多线程(1)

    技术2022-07-11  77

    目录

    一、多线程概述1.概念1.1 程序、进程、线程1.2 单核cpu和多核cpu1.3 并行和并发 2.优点3.何时需要 二、继承Thread类1.多线程创建的方式一:继承于Thread类2.线程常用方法3.线程的优先级4.案例:多窗口卖票 三、 实现runnerable接口的方式1.创建多线程的方式二:实现runnerable接口的方式2.案例:多窗口卖票 四、比较创建线程的两种方式五、线程的生命周期


    一、多线程概述

    1.概念

    1.1 程序、进程、线程

    程序(program)是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码,静态对象。

    进程(process)是程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程:有它自身的产生、存在和消亡的过程。 ------ 生命周期

    如:运行中的QQ,运行中的MP3播放器程序是静态的,进程是动态的进程作为资源分配的单位,系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域

    线程(thread):进程可进一步细化为线程,是一个程序内部的一条执行路径。

    若一个进程同一时间并行执行多个线程,就是支持多线程的。线程作为调度和执行的单位,每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc),线程切换的开销小一个进程中的多个线程共享相同的内存单元内存地址空间 -> 它们从同一堆中分配对象,可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就 会带来安全的隐患。

    进程可以细化为多个线程。 每个线程,拥有自己独立的:虚拟机栈、程序计数器 多个线程,共享同一个进程中的结构:方法区、堆。

    1.2 单核cpu和多核cpu

    单核CPU:其实是假的多线程,因为在一个时间单元内,也只能执行一个线程的任务。多个线程交替进行。

    多核CPU:才能更好的发挥多线程的效率。

    一个Java应用程序java.exe,其实至少个线程: main()主线程,gc()垃圾回收线程,异常处理线程。当然如果发生异常,会影响主线程。

    1.3 并行和并发

    并行:多个cpu同时执行多个任务。 并发:一个cpu(采用时间片)同时执行多个任务。

    2.优点

    背景:以单核CPU为例,只使用单个线程先后完成多个任务(调用多个方法),肯定比用多个线程来完成用的时间更短,为何仍需多线程呢?

    多线程程序的优点: 1.提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义,可增强用户体验。 2.提高计算机系统CPU的利用率 3.改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程,独立运行,利于理解和修改

    3.何时需要

    1.程序需要同时执行两个或多个任务。 2.程序需要实现一些需要等待的任务时,用户输入,文件读写,网络操作,搜索等。 3.需要一些后台运行的程序时。

    二、继承Thread类

    1.多线程创建的方式一:继承于Thread类

    步骤: 1.创建一个继承于Thread类的子类 2.重写Thread类的run()方法 —> 将此线程执行的操作声明在run()中 3.创建Thread类的子类的对象 4.通过此对象调用start():①启动当前线程 ②调用当前线程的run()

    代码实现:

    /* 例子:遍历100以内的所有的偶数 */ public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { MyThread myThread = new MyThread(); myThread.start(); //问题一:我们不能通过直接调用run()的方式启动线程。 // myThread.run(); //问题二:在启动一个线程,遍历以内的偶数。不可以还让已经start()的线程去执行,会报IllegalThread // myThread.start(); //我们需要重新创建一个线程的对象 MyThread myThread2 = new MyThread(); myThread2.start(); } } class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { if (i % 2 ==0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i); } } } }

    2.线程常用方法

    测试Thread中的常用方法:

    start():启动当前线程:调用当前线程的run()方法run();通常需要重写Thread类的run方法,将创建的线程要执行的操作声明在此方法中currentThread():静态方法,返回执行当前代码的线程。getName():获取当前线程名字setName():设置当前线程的名字yield():释放当前cpu执行权join():在线程a中调用线程b的join()方法,此时线程a进入阻塞状态,直到线程b执行完以后,线程a才结束阻塞状态。stop():已过时。当执行此方法时,强制结束当前线程。sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内,当前线程是堵塞状态。isAlive():判断当前线程是否存活。

    3.线程的优先级

    3.1 调度策略 时间片 抢占式:高优先级的线程抢占CPU

    3.2 Java的调度方法

    同优先级线程组成先进先出队列(先到先服务),使用时间片策略对高优先级,使用优先调度的抢占式策略

    3.3 线程的优先级等级

    MAX_PRIORITY: 10MIN_PRIORITY:1NORM_PRIORITY: 5 —>默认的优先级

    3.4 涉及的方法

    getPriority():返回线程优先值setPriority(int newPriority):改变线程的优先级

    3.5 说明

    线程创建时继承父线程的优先级低优先级只是获得调度的概率低,并非一定是在高优先级线程之后才被调用

    注意: 线程通信:wait() / notify() / notifyAll():此三个方法定义在Object类中。

    3.6 线程的分类:一种是守护线程,一种是用户线程。

    它们在几乎每个方面都是相同的,唯一的区别是判断JVM何时离开。守护线程是用来服务用户线程的,通过在start()方法前调用thread.setDaemon(true)可以把一个用户线程变成一个守护线程。Java垃圾回收就是一个典型的守护线程。若JVM中都是守护线程,当前JVM将退出。

    4.案例:多窗口卖票

    /** * 创建多线的方式一:通过继承Thread类的方式 * 例子:创建三个窗口卖票,总票数为100张 * 存在线程安全问题,待解决。 * * @Author: Guohai * @Date: 2020-06-22 17:14 */ public class WindowTest { public static void main(String[] args) { Window w1 = new Window(); Window w2 = new Window(); Window w3 = new Window(); w1.setName("窗口1"); w2.setName("窗口2"); w3.setName("窗口3"); w1.start(); w2.start(); w3.start(); } } class Window extends Thread{ private static int ticket = 100; @Override public void run() { while (true){ if (ticket > 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票的票号为:" +ticket); ticket --; }else { break; } } } }

    三、 实现runnerable接口的方式

    1.创建多线程的方式二:实现runnerable接口的方式

    步骤: 1.创建一个实现了Runnable接口的类 2.实现类去实现Runnable中的抽象类:run() 3.创建实现类的对象 4.将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread类的对象 5.通过Thread类的对象调用start()

    2.案例:多窗口卖票

    代码实现:

    /** * 创建多线的方式二:实现Runnable接口方式 * 例子:创建三个窗口卖票,总票数为100张 * 存在线程安全问题,待解决。 * * @Author: Guohai * @Date: 2020-06-22 19:10 */ public class WindowTest1 { public static void main(String[] args) { Window1 w = new Window1(); Thread t1 = new Thread(w); Thread t2 = new Thread(w); Thread t3 = new Thread(w); t1.setName("窗口1"); t2.setName("窗口2"); t3.setName("窗口3"); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } } class Window1 implements Runnable{ /* 此处不用static修饰的原因,因为上面类中的方法仅仅new了一个类的对象, 所以个Thread对象实际上只是使用了同一个对象的票。 */ private int ticket = 100; @Override public void run() { while (true){ if (ticket > 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票,票号为:" +ticket); ticket --; }else { break; } } } }

    四、比较创建线程的两种方式

    开发中:优先选择,实现Runnable接口的方式。

    原因: 1.实现的方式没有类的单继承性的局限性。 2.实现的方式更适合处理多个线程有共享数据的情况。

    联系:public class Thread implements Runnable

    相同点:两种方式都需要重写run() ,将线程执行的逻辑声明在run()中。

    五、线程的生命周期

    后续知识的学习及扩充

    多线程(2):https://blog.csdn.net/weixin_45606067/article/details/107067802 多线程(3):https://blog.csdn.net/weixin_45606067/article/details/107067857 多线程(4):https://blog.csdn.net/weixin_45606067/article/details/107068938


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