我们在设计程序的时候,只能保证程序执行单一任务,那么如何让程序多样化的运行呢,比如说现在设计一个程序,可以一边吃饭一边看电视剧,我们要怎么设计呢,这就运用到了多线程
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。
计算机只有一个CPU时(单核),在任意时刻只能执行一条计算机指令,每一个线程只有获得CPU的使用权才能执行指 令。所谓多线程并发运行,从微观上看,其实是各个线程轮流获得CPU的使用权,分别执行各自的任务。那么,在可运行 池中,会有多个线程处于就绪状态等到CPU,JVM就负责了线程的调度。JVM采用的是抢占式调度,没有采用分时调度, 因此可以能造成多线程执行结果的的随机性。
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。
进程图解
线程: 进程内部的一个独立执行单元,来完成进程中的某个功能 ,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。
线程图解
进程与线程的区别
MyThread
/**
* @Description
* @auther 宁宁小可爱
* @create 2020-01-10 13:02
*/
public class MyThread extends Thread{
@Override
public void run(){
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("新的线程: "+i);
}
}
}
/**
* @Description
* @auther 宁宁小可爱
* @create 2020-01-10 13:02
*/
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
for (int i = 0; i < 10; i++){
System.out.println("main线程: "+i);
}
}
}
MyRunnable
/**
* @Description
* @auther 宁宁小可爱
* @create 2020-01-10 13:16
*/
public class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
}
}
}
/**
* @Description
* @auther 宁宁小可爱
* @create 2020-01-10 13:16
*/
public class RunnableDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建自定义的任务类
MyRunnable runnable = new MyRunnable();
// 创建线程 指定启动时要执行的任务 也就是Runnable类 这里指定线程名字为 Runnable
Thread thread = new Thread(runnable, "Runnable");
thread.start();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("main " + i);
}
}
}
通过实现Runnable接口,使得该类有了多线程类的特征。run()方法是多线程程序的一个执行目标。所有的多线程代码都在run方法里面。Thread类实际上也是实现了Runnable接口的类。 在启动的多线程的时候,需要先通过Thread类的构造方法
Thread(Runnable target) 构造出对象,然后调用Thread 对象的start()方法来运行多线程代码。 实际上所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。因此,不管是继承Thread类还是实现 Runnable接口来实现多线程,最终还是通过Thread的对象的API来控制线程的,熟悉Thread类的API是进行多线程 编程的基础
我们不用匿名内部类使用接口的时候需要进行以下几个步骤
这样就太繁琐了,我只是想使用一个方法,但是要经过这么多步骤,那能不能简化一下呢,匿名内部类就是这么做的
/**
* @Description
* @auther 宁宁小可爱
* @create 2020-01-10 13:31
*/
public class NoNameInnerClassThread {
public static void main(String[] args) {
// 匿名创建了一个Runnable类
// 这一步相当于上面例子中 new MyRunnable整个过程
Runnable runnable = new Runnable(){
public void run(){
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("Runnable: "+ i);
}
}
};
// 创建Thread类 ,把Runnable任务类交给Thread执行
new Thread(runnable).start();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("main " + i);
}
}
}
实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:
扩展:
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。
MyThread
/**
* @Description
* @auther 宁宁小可爱
* @create 2020-01-10 13:02
*/
public class MyThread extends Thread{
/*
* 利用继承中的特点,将线程名称传递进行设置
* */
public MyThread(String name){
super(name);
}
@Override
public void run(){
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println(getName()+i);
}
}
}
/**
* @Description
* @auther 宁宁小可爱
* @create 2020-01-10 13:02
*/
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("这里是Main线程......");
MyThread thread = new MyThread("小强");
thread.start();
for (int i = 0; i < 20; i++){
System.out.println("旺财: "+i);
}
}
}
运行结果: 这里太多了裁剪掉一些打印信息
这里是Main线程......
旺财: 0
旺财: 1
旺财: 2
旺财: 16
旺财: 17
旺财: 18
小强4
旺财: 19
小强5
小强6
小强7
小强8
小强9
小强10
小强11
小强17
小强18
小强19
流程图
同一时间内,CPU只能处理1条线程,只有1条线程在工作(执行);多线程并发(同时)执行,其实是CPU快速地 在多条线程之间调度(切换)。如果CPU调度线程的时间足够快,就造成了多线程并发执行的假象。 程序启动运行main时候,java虚拟机启动一个进程,其中有一个主线程(main方法调用时候被创建)。随着调用mt 的对象的start方法,另外一个新的线程也启动了,这样,整个应用就在多线程下运行
内存图
以上个程序为例,进行图解说明: 多线程执行时,在栈内存中,其实每一个执行线程都有一片自己所属的栈内存空间。进行方法的压栈和弹栈,当执行线程的任务结束了,线程自动在栈内存中释放了。但是当所有的执行线程都结束了,那么进程就结束了。