Java 多线程（一）—— 概念的引入

 

并发和并行

　　并行：指两个或多个时间在同一时刻发生（同时发生）；

　　并发：指两个或多个事件在一个时间段内发生。

　　在操作系统中，安装了多个程序，并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行，这在单 CPU 系统中，每一时刻只能有一道程序执行，即微观上这些程序是分时的交替运行，只不过是给人的感觉是同时运行，那是因为分时交替运行的时间是非常短的。

　　而在多个 CPU 系统中，则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上（CPU），实现多任务并行执行，即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序，这样多个程序便可以同时执行。

　　目前电脑市场上说的多核 CPU，便是多核处理器，核 越多，并行处理的程序越多，能大大的提高电脑运行的效率。

注意：单核处理器的计算机肯定不能并行的处理多个任务，只能是多个任务交替的在单个 CPU 上运行。

进程和线程

　　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。

　　线程：进程内部的一个独立执行单元；一个进程可以同时并发的运行多个线程，可以理解为一个进程便相当于一个单 CPU 操作系统，而线程便是这个系统中运行的多个任务。

注意：1、因为一个进程中的多个线程是并发运行的，那么从微观角度看也是有先后顺序的，哪个线程执行完全取决于 CPU 的调度，程序员是干涉不了的。而这也就造成的多线程的随机性。

　　　2、Java 程序的进程里面至少包含两个线程，主进程也就是 main()方法线程，另外一个是垃圾回收机制线程。每当使用 java 命令执行一个类时，实际上都会启动一个 JVM，每一个 JVM 实际上就是在操作系统中启动了一个线程，java 本身具备了垃圾的收集机制，所以在 Java 运行时至少会启动两个线程。

　　　3、由于创建一个线程的开销比创建一个进程的开销小的多，那么我们在开发多任务运行的时候，通常考虑创建多线程，而不是创建多进程。

　　  4、多线程是为了同步完成多个任务，不是为了提高程序运行效率，而是通过提高资源使用效率来提高系统的效率。比如做一个添加功能，需要向很多用户发送短信和邮件，如果需要一分钟，不能能让用户等一分钟才响应，可以使用多线程做后台发送，如果是单核，则多个任务交替的在单个 CPU 上运行，理论上比不使用多线程耗时多，因为CPU切换任务需要耗费时间，如果是多核，则可以提高资源的使用效率，多核可以充分利用上。

　　

如何创建多线程

第一种方法：继承 Thread 类

步骤：1、定义一个线程类 A 继承于 java.lang.Thread 类

　　　2、在 A 类中覆盖 Thread 类的 run() 方法

　　　3、在 run() 方法中编写需要执行的操作

　　　4、在 main 方法（线程）中，创建线程对象，并启动线程

　　　　　　创建线程类：A类 a = new A()类；

　　　　　　调用 start() 方法启动线程：a.start();

/**
 * @author: ChenHao
 * 创建多线程的第一种方式，继承java.lang.Thread类
 * @Description:创建一个子线程，完成1-100之间自然数的输出。同样，主线程执行同样的操作
 * @Date: Created in 10:50 2018/10/29
 */
public class TestThread {
    public static void main(String [] args){
        SubThread subThread1=new SubThread();
        SubThread subThread2=new SubThread();
        //调用线程的start(),启动此线程；调用相应的run()方法
        subThread1.start();
        subThread2.start();
        //一个线程只能够执行一次start()，start()中会判断threadStatus的状态是否为0，不为0则抛出异常
        //subThread1.start();
        //不能通过Thread实现类对象的run()去启动一个线程，此时只是主线程调用方法而已，并没有启动线程
        //subThread1.run();
        for (int i=0;i<=100;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
}
//1.创建一个继承Thread的子类
class SubThread extends Thread{
    //2.重写run方法，方法内实现此子线程要完成的功能
    @Override
    public void run(){
        for (int i=0;i<=100;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
}

注意：1、不能通过Thread实现类对象的run()去启动一个线程，此时只是主线程调用方法而已，并没有启动线程，要启动线程，必须通过Start()方法

　　　2、一个线程只能够执行一次start()，start()中会判断threadStatus的状态是否为0，不为0则抛出异常，所以一个线程调用两次start()会报异常

第二种方法：实现 Runnable 接口

1、Runnable接口应由任何类实现，其实例将由线程执行。 该类必须定义一个无参数的方法，称为run 。 
2、该接口旨在为希望在活动时执行代码的对象提供一个通用协议。此类整个只有一个 run() 抽象方法

步骤：1、定义一个线程类 A 实现于 java.lang.Runnable 接口（注意：A类不是线程类,没有 start()方法，不能直接 new A 的实例启动线程）

　　　2、在 A 类中覆盖 Runnable 接口的 run() 方法

　　　3、在 run() 方法中编写需要执行的操作

　　　4、在 main 方法（线程）中，创建线程对象，并启动线程

　　　　　　创建线程类：Thread t = new Thread( new A类() ) ；

　　　　　　调用 start() 方法启动线程：t.start();

package main.java.Thread;

/**
 * @author: ChenHao
 * @Description:创建多线程的方式二：实现runnable
 * 对比一下继承的方式 VS 实现的方式
 * 哪个方式好？实现的方式优于继承的方式
 * why?   ①避免java单继承的局限性
 *        ②如果多个线程要操作同一份资源，更适合使用实现的方式
 * @Date: Created in 10:50 2018/10/29
 */
public class TestThread2 {
    public static void main(String [] args){
        //此程序存在线程的安全问题，打印车票时，会出现重票、错票，后面线程同步会讲到
        Window window=new Window();
        Thread thread1=new Thread(window,"窗口一");
        Thread thread2=new Thread(window,"窗口二");
        Thread thread3=new Thread(window,"窗口三");
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}

class Window implements  Runnable{
    int ticket=100;
    @Override
    public void run(){
        while (true){
            if(ticket > 0){
                try {
                    Thread.currentThread().sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售票，票号为："+ticket--);
            }else {
                break;
            }
        }
    }
}

哪个方式好？实现的方式优于继承的方式

　　why? ①避免java单继承的局限性
　　　　　②如果多个线程要操作同一份资源，更适合使用实现的方式

注意：此程序存在线程的安全问题，打印车票时，会出现重票、错票，下一篇线程同步会讲到

第三种方法：使用匿名内部类创建线程

public static void main(String[] args) {
    for(int i = 0 ; i < 10 ; i++){
        System.out.println("玩游戏"+i);
        if(i==5){
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    for(int i = 0 ; i < 10 ;i++){
                        System.out.println("播放音乐"+i);
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
}