Java之多线程创建方式
多线程的由来
多线程的好处:
- 提高程序运行效率,让CPU的 使用率更高。
- 多个线程之间互不影响
关于多线程的一些名词解释
- 并发:指两个或多个事件在同一个时间段内发生。
- 并行:指两个或多个事件在同一时刻发生(同时发生)。
- 进程:是指一个内存中运行的应用程序,每个进程都有一个独立的内存空间,一个应用程序可以同时运行多个进程;进程也是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位;系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。简而言之:进入内存中的程序就是进程。
- 线程:线程是进程中的一个执行单元,负责当前进程中程序的执行,一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的,这个应用程序也可以称之为多线程程序。 简而言之:一个程序运行后至少有一个进程,一个进程中可以包含多个线程。我们可以理解为:应用程序到CPU的执行路径,CPU可以通过这个路径执行功能,这条路径就是线程。
线程调度
- 分时调度: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。
- 抢占式调度: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(线程随机性),Java使用的为 抢占式调度。
抢占式调度详解
大部分操作系统都支持多进程并发运行,现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序。比如:现在我 们上课一边使用编辑器,一边使用录屏软件,同时还开着画图板,dos窗口等软件。此时,这些程序是 在同时运行,”感觉这些软件好像在同一时刻运行着“。 实际上,CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而言,某个时刻,只能执行一个线程,而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快,看上去就是 在同一时刻运行。 其实,多线程程序并不能提高程序的运行速度,但能够提高程序运行效率,让CPU的 使用率更高。
主线程
主线程:执行主(main方法)的线程。JVM执行main方法,main方法会进入到栈内存,JVM会找操作系统开辟一条main方法通向cpu的执行路径,cpu就可以通过这个路径来执行main方法, 而这个路径有一个名字,叫main(主)线程。
单线程程序:java程序中只有一个线程,执行从main方法开始,从上到下依次执行
创建多线程程序
创建多线程程序的第一种方式:创建Thread类的子类
- 创建一个Thread类的子类
- 在Thread类的子类中重写Thread类中的run方法,设置线程任务(开启线程要做什么?)
- 创建Thread类的子类对象
- 调用Thread类中的方法start方法,开启新的线程,执行run方法。调用 start()方法使该线程开始执行,Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。结果是两个线程并发地运行;当前线程(main线程)和另一个线程(创建的新线程,执行其 run 方法)。多次启动一个线程是非法的。特别是当线程已经结束执行后,不能再重新启动。java程序属于抢占式调度,那个线程的优先级高,那个线程优先执行;同一个优先级,随机选择一个执行
代码举例
自定义Thread的子类
package threadTest; // 1.创建一个Thread类的子类 public class MyThread extends Thread { // 2.在Thread类的子类中重写Thread类中的run方法,设置线程任务(开启线程要做什么?) @Override public void run() { //打印三次小强 for (int i = 0; i < 3; i++) { System.out.println("小强" + i); } } }
定义测试类
package threadTest; public class MyThreadTest { public static void main(String[] args) { //3.创建Thread类的子类对象 MyThread mt = new MyThread(); // 4.调用Thread类中的方法start方法,开启新的线程,执行run方法 mt.start(); //主线程里for循环打印三次旺财 for (int i = 0; i < 3; i++) { System.out.println("旺财" + i); } } }
代码执行后的结果(每次执行结果不一样,因为Java属于抢占式调度)
多线程的原理
分析上面代码,流程图如下所示:
多线程程序为什么会产生随机性打印结果?
- 对于CPU而言,多线程程序有多条执行路径,cpu可以选择执行任意一条路径,我们无法控制CPU的运行,(多个线程一起抢夺CPU的执行权,谁抢夺到了执行谁的)所以有了随机性打印结果。
Thread类
- public Thread() :分配一个新的线程对象。
- public Thread(String name) :分配一个指定名字的新的线程对象。
- public Thread(Runnable target) :分配一个带有指定目标新的线程对象。
- public Thread(Runnable target,String name) :分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。
- public String getName() :获取当前线程名称。
- public void start() :导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法
- public void run() :此线程要执行的任务在此处定义代码。
- public static void sleep(long millis) :使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停(暂时停止执行)。
- public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用。
如何获取/设置线程的名称
获取线程的名称:
- 方式1:使用Thread类中的方法String getName() 返回该线程的名称。
- 方式2:可以先使用方法static Thread currentThread() 获取到当前正在执行的线程,在使用线程中的方法getName()获取线程的名称
设置线程的名称:
- 方式1:使用Thread类中的方法void setName(String name) 改变线程名称,使之与参数 name 相同。
- 方式2:创建一个带参数的构造方法,参数传递线程的名称;调用父类的带参构造方法,把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字Thread(String name) 分配新的 Thread 对象。
代码举例
package demo01GetThreadName; public class Demo01Thread extends Thread { public Demo01Thread() { } public Demo01Thread(String name) { super(name);//把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字 } @Override public void run() { //1:使用Thread类中的方法String getName() 返回该线程的名称。 System.out.println("当前线程的名字是:" + getName()); /* 2.可以先使用方法,static Thread currentThread() 获取到当前正在执行的线程, 在使用线程中的方法getName()获取线程的名称 */ System.out.println("当前线程的名字是:" + Thread.currentThread().getName()); } }
定义测试类
package demo01GetThreadName; public class Demo01ThreadTest { public static void main(String[] args) { Demo01Thread thread = new Demo01Thread("小学"); thread.start(); //获取主线程的名字 System.out.println("主线程的名字是:" + Thread.currentThread().getName()); //重新给主线程设置名称,使用Thread类中的方法void setName(String name) 改变线程名称,使之与参数 name 相同。 Thread.currentThread().setName("小青"); //获取主线程的名字 System.out.println("主线程的名字是:" + Thread.currentThread().getName()); } }
代码执行后的结果
创建多线程程序的第二种方式:实现Runnable接口
实现步骤:
- 创建一个Runnable接口的实现类
- 在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
- 创建一个Runnable接口的实现类对象
- 创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
- 调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法
代码举例
定义Runnable接口的实现类
package demo02Runnable; //1:创建一个Runnable接口的实现类 public class Demo01Runnable implements Runnable { //2:在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务 @Override public void run() { for (int i = 0; i < 3; i++) { //线程任务输出当前线程的名字3次 System.out.println("当前线程的名字" + Thread.currentThread().getName() + i); } } }
定义测试类
package demo02Runnable; public class Demo01RunnableTest { public static void main(String[] args) { //3创建一个Runnable接口的实现类对象 Demo01Runnable runnable = new Demo01Runnable(); //4 创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 Thread thread = new Thread(runnable); //5 调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法 thread.start(); //输出3次主线程的名字 for (int i = 0; i < 3; i++) { System.out.println("主线程的名字是:" + Thread.currentThread().getName() + i); } } }
代码执行后的结果
Thread和Runnable的区别
- 实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:
- 适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。
- 可以避免java中的单继承的局限性。
- 增加程序的健壮性,实现解耦操作,代码可以被多个线程共享,代码和线程独立。
- 线程池只能放入实现Runable或Callable类线程,不能直接放入继承Thread的类。
- 在java中,每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程,一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类的时候,实际上都会启动一个JVM,每一个JVM其实在就是在操作系统中启动了一个进程。
匿名内部类方式实现线程的创建
package demo02Runnable; /* 匿名内部类方式实现线程的创建 匿名:没有名字 内部类:写在其他类内部的类 匿名内部类作用:简化代码 把子类继承父类,重写父类的方法,创建子类对象合一步完成 把实现类实现类接口,重写接口中的方法,创建实现类对象合成一步完成 匿名内部类的最终产物:子类/实现类对象,而这个类没有名字 格式: new 父类/接口(){ 重复父类/接口中的方法 }; */ public class Demo01InnerClassThread { public static void main(String[] args) { //简化接口的方式 new Thread(new Runnable() { //重写run方法,设置线程任务 @Override public void run() { //设置线程任务 for (int i = 0; i < 3; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + "java"); } } }).start(); } }
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