并发编程（一）——多线程快速入门

女爷i 2023-02-14 05:47 22阅读 0赞

# 线程与进程区别 #

每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。线程是一组指令的集合，或者是程序的特殊段，它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程，它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。

使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理，程序的运行速度可能加快，在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等，线程就比较有用了。在这种情况下可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。

如果有大量的线程,会影响性能，因为操作系统需要在它们之间切换，更多的线程需要更多的内存空间，线程的中止需要考虑其对程序运行的影响。通常块模型数据是在多个线程间共享的，需要防止线程死锁情况的发生。

总结:进程是所有线程的集合，每一个线程是进程中的一条执行路径。

## 为什么要使用多线程？ ##

多线程应用场景？  
答:主要能体现到多线程提高程序效率。  
举例: 迅雷多线程下载、数据库连接池、分批发送短信等。

# 多线程创建方式 #

## 第一种继承Thread类 重写run方法 ##

代码:

class CreateThread extends Thread { 
    	// run方法中编写 多线程需要执行的代码
    	publicvoid run() { 
    		for (inti = 0; i< 10; i++) { 
    			System.out.println("i:" + i);
    		}
    	}
    }
    publicclass ThreadDemo { 
    
    	publicstaticvoid main(String[] args) { 
    		System.out.println("-----多线程创建开始-----");
    		// 1.创建一个线程
    		CreateThread createThread = new CreateThread();
    		// 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法
    		System.out.println("-----多线程创建启动-----");
    		createThread.start();
    		System.out.println("-----多线程创建结束-----");
    	}
    
    }

允许结果:

调用start方法后，代码并没有从上往下执行，而是有一条新的执行分之  
。  
注意：画图演示多线程不同执行路径。

## 第二种实现Runnable接口,重写run方法 ##

代码:

class CreateRunnable implements Runnable { 
    
    	@Override
    	publicvoid run() { 
    		for (inti = 0; i< 10; i++) { 
    			System.out.println("i:" + i);
    		}
    	}
    
    }
    
    
    publicclass ThreadDemo2 { 
    	publicstaticvoid main(String[] args) { 
    		System.out.println("-----多线程创建开始-----");
    		// 1.创建一个线程
    		CreateRunnable createThread = new CreateRunnable();
    		// 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法
    		System.out.println("-----多线程创建启动-----");
    		Thread thread = new Thread(createThread);
    		thread.start();
    		System.out.println("-----多线程创建结束-----");
    	}
    }

## 第三种使用匿名内部类方式 ##

System.out.println("-----多线程创建开始-----");
    		 Thread thread = new Thread(new Runnable() { 
    			public void run() { 
    				for (int i = 0; i< 10; i++) { 
    					System.out.println("i:" + i);
    				}
    			}
    		});
    		 thread.start();
    		 System.out.println("-----多线程创建结束-----");

### 使用继承Thread类还是使用实现Runnable接口好？ ###

使用实现实现Runnable接口好，原因实现了接口还可以继续继承，继承了类不能再继承。

### 启动线程是使用调用start方法还是run方法？ ###

开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法  
调用run知识使用实例调用方法。

获取线程对象以及名称  
常用线程api方法

> start() 启动线程  
> currentThread() 获取当前线程对象  
> getID() 获取当前线程ID Thread-编号 该编号从0开始  
> getName() 获取当前线程名称  
> sleep(long mill) 休眠线程  
> Stop（） 停止线程,  
> 常用线程构造函数  
> Thread（） 分配一个新的 Thread 对象  
> Thread（String name） 分配一个新的 Thread对象，具有指定的 name正如其名。  
> Thread（Runable r） 分配一个新的 Thread对象  
> Thread（Runable r, String name） 分配一个新的 Thread对象

## 守护线程 ##

Java中有两种线程，一种是用户线程，另一种是守护线程。

*  用户线程是指用户自定义创建的线程，主线程停止，用户线程不会停止
 *  守护线程当进程不存在或主线程停止，守护线程也会被停止。

### 使用setDaemon(true)方法设置为守护线程 ###

**
     * 
     * 什么是守护线程? 守护线程 进程线程(主线程挂了) 守护线程也会被自动销毁.
     */
    public class DaemonThread { 
    
    	public static void main(String[] args) { 
    		Thread thread = new Thread(new Runnable() { 
    			@Override
    			public void run() { 
    				while (true) { 
    					try { 
    						Thread.sleep(100);
    					} catch (Exception e) { 
    						// TODO: handle exception
    					}
    					System.out.println("我是子线程...");
    				}
    			}
    		});
    		thread.setDaemon(true);
    		thread.start();
    		for (int i = 0; i < 10; i++) { 
    			try { 
    				Thread.sleep(100);
    			} catch (Exception e) { 
    
    			}
    			System.out.println("我是主线程");
    		}
    		System.out.println("主线程执行完毕!");
    	}
    
    }

## 多线程运行状态 ##

线程从创建、运行到结束总是处于下面五个状态之一：新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态及死亡状态。

*  新建状态

当用new操作符创建一个线程时， 例如new Thread®，线程还没有开始运行，此时线程处在新建状态。 当一个线程处于新生状态时，程序还没有开始运行线程中的代码  
就绪状态

一个新创建的线程并不自动开始运行，要执行线程，必须调用线程的start()方法。当线程对象调用start()方法即启动了线程，start()方法创建线程运行的系统资源，并调度线程运行run()方法。当start()方法返回后，线程就处于就绪状态。

处于就绪状态的线程并不一定立即运行run()方法，线程还必须同其他线程竞争CPU时间，只有获得CPU时间才可以运行线程。因为在单CPU的计算机系统中，不可能同时运行多个线程，一个时刻仅有一个线程处于运行状态。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。对多个处于就绪状态的线程是由Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度的。

*  运行状态  
          当线程获得CPU时间后，它才进入运行状态，真正开始执行run()方法.
 *  阻塞状态  
          线程运行过程中，可能由于各种原因进入阻塞状态:  
    1>线程通过调用sleep方法进入睡眠状态；  
    2>线程调用一个在I/O上被阻塞的操作，即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者；  
    3>线程试图得到一个锁，而该锁正被其他线程持有；  
    4>线程在等待某个触发条件；
 *  死亡状态

有两个原因会导致线程死亡：

1.  run方法正常退出而自然死亡，
2.  一个未捕获的异常终止了run方法而使线程猝死。  
    为了确定线程在当前是否存活着（就是要么是可运行的，要么是被阻塞了），需要使用isAlive方法。如果是可运行或被阻塞，这个方法返回true； 如果线程仍旧是new状态且不是可运行的， 或者线程死亡了，则返回false.

### join()方法作用 ###

当在主线程当中执行到t1.join()方法时，就认为主线程应该把执行权让给t1  
需求:  
创建一个线程，子线程执行完毕后，主线程才能执行。

Thread t1 = new Thread(new Runnable() { 
    
    			@Override
    			public void run() { 
    				for (int i = 0; i < 10; i++) { 
    					try { 
    						Thread.sleep(10);
    					} catch (Exception e) { 
    
    					}
    					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "i:" + i);
    				}
    			}
    		});
    		t1.start();
    		// 当在主线程当中执行到t1.join()方法时，就认为主线程应该把执行权让给t1
    		t1.join();
    		for (int i = 0; i < 10; i++) { 
    			try { 
    				Thread.sleep(10);
    			} catch (Exception e) { 
    
    			}
    			System.out.println("main" + "i:" + i);
    		}

## 优先级 ##

现代操作系统基本采用时分的形式调度运行的线程，线程分配得到的时间片的多少决定了线程使用处理器资源的多少，也对应了线程优先级这个概念。在JAVA线程中，通过一个int priority来控制优先级，范围为1-10，其中10最高，默认值为5。下面是源码（基于1.8）中关于priority的一些量和方法。

class PrioritytThread implements Runnable { 
    
    	public void run() { 
    		for (int i = 0; i < 100; i++) { 
    			System.out.println(Thread.currentThread().toString() + "---i:" + i);
    		}
    	}
    }
    public class ThreadDemo4 { 
    
    	public static void main(String[] args) { 
    		PrioritytThread prioritytThread = new PrioritytThread();
    		Thread t1 = new Thread(prioritytThread);
    		Thread t2 = new Thread(prioritytThread);
    		t1.start();
    		// 注意设置了优先级， 不代表每次都一定会被执行。 只是CPU调度会有限分配
    		t1.setPriority(10);
    		t2.start();
    		
    	}
    
    }

### Yield方法 ###

Thread.yield()方法的作用：暂停当前正在执行的线程，并执行其他线程。（可能没有效果）  
yield()让当前正在运行的线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行的机会。因此，使用yield()的目的是让具有相同优先级的线程之间能够适当的轮换执行。但是，实际中无法保证yield()达到让步的目的，因为，让步的线程可能被线程调度程序再次选中。  
结论：大多数情况下，yield()将导致线程从运行状态转到可运行状态，但有可能没有效果。

## 作业题 ##

1.  现… 在有T1、T2、T3三个线程，你怎样保证T2在T1执行完后执行，T3在T2执行完后执行  
    代码:

public class JoinThreadDemo02 { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		Thread t1 = new Thread(new Runnable() { 
    			public void run() { 
    				for (int i = 0; i < 20; i++) { 
    					System.out.println("t1,i:" + i);
    				}
    			}
    		});
    		Thread t2 = new Thread(new Runnable() { 
    			public void run() { 
    				try { 
    					t1.join();
    				} catch (Exception e) { 
    					// TODO: handle exception
    				}
    				for (int i = 0; i < 20; i++) { 
    					System.out.println("t2,i:" + i);
    				}
    			}
    		});
    		Thread t3 = new Thread(new Runnable() { 
    			public void run() { 
    				try { 
    					t2.join();
    				} catch (Exception e) { 
    					// TODO: handle exception
    				}
    				for (int i = 0; i < 20; i++) { 
    					System.out.println("t3,i:" + i);
    				}
    			}
    		});
    		t1.start();
    		t2.start();
    		t3.start();
    	}
    }```
    
    
    
    
    
    
    ### 面试题
    1.进程与线程的区别？
    答:进程是所有线程的集合，每一个线程是进程中的一条执行路径，线程只是一条执行路径。
    
    2.为什么要用多线程？
     答:提高程序效率
     
    3.多线程创建方式？
      答:继承Thread或Runnable 接口。
      
    4.是继承Thread类好还是实现Runnable接口好？
    答:Runnable接口好，因为实现了接口还可以继续继承。继承Thread类不能再继承。
    
    5.你在哪里用到了多线程？
    答:主要能体现到多线程提高程序效率。
    举例:分批发送短信、迅雷多线程下载等。