多线程详解——上（线程简介、线程实现）

Java.Thread。

1.线程简介

程序.进程.线程。

​ 在操作系统中运行的程序就是进程&＃xff0c;比如QQ、播放器、游戏等等。一个进程中可以有多个线程&＃xff0c;如视频中同时听到声音&＃xff0c;看到画面、弹幕等等。

​ 程序&＃xff1a; 程序是指令和数据的有序集合、其本身没有任何运行的含有&＃xff0c;是一个静态的概念。

​ 进程&＃xff1a;执行程序的一次执行过程&＃xff0c;它是一个动态的概念。是系统资源分配的单位。

​ 通常在一个进程中可以包含多个线程&＃xff0c;当然一个进程中至少包含一个线程&＃xff0c; 不然没有存在的意义&＃xff0c;线程是CUP调度和执行的单位。

​ 注意&＃xff1a; 很多多线程是模拟出来的&＃xff0c; 真正的多线程是值有多个cup&＃xff0c;即多核&＃xff0c;如服务器&＃xff0c;如果是模拟出来的多线程&＃xff0c;即在一个CUP的情况下&＃xff0c;在同一个时间点&＃xff0c;CUP只能执行一个代码&＃xff0c;因为切换的很快&＃xff0c;所以就有同时执行的错觉。注意并发和并行的区别

任务、进程、线程、多线程

多任务&＃xff1a;

​ 例如&＃xff0c;吃饭的时候玩手机&＃xff0c;看起来是多个任务都在做&＃xff0c;其实本质上我们的大脑在同一时间依旧只做了一件事。

多线程&＃xff1a;

​ 例如&＃xff0c;原来是一条车道&＃xff0c;慢慢的因为车太多了导致道路堵塞&＃xff0c;效率极低。

为了提高使用的效率&＃xff0c;充分的利用道路&＃xff08;进程&＃xff09;&＃xff0c;增加了多个车道&＃xff08;线程&＃xff09;&＃xff0c;避免道路堵塞&＃xff08;并发执行&＃xff09;。

核心&＃xff1a;

• ​ 线程就是独立的执行路径。
• ​ 在程序运行时&＃xff0c;即使没有自己创建的线程&＃xff0c;后台也会有多个线程&＃xff0c;如主线程&＃xff0c;gc线程。
• ​ 在main&＃xff08;&＃xff09;称之为主线程&＃xff0c;为系统的入口&＃xff0c;用于执行整个程序。
• ​ 在一个进程中&＃xff0c;如果开辟了多个线程&＃xff0c;线程的运行由调度器进行安排调度&＃xff0c;调度器是与操作系统密切相关的&＃xff0c;先后顺序不能进行人为干预。
• ​ 对同一份资源操作时&＃xff0c;会存在资源抢夺的问题&＃xff0c;需要加入并发控制。
• ​ 线程会带来额外的开销&＃xff0c;如cup调度时间&＃xff0c;并发控制开销。
• ​ 每个线程在自己的工作内存交互&＃xff0c;内存控制不当会造成数据不一致。

2.线程实现

继承Thread类

• 自定义线程类继承Thread类
• 重写run()方法&＃xff0c;编写线程执行体
• 创建线程对象&＃xff0c;调用start()方法启动线程

代码&＃xff1a;

public class TestThread extends Thread {&＃64;Overridepublic void run() {//run方法线程体for (int i&＃61;0;i<20;i&＃43;&＃43;)System.out.println("run线程正在运行——"&＃43;i);}public static void main(String[] args) {//创建一个线程对象TestThread testThread &＃61;new TestThread();//调用start方法开启线程testThread.start();//main线程&＃xff0c;主线程for (int i&＃61;0;i<20;i&＃43;&＃43;)System.out.println("主线程正在运行——"&＃43;i);}
}


代码2&＃xff1a;

new Thread(new Runnable() {&＃64;Overridepublic void run() {//业务}
}).start();new Thread(() -> System.out.println("11")).start();

注意&＃xff1a;

1. 直接调用run方法与调用start方法的区别

2. 线程开启不一定立即执行&＃xff0c;由CUP进行调度。

实现Runnable接口

• 自定义类实现Runnable接口
• 实现run方法&＃xff0c;编写线程执行体
• 创建线程对象&＃xff0c;调用start()方法启动线程

代码&＃xff1a;

public class TestThread implements Runnable {&＃64;Overridepublic void run() {//run方法线程体for (int i&＃61;0;i<20;i&＃43;&＃43;)System.out.println("run线程正在运行——"&＃43;i);}public static void main(String[] args) {//创建一个线程对象TestThread testThread &＃61;new TestThread();//创建线程对象&＃xff0c;通过线程对象来开启我们的线程&＃xff0c;代理new Thread(testThread).start();//main线程&＃xff0c;主线程for (int i&＃61;0;i<20;i&＃43;&＃43;)System.out.println("主线程正在运行——"&＃43;i);}
}


继承Thread类

• 子类继承Thread类具备多线程能力
• 启动线程&＃xff1a;子类对象.start();
• 不建议使用&＃xff1a;避免OOP单继承局限性

实现Runnable接口

• 实现接口Runnable接口
• 实现接口Runnable 从而具备多线程能力
• 启动线程&＃xff1a;传入目标对象&＃43;Thread对象.start();
• 推荐使用&＃xff1a;避免了单继承局限性&＃xff0c;灵活方便&＃xff0c;方便同一个对象被多个线程使用。

Runnable的好处&＃xff1a;同一个对象被多个线程执行&＃xff1a;

//多线程模拟抢票
public class TestThread implements Runnable {//票数private int ticketNums&＃61;10;&＃64;Overridepublic void run() {while (true) {if (ticketNums <&＃61; 0)break;System.out.println(Thread.currentThread().getName() &＃43; "拿到了第" &＃43; ticketNums-- &＃43; "票");}}public static void main(String[] args) {//创建一个线程对象TestThread testThread &＃61; new TestThread();//创建线程对象&＃xff0c;通过线程对象来开启我们的线程&＃xff0c;代理new Thread(testThread,"用户A").start();new Thread(testThread,"用户B").start();new Thread(testThread,"用户C").start();}
}


打印&＃xff1a;

用户C拿到了第10票
用户A拿到了第10票
用户B拿到了第9票
用户B拿到了第6票
用户A拿到了第7票
用户C拿到了第8票
用户A拿到了第4票
用户B拿到了第5票
用户A拿到了第2票
用户C拿到了第3票
用户B拿到了第1票


发现问题&＃xff1a;多个线程操作统一资源的情况下&＃xff0c;线程不安全&＃xff0c;数据紊乱&＃xff0c;第10张票有两个人得到了。

实现Callable接口

• 实现Callable接口&＃xff0c;需要返回值类型。
• 重写call方法&＃xff0c;需要抛出异常
• 创建目标对象
• 创建执行服务&＃xff1a;ExecutorService ser &＃61;Executors.newFixedThreadPool(3); //设置线程池大小 3个线程
• 提交执行 : Future result&＃61;ser.submit(t1);
• 获取结果&＃xff1a;boolean r1&＃61;result.get()
• 关闭服务&＃xff1a;ser.shutdownNow();

代码&＃xff1a;

public class TestThread implements Callable <String> {private String name;TestThread(String name){this.name&＃61;name;}&＃64;Overridepublic String call() throws Exception {System.out.println("执行"&＃43;name);return name;}public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {//创建线程对象TestThread testThread &＃61; new TestThread("线程1");TestThread testThread1 &＃61; new TestThread("线程2");TestThread testThread2 &＃61; new TestThread("线程3");//设置线程池大小 3个线程ExecutorService ser &＃61; Executors.newFixedThreadPool(3);//提交执行Future<String> result&＃61;ser.submit(testThread);Future<String> result1&＃61;ser.submit(testThread1);Future<String> result2&＃61;ser.submit(testThread2);//获取返回值结果String r&＃61;result.get();String r1&＃61;result1.get();String r2&＃61;result2.get();System.out.println(r&＃43;" "&＃43;r1&＃43;" "&＃43;r2);//关闭服务ser.shutdownNow();}
}


执行线程1
执行线程3
执行线程2
线程1 线程2 线程3