Java笔记032-多线程基础/线程相关概念、线程基本使用、继承Thread VS 实现Runnable的区别、线程终止、线程常用方法、线程的声明周期
多线程基础
线程相关概念
程序(program)
是为完成特定任务、某种语言编写的一组指令的合集
进程
进程是指运行中的程序，比如我们使用QQ，就启动了一个进程，操作系统就会为该进程分配内存空间
进程是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是动态过程：有它自身的产生。存在和消亡的过程
线程
线程是由进程创建的，是进程的一个实体
一个进程可以拥有多个线程
其他相关概念
单线程：同一时刻，只允许执行一个线程
多线程：同一个时刻，可以执行多个线程，比如：一个QQ进程，可以同时开多个聊天窗口，一个迅雷进程，可以同时下载多个文件
并发：同一个时刻，多个任务交替执行，造成一种“貌似同时”的错觉，简单的说，单核cpu实现的多任务就是并发
并行：同一时刻，多个任务同时执行，多核cpu可以实现并行
并发和并行可能同时存在
线程基本使用
创建线程的两种方式
在Java中线程来使用有两种方法
继承Thread类，重写run方法
实现Runnable接口，重写run方法
线程应用案例1-继承Thread类
请编写程序，开启一个线程，该线程每隔1秒。控制台输出“喵喵，我是小喵咪”
对上题改进：当输出80次“喵喵，我是小喵咪”，结束该进程
使用JConsole监控线程执行情况，并画出程序示意图
package com17.threaduse;
/**
* @author 甲柒
* @version 1.0
* @title Thread01
* @package com17.threaduse
* @time 2023/3/21 20:43
*/
public class Thread01 {
public static void main(String[] args) {
//创建Cat对象，可以当做线程使用
Cat cat = new Cat();
cat.start();//启动线程->最终会执行cat的run方法
//解读源码
//
/*(1)
public synchronized void start() {
start0();
}
(2)
//start0() 是本地方法，是JVM调用，底层是c/c++实现
//真正实现多线程的效果，是start0()，而不是run
private native void start0();
*/
//cat.run();//run方法就是一个普通的方法，没有真正地启动一个线程，就会把run方法执行完毕，才向下执行
//说明：当main线程启动一个子线程 Thread-0，主线程不会阻塞，会继续执行
//这时 主线程和子线程是交替执行...
System.out.println("主线程继续执行~~~" + Thread.currentThread().getName());//名字main
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("主线程 i=" + i);
//让主线程休眠
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}
//说明
//1、当一个类继承了 Thread类，该类就可以当线程使用
//2、重写run方法，写上自己的业务代码
//3、run Thread 类 实现了 Runnable 接口的run方法
/*
@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
*/
class Cat extends Thread {
int times = 0;
@Override
public void run() {//重写run方法，写上自己的业务逻辑
while (true) {
//开启一个线程，该线程每隔1秒。控制台输出“喵喵，我是小喵咪”
System.out.println("喵喵，我是小喵咪" + (++times) + "线程名=" + Thread.currentThread().getName());
//让该线程休眠1秒
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
if (times == 80) {
break;//当times到8，退出while，这时线程也就退出..
}
}
}
}
线程应用案例2-实现Runnable接口
说明
Java是单继承的，在某些情况下一个类可能已经继承了某个父类，这时在用继承Thread类方法来创建线程显然不可能了
Java设计者们提供了另外一个方式创建线程，就是通过实现Runnable接口来创建线程
应用案例
请编写程序，该程序可以每隔1秒，在控制台输出“hi!”，当输出10次后，自动退出。请使用实现Runnable接口的方式实现
package com17.threaduse;
/**
* @author 甲柒
* @version 1.0
* @title Thread02
* @package com17.threaduse
* @time 2023/3/22 23:06
* 通过实现接口Runnable 来开发xiancheng
*/
public class Thread02 {
public static void main(String[] args) {
// Dog dog = new Dog();
dog.start();
// //创建Thread对象，把dog对象(实现Runnable)，放入Thread
// Thread thread = new Thread(dog);
// thread.start();
Tiger tiger = new Tiger();//实现了Runnable
Proxy proxy = new Proxy(tiger);
proxy.start();
}
}
class Dog implements Runnable {//通过实现Runnable接口 开发线程
int count = 0;
@Override
public void run() {
while (true) {
System.out.println("小狗汪汪叫.. hi" + (++count) + Thread.currentThread().getName());
//休眠1秒
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
if (count == 10) {
break;
}
}
}
}
class Animal {
}
class Tiger extends Animal implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("老虎嗷嗷叫~~~~");
}
}
//线程代理类，模拟了一个极简的Thread类
class Proxy implements Runnable {//可以把Proxy类当成 ThreadProxy
private Runnable target = null;//属性 类型是 Runnable
public Proxy(Runnable target) {
this.target = target;
}
@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();//动态绑定(运行类型Tiger)
}
}
public void start() {
start0();//这个方法是真正实现多线程 的方法
}
public void start0() {
run();
}
}线程应用案例3-多线程执行
请编写一个程序，创建两个线程，一个线程每隔1秒输出“hello,world”，输出10次，退出，一个线程每隔1秒输出“hi”，输出5次退出
package com17.threaduse;
/**
* @author 甲柒
* @version 1.0
* @title Thread03
* @package com17.threaduse
* @time 2023/3/27 11:10
*/
public class Thread03 {
public static void main(String[] args) {
T1 t1 = new T1();
T2 t2 = new T2();
Thread thread1 = new Thread(t1);
Thread thread2 = new Thread(t2);
thread1.start();//启动第1个线程
thread2.start();//启动第2个线程
}
}
class T1 implements Runnable {
int count = 0;
@Override
public void run() {
while (true) {
//每隔1秒输出“hello,world”，输出100次
System.out.println("hello,world " + (++count));
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
if (count == 100) {
break;
}
}
}
}
class T2 implements Runnable {
int count = 0;
@Override
public void run() {
while (true) {
//每隔1秒输出“hi”，输出50次
System.out.println("hi " + (++count));
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
if (count == 50) {
break;
}
}
}
}
线程如何理解
继承Thread VS 实现Runnable的区别
从Java的设计来看，通过继承Thread或者实现Runnable接口来创建线程本质上没有区别，从JDK帮助文档来看，Thread类本身就实现了Runnable接口
实现Runnable接口方式更加适合多线程共享一个资源的情况，并且避免了单继承的限制，建议使用Runnable接口
T3 t3 = new T3("hello ");
Thread thread01 = new Thread(t3);
Thread thread02 = new Thread(t3);
thread01.start();
thread02.start();
System.out.println("主线程完毕");使用多线程模拟售票系统
[售票系统]，编程模拟三个售票窗口售票，分别使用继承Thread和实现Runnable方式，并分析有什么问题
package com17.ticket;
/**
* @author 甲柒
* @version 1.0
* @title SellTicket
* @package com17.ticket
* @time 2023/3/27 11:41
* 使用多线程，模拟三个窗口同时售票 100张
*/
public class SellTicket {
public static void main(String[] args) {
// //测试
// SellTicket01 sellTicket01 = new SellTicket01();
// SellTicket01 sellTicket02 = new SellTicket01();
// SellTicket01 sellTicket03 = new SellTicket01();
//
// //这里会出现票数超卖现象
// sellTicket01.start();//启动售票线程
// sellTicket02.start();//启动售票线程
// sellTicket03.start();//启动售票线程
System.out.println("=====使用Runnable接口方式实现=====");
SellTicket02 sellTicket02 = new SellTicket02();
//这里也会出现票数超卖现象
new Thread(sellTicket02).start();//第1个线程-窗口
new Thread(sellTicket02).start();//第2个线程-窗口
new Thread(sellTicket02).start();//第3个线程-窗口
}
}
//使用Thread方式
class SellTicket01 extends Thread {
private static int ticketNum = 100;//让多个线程共享ticketNum
@Override
public void run() {
while (true) {
if (ticketNum <= 0) {
System.out.println("售票结束~~~");
}
//休眠50毫秒
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票" + " 剩余票数 " + (--ticketNum));
}
}
}
//实现接口方式
class SellTicket02 implements Runnable {
private static int ticketNum = 100;//让多个线程共享ticketNum
@Override
public void run() {
while (true) {
if (ticketNum <= 0) {
System.out.println("售票结束~~~");
}
//休眠50毫秒
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票" + " 剩余票数 " + (--ticketNum));
}
}
}线程终止
基本说明
当线程完成任务后，会自动退出
还可以通过使用变量来控制run方法退出的方式停止线程，即通知方式
package com17.exit_;
/**
* @author 甲柒
* @version 1.0
* @title ThreadExit_
* @package com17.exit_
* @time 2023/3/27 12:06
*/
public class ThreadExit_ {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
T t1 = new T();
t1.start();
//希望main线程去控制 t1线程的终止，必须可以修改loop
//让t1 退出run方法，从而终止 t1线程 -> 通知方式
//让主线程休眠10秒，再通知t1线程退出
System.out.println("main线程休眠10s....");
Thread.sleep(10 * 1000);
t1.setLoop(false);
}
}
class T extends Thread {
int count = 0;
//设置一个控制变量
private boolean loop = true;
@Override
public void run() {
while (loop) {
try {
Thread.sleep(50);//让当前线程休眠50ms
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("AThread 运行中~~~" + (++count));
}
}
public void setLoop(boolean loop) {
this.loop = loop;
}
}
线程常用方法
常用方法第一组
setName //设置线程名称，使之与参数name相同
getName //返回该线程的名称
start //使该线程开始执行；Java虚拟机底层调用该线程的start0方法
run //调用线程对象run方法
setPriority //更改线程的优先级
getPriority //获取线程的优先级
sleep //在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行)
interrupt //中断线程
注意事项和细节
start底层会创建新的线程，调用run，run就是一个简单的方法调用，不会启动新线程
线程优先级的范围
interrupt，中断线程，但并没有真正的结束线程。所以一般用于中断正在休眠线程
sleep：线程的静态方法，使当前线程休眠
package com17.method;
/**
* @author 甲柒
* @version 1.0
* @title ThreadMethod01
* @package com17.method
* @time 2023/3/28 22:32
*/
public class ThreadMethod01 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//测试相关的方法
T t = new T();
t.setName("甲柒");
t.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t.start();//启动子线程
//主线程打印5 hi ，然后就中断 子线程的休眠
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("hi " + i);
}
System.out.println(t.getName() + " 线程的优先级 =" + t.getPriority());
t.interrupt();//当执行到这里时，就会中断 t 线程的休眠
}
}
class T extends Thread {//自定义的线程类
@Override
public void run() {
while (true) {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
//Thread.currentThread().getName() 获取当前线程的名称
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 吃包子~~~~" + i);
}
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 休眠中~~~~");
Thread.sleep(20000);//20s
} catch (InterruptedException e) {
//当该线程执行到一个interrupt方法时，就会catch一个异常，可以加入自己的业务代码
//InterruptedException 是捕获获得到一个中断异常
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "被 interrupt了");
// throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}常用方法第二组
yield：线程的礼让。让出cpu，让其他线程执行，但礼让时间不确定，所以也不一定礼让成功
join：线程的插队。插队的线程一旦插队成功，则肯定先执行完插入的线程所有的任务
案例：创建一个子线程，每隔1s输出hello，输出20次，主线程每隔1秒，输出hi，输出20次。要求：两个线程同时执行，当主线程输出5次后，就让子线程运行完毕，主线程再继续，
package com17.method;
/**
* @author 甲柒
* @version 1.0
* @title ThreadMethod02
* @package com17.method
* @time 2023/3/28 23:04
*/
public class ThreadMethod02 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
T2 t2 = new T2();
t2.start();
for (int i = 1; i <= 20; i++) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("主线程吃了 " + i + " 个 包子");
if (i == 5) {
System.out.println("主线程 让 子线程 先吃");
//join 线程插队
t2.join();//相当于让t2线程先执行完毕
// Thread.yield();//礼让 不一定成功
System.out.println("子线程吃完了 主线程继续");
}
}
}
}
class T2 extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 20; i++) {
try {
Thread.sleep(1000);//休眠1s
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("子线程吃了 " + i + " 个 包子");
}
}
}练习题
主线程每隔1s，输出hi，一共10次
当输出hi 5时，启动一个子线程(要求实现Runnable)，每隔1s输出hello，等该线程输出10次hello后，退出
主线程继续输出hi，直到主线程退出
package com17.method;
/**
* @author 甲柒
* @version 1.0
* @title ThreadMethod03
* @package com17.method
* @time 2023/3/28 23:22
*/
public class ThreadMethod03 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("hi " + i);
if (i == 5) {
System.out.println("主线程 让 子线程");
//join 线程插队
T3 t3 = new T3();
t3.start();
t3.join();//相当于让t2线程先执行完毕
// Thread.yield();//礼让 不一定成功
System.out.println("子线程结束 主线程继续");
}
}
System.out.println("主线程结束");
}
}
class T3 extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
try {
Thread.sleep(1000);//休眠1s
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("hello " + i);
}
}
}
用户线程和守护线程
用户线程：也叫工作线程，当线程的任务执行完或通知方式结束
守护线程：一般是为工作线程服务的，当所有的用户线程结束，守护线程自动结束
常见的守护线程：垃圾回收机制
应用案例
测试如何将一个线程设置成守护线程
package com17.method;
/**
* @author 甲柒
* @version 1.0
* @title ThreadMethod04
* @package com17.method
* @time 2023/3/29 14:22
*/
public class ThreadMethod04 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyDaemonThread myDaemonThread = new MyDaemonThread();
//如果希望当main线程结束后，子线程自动退出
//只需将子线程设置为守护线程
myDaemonThread.setDaemon(true);
myDaemonThread.start();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("iphone14ProMax 1TB 远峰蓝 被抢购...");
Thread.sleep(1000);
}
}
}
class MyDaemonThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (; ; ) {//等价于无线循环
try {
Thread.sleep(1000);//休眠1000ms
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("iphone14ProMax 1TB 远峰蓝~~~~");
}
}
}
线程的生命周期
JDK中用Thread.State枚举表示了线程的几种状态
线程状态转换图
写程序查看线程状态
package com17.state_;
/**
* @author 甲柒
* @version 1.0
* @title ThreadState_
* @package com17.state_
* @time 2023/3/29 15:05
*/
public class ThreadState_ {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
T t = new T();
System.out.println(t.getName() + " 状态 " + t.getState());
t.start();
while (Thread.State.TERMINATED != t.getState()) {
System.out.println(t.getName() + " 状态 " + t.getState());
Thread.sleep(500);
}
System.out.println(t.getName() + " 状态 " + t.getState());
}
}
class T extends Thread {
@Override
public void run() {
while (true) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("hi " + i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
break;
}
}
}