用权,才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性,因为谁抢到CPU的使用权是不一定的
2. 优先级相关方法

方法名

说明

final int getPriority()

返回此线程的优先级

final void setPriority(intnewPriority)

更改此线程的优先级 线程默认优先级是5;线程优先级的范围是:1-10

3. 代码示例
代码语言:javascript复制
class ThreadPriority extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i  ) {
            System.out.println(getName()   ":"   i);
        }
    }
}


// 测试类
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPriority tp1 = new ThreadPriority();
        ThreadPriority tp2 = new ThreadPriority();
        ThreadPriority tp3 = new ThreadPriority();

        tp1.setName("线程1");
        tp2.setName("线程2");
        tp3.setName("线程3");

        //public final int getPriority():返回此线程的优先级
        System.out.println(tp1.getPriority()); //5
        System.out.println(tp2.getPriority()); //5
        System.out.println(tp3.getPriority()); //5

        //public final void setPriority(int newPriority):更改此线程的优先级
        // tp1.setPriority(10000); //IllegalArgumentException

        System.out.println(Thread.MAX_PRIORITY); //10
        System.out.println(Thread.MIN_PRIORITY); //1
        System.out.println(Thread.NORM_PRIORITY); //5

        //设置正确的优先级
        tp1.setPriority(5);
        tp2.setPriority(10);
        tp3.setPriority(1);

        tp1.start();
        tp2.start();
        tp3.start();
    }
}

1.5 线程控制

1. 相关方法

方法名

说明

static void sleep(long millis)

使当前正在执行的线程停留(暂停执行)指定的毫秒数

void join()

等待这个线程死亡

void setDaemon(boolean on)

将此线程标记为守护线程,当运行的线程都是守护线程时,Java虚拟机将退出

2. 代码示例
1. sleep
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class ThreadSleep extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i  ) {
            System.out.println(getName()   ":"   i);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

// 测试类
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        
        ThreadSleep ts1 = new ThreadSleep();
        ThreadSleep ts2 = new ThreadSleep();
        ThreadSleep ts3 = new ThreadSleep();
        
        ts1.setName("线程1");
        ts2.setName("线程2");
        ts3.setName("线程3");
        
        ts1.start();
        ts2.start();
        ts3.start();
    }
}
2. join
代码语言:javascript复制
class ThreadJoin extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i  ) {
            System.out.println(getName()   ":"   i);
        }
    }
}

// 测试类
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        
        ThreadJoin tj1 = new ThreadJoin();
        ThreadJoin tj2 = new ThreadJoin();
        ThreadJoin tj3 = new ThreadJoin();
        
        tj1.setName("线程1");
        tj2.setName("线程2");
        tj3.setName("线程3");
        
        tj1.start();
        try {
            tj1.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        tj2.start();
        tj3.start();
    }
}
3. setDaemon
代码语言:javascript复制
class ThreadDaemon extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i  ) {
            System.out.println(getName()   ":"   i);
        }
    }
}

//测试类
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDaemon td1 = new ThreadDaemon();
        ThreadDaemon td2 = new ThreadDaemon();

        td1.setName("线程1");
        td2.setName("线程2");

        //设置主线程为线程1
        Thread.currentThread().setName("线程1");

        //设置守护线程
        td1.setDaemon(true);
        td2.setDaemon(true);

        td1.start();
        td2.start();

        for(int i=0; i<10; i  ) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() ":" i);
        }
    }
}

1.6 线程的生命周期

线程一共有五种状态,线程在各种状态之间转换。

1.7 实现多线程方式二:实现Runnable接口

1. Thread构造方法

方法名

说明

Thread(Runnable target)

分配一个新的Thread对象

Thread(Runnable target, String name)

分配一个新的Thread对象

2. 实现步骤
  1. 定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
  2. 在MyRunnable类中重写run()方法
  3. 创建MyRunnable类的对象
  4. 创建Thread类的对象,把MyRunnable对象作为构造方法的参数
  5. 启动线程
3. 多线程的实现方案有两种
  • 继承Thread类
  • 实现Runnable接口
4. 相比继承Thread类,实现Runnable接口的好处
  • 避免了Java单继承的局限性
  • 适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况,把线程和程序的代码、数据有效分离,较好的体现了面向对象的设计思想
3. 代码演示
代码语言:javascript复制
class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0; i<100; i  ) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() ":" i);
        }
    }
}

//测试类
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {

        //创建MyRunnable类的对象
        MyRunnable my = new MyRunnable();

        //创建Thread类的对象,把MyRunnable对象作为构造方法的参数
        //Thread(Runnable target)
        // Thread t1 = new Thread(my);
        // Thread t2 = new Thread(my);

        //Thread(Runnable target, String name)
        Thread t1 = new Thread(my,"线程1");
        Thread t2 = new Thread(my,"线程2");

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

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