多线程（一）认识线程和Thread类

目录

一、认识线程（Thread）

1、什么是线程？

2、线程和进程的关系

3、多线程的优势

4、线程的状态

5、创建线程的方式

二、Thread类及其常用方法

1、Thread常见的构造方法

2、启动线程

3、线程的属性

4、Thread常用方法

三、多线程（内存的使用）

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一、认识线程（Thread）

1、什么是线程？

一个线程就是一个“执行流”，每个线程之间都可以按照顺序执行自己的代码。多个线程之间“同时”执行着多份代码。

线程的实现方式：

• 内核线程→Java中的线程，是基于内核线程的轻量级实现（轻量级进程：相比于进程，创建、调度、销毁效率要高的多）
• 用户线程：用程序自己来实现线程，包括线程的调度等。（安卓以前的开发语言时Java，最新的是kotlin（运行在jvm上），里面使用的就是协议（用户线程））

2、线程和进程的关系

• 进程与进程之间不共享内存空间，同一个进程的线程之间共享同一个内存空间。
• 进程是系统分配资源的最小单位，线程是系统调度的最小单位。
• 线程的创建、调度、销毁的代价小于进程。
• 进程包含线程，每个进程至少存在一个线程，即主线程。
• 线程（出现bug可能导致整个进程挂掉），进程间是独立运行的（可能存在进程通信）

3、多线程的优势

多线程也存在其缺陷：线程的创建/销毁也有一定的开销（一般用于执行耗时比较长的任务）；增加了编码的复杂程度。

“并发编程”成为刚需。

• 充分利用cpu资源，提高执行效率。（单核cou的发展遇到瓶颈，要想提高计算力，就需要多核cpu。并发编程能充分利用多核cpu资源）
• 有些任务场景需要“等待IO”，使用并发编程此时可以去做其他的事情。

4、线程的状态

线程的多种状态

1.  new：创建态
2. runnable：可运行态
   （程序无法判断某个时间是就绪态还是可运行态，所以这两个状态对程序没有意义）
3. 等待、超时等待、阻塞。（这三种状态的特征都是程序在挂起来等）
4. 销毁

5、创建线程的方式

（1）继承Thread类

• 继承Thread来创建一个线程类

       public static void main(String[] args) {
          //继承的写法1.自定义一个类来继承Thread
          //创建一个线程
          MyThread myThread = new MyThread();
          //运行一个线程：申请系统调度运行
          myThread.start();
      }
  
      //继承的方式：1.继承Thread，2.重写run方法（定义要执行的任务代码）
      private static class MyThread extends Thread{
          @Override
          public void run() {
              System.out.println("mythread run");
          }
      }

• 使用匿名内部类创建Thread子类对象

      public static void main(String[] args) {
  
          //继承的写法2.使用一个匿名内部类
          Thread t = new Thread(){//属于继承Thread但没有名称的子类
              @Override
              public void run() {
                  System.out.println("匿名内部类 run");
              }
          };
          t.start();
      }

（2）实现Runnable

• 实现Runnable接口

      public static void main(String[] args) {
          //实现Runnable写法1
          Thread t1 = new Thread(new MyRunnable());
          t1.start();
      }
       private static class MyRunnable implements Runnable{
          @Override
          public void run() {
              System.out.println("MyRunnable run");
          }
      }

• 匿名内部类创建Runnable子类对象

          //实现Runnable写法2：匿名内部类
          Runnable r2 = new Runnable() {//属于Runnable接口的实现类（没有名字）
              @Override
              public void run() {
                  System.out.println("匿名内部类run");
              }
          };
          Thread t2 = new Thread(r2);
          t2.start();
  
          //也可以把匿名内部类对象，直接写在构造方法的参数上
          Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
              @Override
              public void run() {
                  System.out.println("匿名内部类run");
              }
          });
          t3.start();
  

• 使用lambda表达式创建子类对象

        //了解：lambda表达式
        Thread t4 = new Thread(() -> System.out.println("匿名内部类run"));
        t4.start()

（3）实现Callable接口

二、Thread类及其常用方法

1、Thread常见的构造方法

方法	说明
Thread()	创建线程对象
Thread(Runnable target)	使用 Runnable 对象创建线程对象
Thread(String name)	创建线程对象，并命名
Thread(Runnable target, String name)	使用 Runnable 对象创建线程对象，并命名

2、启动线程

（1）start

thread.start();
//申请系统调度，执行thread中的任务（重写的run方法）

 main线程创建Thread的代码，没有执行重写的run方法。

 （2）start()和run()的区别

• start：启动线程的方式；
• run：属于线程任务的描述。

 （3）多个线程，同时存在并发和并行的现象

观察以下代码：

 main线程在执行到t.start（）时，才会启动t线程，t线程的run中代码行和main线程的打印代码行执行顺序是随机的/无序的（但t线程启动后，系统调度才会执行run方法，这是过程是需要耗时的，所以先打印main的代码行）。

3、线程的属性

属性	获取方法
ID	getId()
名称	getName()
状态	getState()
是否后台线程	isDaemon()
是否存活	isAlive()
是否被中断	isInterrupted()

• ID是线程的唯一标识，不同线程不会重复
• 状态表示当前线程所处的情况
• 关与后台线程：JVM会在一个进程的所有非后台线程结束后，才会结束运行

4、Thread常用方法

（1）等待一个线程--join()

方法	说明
public void join()	等待线程结束
public void join(long millis)	等待线程结束，最多等 millis 毫秒
public void join(long millis, int nanos)	同理，但可以更高精度

使用join后，两个并发并行的线程随即执行的方式，就变成了有序。

（2）获取当前线程引用

public static Thread CurrentThread();
//返回当前线程对象的引用

（3）休眠当前线程

让当前线程休眠（超时等待）给定时间（毫秒）。因为线程的调度是不可控的，这个方法只能保证实际休眠时间大于等于参数设置的休眠时间。

方法	说明
public static void sleep(long millis) throws InterruptedException	休眠当前线程 millis 毫秒

使用场景：进行程序的调试；控制多个线程的执行顺序。

（4）中断线程

方法	说明
public void interrupt()	中断对象关联的线程，如果线程正在阻塞，则以异常方式通知，否则设置中断标志位为true。
public static boolean interrupt()	判断当前线程的中断标志位是否设置，调用后清除标志位（会重置中断标志位）
public static boolean isInterrupt()	判断对象关联的线程标志位是否设置，调用后不清除标志位

【注】

• Java中断，是以中断标志位的方式执行的；
• interrupt是发起中断的动作，但线程是否中断，有代码是否判断中断标志位来决定；
• 线程处于某些等待/超时等待的状态（会显式的抛InterruptException异常），都是允许被中断的，中断的方式是：（1）抛异常来进行中断（2）抛异常后，会重置中断标志位（默认false）

三、多线程（内存的使用）

Java进程的内存：栈、堆、方法区、程序计数器。