Java多线程之Thread和Runnable以及Callable接口多线程的简单实现（适合小白入门，十分简单）
Java多线程之Thread和Runnable
- 一、介绍
-
- 1、程序
- 2、进程
- 3、线程
- 4、整体思路
- 5、注意
- 二、Thread
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- 1、思路流程
- 2、样例代码
- 3、多线程下载图片
- 三、Runnable
-
- 1、思路流程
- 2、样例代码
- 3、多线程下载图片
- 四、Callable接口（仅作了解）
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- 1、具体流程
- 2、优点
- 3、样例
- 五、两者比较（Thread与Runnable）
-
- 1、Thread类
- 2、Runnable接口
- 3、并发问题
-
- 3.1 问题场景
- 3.2 样例
- 六、多线程模拟龟兔赛跑
-
- 1、具体代码
一、介绍
1、程序
程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。
2、进程
执行程序的一次执行过程，是一个动态的概念，是系统资源分配的单位。
3、线程
通常在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程。线程是CPU调度和执行的单位
4、整体思路
（1）线程是就是独立的执行路径。
（2）在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程。
（3）main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序。
（4）在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序不能人为干预。
（5）对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制。
（6）线程会带来额外的开销。
（7）每个线程在自己工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致。
5、注意
很多的多线程是模拟出来的，真正的多线程是指有多个cpu，即多核，如服务器。如果是模拟出来的多线程，即在一个cpu的情况下，在同一个时间点，cpu只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就有同时执行的错觉。
二、Thread
1、思路流程
（1）自定义线程类继承Thread类
（2）重写run( )方法，编写线程执行体
（3）创建线程对象，调用start ( )方法启动线程
（4）线程不一定立即执行，CPU安排调度
2、样例代码
package com.example.multithreading.demo1;
// 创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start开启线程
// 总结：注意，线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行
public class ThreadTest1 extends Thread{
@Override
public void run(){
// run方法线程体
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("线程" + i);
}
}
public static void main(String[] args){
// main线程，主线程
// 创建一个线程对象
ThreadTest1 threadTest1 = new ThreadTest1();
// 调用start()方法开启线程
threadTest1.start();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("主线程");
}
}
}
结果
3、多线程下载图片
package com.example.multithreading.demo1;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
// 实现多线程同步下载图片
public class ThreadTest2 extends Thread{
// 网络图片地址
private String url;
// 保存的文件名
private String name;
public ThreadTest2(String url, String name){
this.url = url;
this.name = name;
}
// 下载图片线程的执行体
@Override
public void run(){
WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
webDownloader.downloader(url, name);
System.out.println("下载了文件名为：" + name);
}
public static void main(String[] args){
ThreadTest2 threadTest1 = new ThreadTest2("http://www.pp3.cn/uploads/allimg/200710/14-200G00Z321.jpg","风景图1.jpg");
ThreadTest2 threadTest2 = new ThreadTest2("http://www.pp3.cn/uploads/allimg/200710/14-200G00Z321.jpg","风景图2.jpg");
ThreadTest2 threadTest3 = new ThreadTest2("http://www.pp3.cn/uploads/allimg/200710/14-200G00Z321.jpg","风景图3.jpg");
threadTest1.start();
threadTest2.start();
threadTest3.start();
}
}
// 下载器
class WebDownloader{
// 下载方法
public void downloader(String url, String name){
try{
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
} catch (MalformedURLException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
结果
三、Runnable
1、思路流程
（1）定义一个类实现Runnable接口
（2）实现run( )方法，编写线程执行体
（3）创建线程对象，调用start( )方法启动线程
（因为java单继承的局限性，推荐使用Runnable对象）
2、样例代码
package com.example.multithreading.demo1;
// 创建线程方式2：实现runnable接口，重写run方法，执行线程需要丢入runnable接口实现类，调用start方法
public class ThreadTest3 implements Runnable{
@Override
public void run() {
// run方法线程体
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("线程" + i);
}
}
public static void main(String[] args){
// 创建runnable接口的实现类对象
ThreadTest3 threadTest3 = new ThreadTest3();
// 创建线程对象，通过线程对象来开启线程代理
new Thread(threadTest3).start();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("主线程");
}
}
}
结果
3、多线程下载图片
package com.example.multithreading.demo1;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
public class ThreadTest3_1 implements Runnable{
// 网络图片地址
private String url;
// 保存的文件名
private String name;
public ThreadTest3_1(String url, String name){
this.url = url;
this.name = name;
}
// 下载图片线程的执行体
@Override
public void run(){
WebDownloader2 webDownloader2 = new WebDownloader2();
webDownloader2.downloader(url, name);
System.out.println("下载了文件名为：" + name);
}
public static void main(String[] args){
ThreadTest2 threadTest1 = new ThreadTest2("http://www.pp3.cn/uploads/allimg/200710/14-200G00Z321.jpg","风景图1.jpg");
ThreadTest2 threadTest2 = new ThreadTest2("http://www.pp3.cn/uploads/allimg/200710/14-200G00Z321.jpg","风景图2.jpg");
ThreadTest2 threadTest3 = new ThreadTest2("http://www.pp3.cn/uploads/allimg/200710/14-200G00Z321.jpg","风景图3.jpg");
new Thread(threadTest1).start();
new Thread(threadTest2).start();
new Thread(threadTest3).start();
}
}
// 下载器
class WebDownloader2{
// 下载方法
public void downloader(String url, String name){
try{
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
} catch (MalformedURLException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
结果
四、Callable接口（仅作了解）
1、具体流程
（1）实现Callable接口，需要返回值类型
（2）重写call方法，需要抛出异常
（3）创建目标对像
（4）创建执行服务：ExecutorService ser = Excecutors.newFixedThreadPool(1);
（5）提交执行：Future result1 = ser.submit(t1);
（6）获取结果：boolean r1 = result1.get()
（7）关闭服务：ser.shutdownNow()
2、优点
可以定义返回值
可以抛出异常
3、样例
package com.example.multithreading.demo2;
import com.example.multithreading.demo1.ThreadTest2;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;
public class CallableTest implements Callable<Boolean> {
// 网络图片地址
private String url;
// 保存的文件名
private String name;
public CallableTest(String url, String name){
this.url = url;
this.name = name;
}
// 下载图片线程的执行体
@Override
public Boolean call(){
WebDownloader3 webDownloader = new WebDownloader3();
webDownloader.downloader(url, name);
System.out.println("下载了文件名为：" + name);
return true;
}
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
CallableTest t1 = new CallableTest("http://www.pp3.cn/uploads/allimg/200710/14-200G00Z321.jpg","风景图1.jpg");
CallableTest t2 = new CallableTest("http://www.pp3.cn/uploads/allimg/200710/14-200G00Z321.jpg","风景图2.jpg");
CallableTest t3 = new CallableTest("http://www.pp3.cn/uploads/allimg/200710/14-200G00Z321.jpg","风景图3.jpg");
// 创建执行服务
ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 提交执行
Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);
Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);
Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);
// 获取结果
boolean rs1 = r1.get();
boolean rs2 = r2.get();
boolean rs3 = r3.get();
System.out.println(rs1);
System.out.println(rs2);
System.out.println(rs3);
// 关闭服务
ser.shutdownNow();
}
}
// 下载器
class WebDownloader3{
// 下载方法
public void downloader(String url, String name){
try{
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
} catch (MalformedURLException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
结果
五、两者比较（Thread与Runnable）
1、Thread类
（1）子类继承Thread类具备多线程能力
（2）启动线程：子类对象.start( )
(不建议使用：避免OOP单继承局限性)
ThreadTest1 threadTest1 = new ThreadTest1();
threadTest1.start();
2、Runnable接口
（1）实现接口Runnable具有多线程能力
（2）启动线程：传入目标对象 + Thread对象.start( )
(推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用)
// 一份资源
ThreadTest threadTest = new ThreadTest();
// 多个代理
new Thread(threadTest, "张三").start();
new Thread(threadTest, "李四").start();
new Thread(threadTest, "王五").start();
3、并发问题
3.1 问题场景
多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据会出现紊乱。
3.2 样例
package com.example.multithreading.demo1;
// 多个线程同时操作同一个对像
// 买票
public class ThreadTest4 implements Runnable{
private int num = 10;
@Override
public void run() {
while (true) {
if (num <= 0) {
break;
}
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->拿到了第" + num-- + "张票");
}
}
public static void main(String[] args) {
ThreadTest4 threadTest4= new ThreadTest4();
new Thread(threadTest4, "张三").start();
new Thread(threadTest4,"李四").start();
new Thread(threadTest4,"王五").start();
}
}
结果
六、多线程模拟龟兔赛跑
1、具体代码
package com.example.multithreading.demo1;
// 模拟龟兔赛跑
public class TortoiseAndRabbitRace implements Runnable {
// 定义胜利者
private static String winner;
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
// 模拟兔子休息
if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10==0){
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
// 判断比赛是否结束
boolean flag = gameOver(i);
if (flag) {
break;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "跑了" + i + "步");
}
}
// 判断是否完成比赛
private boolean gameOver(int steps) {
// 判断是否有胜利者
if(winner != null){
// 已经存在胜利者
return true;
}
if (steps >= 100){
winner = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("winner is " + winner);
return true;
}
return false;
}
public static void main(String[] args) {
TortoiseAndRabbitRace race = new TortoiseAndRabbitRace();
new Thread(race,"兔子").start();
new Thread(race,"乌龟").start();
}
}
结果
