多线程知识(一)初识多线程

    技术2024-11-04  22

    多线程快速入门

    一、本课目标

    线程与进程区别

    为什么要使用多线程?

    多线程应用场景

    多线程创建方式

    二、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。

    三、为什么要使用多线程?

    3.1.思考生活问题?

    现在有一千克的水,目前只有小明一个人去打水,但是小明每小时打水200千克,现在要求一小时内把水全部打完,请问怎么解决?

    如果小明一个人将水全部打完需要五个小时。

      解决办法:

    在加四个人同时打水,分别为小军、小红、小玲、小小,加上小明一共五个人同时去打水,五个人每小时打水200千克,那么一小时后就可以完成打完一顿水。

    总结:多线程的好处提高程序的效率。

    四、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、分批发送短信等。

    五、多线程创建方式

    5.1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-----");

    }

     

    }

     

     

     

    5.2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-----");

    }

    }

     

    5.3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-----");

    5.4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。

    5.5 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。

    六、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

    七、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。

    7.1 新建状态

       当用new操作符创建一个线程时, 例如new Thread(r),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

    7.2 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。

    7.3 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.

    7.4 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;

    7.5 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.

    八、多线程分批处理数据

    需求:目前有10万个用户,现在需要做活动,给每一个用户发送一条祝福短信。

    为了提高数程序的效率,请使用多线程技术分批发送据。

    开一个线程,都会占用CPU资源

    服务器(电脑)配置 CPU 核

    8.1建立项目名称:

     

    8.2新建用户实体类

     

    publicclass UserEntity {

    private String userId;

    private String userName;

    public String getUserId() {

    returnuserId;

    }

    publicvoid setUserId(String userId) {

    this.userId = userId;

    }

    public String getUserName() {

    return userName;

    }

     

    publicvoid setUserName(String userName) {

    this.userName = userName;

    }

    }

     

    8.3建立多线程UserThread 执行发送短信

    Class UserThreadextends Thread {

    private List<UserEntity>list;

    /**

     * 通过构造函数 传入每个线程需要执行的发送短信内容

     *

     * @param list

     */

    public UserThread(List<UserEntity>list) {

    this.list = list;

    }

     

    publicvoid run() {

    for (UserEntity userEntity : list) {

    System.out.println("threadName:" + Thread.currentThread().getName() + "-学员编号:" + userEntity.getUserId()

    + "---学员名称:" + userEntity.getUserName());

    // 调用发送短信具体代码

    }

    }

    }

     

    8.4初始化数据

    publicstatic List<UserEntity> init() {

    List<UserEntity>list = new ArrayList<UserEntity>();

    for (inti = 1; i<= 140; i++) {

    UserEntity userEntity = new UserEntity();

    userEntity.setUserId("userId" + i);

    userEntity.setUserName("userName" + i);

    list.add(userEntity);

    }

    returnlist;

     

    }

     

    8.5计算分页工具类

     

    Public class ListUtils {

     

    Static public<T> List<List<T>> splitList(List<T>list, intpageSize) {

    intlistSize = list.size();

    intpage = (listSize + (pageSize - 1)) / pageSize;

    List<List<T>>listArray = new ArrayList<List<T>>();

    for (inti = 0; i<page; i++) {

    List<T>subList = new ArrayList<T>();

    for (intj = 0; j<listSize; j++) {

    intpageIndex = ((j + 1) + (pageSize - 1)) / pageSize;

    if (pageIndex == (i + 1)) {

    subList.add(list.get(j));

    }

    if ((j + 1) == ((j + 1) * pageSize)) {

    break;

    }

    }

    listArray.add(subList);

    }

    returnlistArray;

    }

    }

     

    8.6实现发送短信

    Public staticvoid main(String[] args) {

    // 1.初始化用户数据

    List<UserEntity>listUserEntity = init();

    // 2.计算创建创建多少个线程并且每一个线程需要执行“分批发送短信用户”

    // 每一个线程分批跑多少

    intuserThreadPage = 50;

    // 计算所有线程数

    List<List<UserEntity>>splitUserList = ListUtils.splitList(listUserEntity, userThreadPage);

    intthreadSaze = splitUserList.size();

    for (inti = 0; i<threadSaze; i++) {

    List<UserEntity>list = splitUserList.get(i);

    UserThread userThread = new UserThread(list);

    // 3.执行任务发送短信

    userThread.start();

    }

     

    }

     

     

     

     

    九、面试题

    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。

    为什么要用多线程?

     答:提高程序效率

    多线程创建方式?

      答:继承Thread或Runnable 接口。

    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。

    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。

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