[Java]开发安卓，你得掌握的Java知识12——线程

0.前言

• 上一篇文章，我们讲解了ArrayList的相关用法
  看本文之前，推荐先去看一遍该文章

• 今天我们主要讲解线程

• 若想要了解“类”等其他主要知识，可以去看前面的文章

• 由于最终目的是要开发安卓app，
  因此这里使用的IDE是AS（Android Studio）
  （不会使用的可以参考下面这篇文章中的例子）
  《[Java]开发安卓，你得掌握的Java知识2》

1.文章主要内容

• 线程的基础概念

• 多线程的使用方法

• 多线程的同步

• 线程安全

2.基础知识讲解

2.1线程与进程

• 一个程序的运行就是一个进程
  比如，QQ运行了，QQ就是一个进程

• 一个进程中有许多线程，
  比如使用QQ的时候，接受信息，打开聊天框，下载文件等，都是不同的线程

• 一个进程中必定会有一个主线程

• 线程之间是共享（由进程申请的）内存资源的

2.2线程的一些细节

为什么要创建子线程：

• 如果在主线程中存在有比较耗时的操作：
  下载视频 、上传文件等操作
  为了不阻塞主线程，需要将耗时的任务放在子线程中去处理
• 一个线程有可能处于不同的状态：

状态名字	具体描述
NEW	新建状态，即线程刚被创建好
RUNNABLE	就绪状态，即只要抢到时间片，就可以运行这个线f程
BLOKCED	阻塞状态，即通过sleep()或wait()暂停线程
WAITING	等待状态
TIMED_WAITING	这个以后再说
TERMINATED	终止状态

线程的运行过程.jpg

如何创建子线程

方法1.继承Thread的类

• 创建一个继承于Thread的类

class TestThread extends Thread{

}

• 创建好后，要重写Thread中的run方法

class TestThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        //获得当前线程名字
        String name = Thread.currentThread().getName();
        
        //一个循环输出
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(name + " " + (i + 1));
            }
        }
}

• 在主函数中创建TestThread类的对象，并且调用start()方法
  （不是run()，原因是start()才是开启子线程的方法，但是开启线程后run()肯定会被调用）
• 线程的run()方法其实运行在当前线程，而不会单独开启一个子线程

public static void main(String[] args){
      Thread t = new TestThread();
        t.start();
}

输出结果为：
Thread-0 1
Thread-0 2
Thread-0 3
Thread-0 4
Thread-0 5
Thread-0 6
Thread-0 7
Thread-0 8
Thread-0 9
Thread-0 10

• Thread-0就是这个线程的名字

如何创建子线程

方法2.实现Runnable接口

思路：创建一个类实现Runnable接口，然后将这个类的对象作为参数放在Thread的构造函数中，调用Thread对象的构造方法

• 先创建一个类，实现Runnable接口

class PXDThread implements Runnable{

}

• 在这个类中实现run方法（与第一种方法一样）

class PXDThread implements Runnable{
     @Override
     public void run() {
         for (int i = 0; i < 10; i++) {
         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
    }

• (1)在主函数中，先建立PXDThread的一个对象

• (2)使用Thread来操作这个任务

• (3)启动这个线程

//1.创建一个任务：创建一个类实现Runnable接口
PXDThread pt = new PXDThread();

//2.使用Thread来操作这个任务
Thread t = new Thread(pt);

//3.启动这个线程
//setName可以给线程起名字
t.setName("子线程1");
t.start();

输出结果为:
子线程1 0
子线程1 1
子线程1 2
子线程1 3
子线程1 4
子线程1 5
子线程1 6
子线程1 7
子线程1 8
子线程1 9

方法2.2

• 如果这个方法只要执行一次，可以考虑用匿名类的方式
  而不用单独地额外创建一个类

public static void main(String[] args){
       Thread t3 =new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " "+i);
                }
            }
        });
        t3.setName("子线程3");
        t3.start();
}

输出结果为:
子线程3 0
子线程3 1
子线程3 2
子线程3 3
子线程3 4
子线程3 5
子线程3 6
子线程3 7
子线程3 8
子线程3 9

方法2.3匿名类的时候就使用start()

• 如果这个方法只要执行一次，且想要更简便的表达式
  可以考虑在匿名类的后面加.start()

public static void main(String[] args){
    new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " "+i);
                }
            }
        }).start();
}

Thread-0 1
Thread-0 2
Thread-0 3
Thread-0 4
Thread-0 5
Thread-0 6
Thread-0 7
Thread-0 8
Thread-0 9
Thread-0 10
注意：

• 使用匿名类是没有办法为线程设置名字的
  

方法2.4使用Lambda表达式

• 如果这个方法只要执行一次，且想要更简便的表达式
  可以考虑使用Lambda表达式

public static void main(String[] args){
       new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " "+i);
            }
        }).start();
}

• 优点：十分简洁

• 缺点：对于初级开发人员而言过于复杂难懂

  
  

2.5线程的同步

• 试想一下，如果一个卖票网站还剩一张票，两个人同时买票，
  由于线程是同时执行的，那会不会发生一张票卖给两个人呢？
• 会的话，应该怎么解决呢

class Ticket implements Runnable{
    //一共一百张票
    public static int NUM = 100;
    public String name;

    public Ticket(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (NUM > 0) {
                //当多个线程操作的时候，可能线程1会先打印，然后时间片被抢去，线程2会打印然后减减，
                //时间片还给线程1之后，NUM--，这就会导致少了一张票，而且两个线程还出现了重票
                //多线程并没有办法知道什么时候被打断
                System.out.println(name + "出票: " + (NUM + 1));
                NUM--;
            }else{
                break;
            }

        }
    }

public static void main(String[] args) {
        Ticket ticket1 = new Ticket("重庆");
        Thread t1 = new Thread(ticket1);
        t1.start();
        Ticket ticket2 = new Ticket("上海");

        Thread t2 = new Thread(ticket2);
        t2.start();
    }

输出结果为:
重庆出票: 100
上海出票: 100
重庆出票: 99
上海出票: 98
重庆出票: 97
上海出票: 96
.......
（为了观感这里就不全部列出结果，没必要）

• 我们可以看到，两个线程同时运行的时候，很可能会卖出重复的票（如重庆和上海都卖出了编号为100的这张票），原因是线程的时间片的获得，与失去是随机的

线程的同步

就是为了解决多个线程同时运行的时候，某个线程不知道在何时会被抢走时间片无法继续执行，导致一些错误
（比如卖重票，少卖了票等）

保证线程同步的方法：

方法1.synchornized

方法1.1使用同步代码块

  static final Object obj = new Object();
 @Override
  public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            //圆括号中放一个监听器/对象
            synchronized (obj){
                if (NUM > 0) {
                    System.out.println(name + "出票: " + (NUM));
                    NUM--;
            }
      }
}

输出结果为：
重庆出票: 100
重庆出票: 99
重庆出票: 98
重庆出票: 97
重庆出票: 96
重庆出票: 95
......

重庆出票: 9
重庆出票: 8
重庆出票: 7
上海出票: 6
上海出票: 5
上海出票: 4
上海出票: 3
上海出票: 2
上海出票: 1
(为了观感不全部列出)
加了锁之后，可以看到不会卖出重复票了

注意：

• 每一个对象都有一个自己的锁，因此 synchronized后面的括号可以放任意一个对象

• 但是为了前后两个线程使用的是同一个锁，则
  定义的obj必须为static静态类型，以保证它先于类被创建，且所有对象用的是同一个obj变量

方法1.2使用同步方法

• 使用同步方法的实质就是在使用同步代码块，只是写法不同

public void run() {
        test();
    }
public synchronized void test(){
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                if (NUM > 0) {
                    System.out.println(name + "出票: " + (NUM + 1));
                    NUM--;
                } else {
                    break;
                }

            }
        }

这段代码相当于（当然这么写编译器过不了）：

synchronized (this) {
            test();
}
public void test(){
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                if (NUM > 0) {
                    System.out.println(name + "出票: " + (NUM + 1));
                    NUM--;
                } else {
                    break;
                }

          }
 }

• 这里这么写的话必须保证是同一个this，就是说得保证是同一个对象调用run()
  但是上述例子其实不能保证，所以这个例子是没有办法用这种写法的

3.实例应用

• 要求：
  (1)用代码模拟客户找房屋中介买房子，中介找到合适的房子后返回消息给客户
  (2)希望这件事情在一个子线程中实现

• 代码思路：

• (1)首先写一个Person类，一个Agent类，Agent类要继承Thread，这样才能在子线程中执行

• (2)Person类的对象要有一个方法A，来调用Agent类的方法B

• (3)Agent类的这个方法B完成寻找房屋的过程，然后返回消息给Person对象

• (4)这个“返回消息”靠的是接口回调，即Agent类中定义一个接口，以及定义一个接口变量，Person类实现这个接口。

• (5)方法A中要把this赋值给Agent类的接口变量，然后在方法B的最后，就可以靠接口变量来调用Person类中实现的接口的方法了
  ，以此来（返回消息）告诉Person找到房子了

public class Agent extends Thread{

    AgentInterface target;

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());

        System.out.println("开始找房");
        System.out.println("--------");
        System.out.println("--------");
        System.out.println("房子找到了，即将返回数据");
        target.callBack("西南大学");//回调
        super.run();
    }

    public interface AgentInterface{
        void callBack(String desc);
    }
}

• 继承Thread是因为“找房子的过程”要在子线程中实现
• target为接口变量，有了它才能实现接口回调

public class Person implements Agent.AgentInterface {

    public void needHouse(){
        Agent xw = new Agent();
        xw.target = this;
        xw.start();
    }

    //接口就是一种统一，让创建接口的类可以轻松地通过调用实现该接口的类的方法
    //来告诉实现接口的类，已经做完事情了
    //就好比中介会让客户都装一个微信，然后通过微信来告诉他们，这个微信，就是一个接口
    @Override
    public void callBack(String desc) {
        System.out.println("我是小王，接收到你的数据了：" + desc);
    }
}

• needHouse()方法是为了能够调用Agent类的run()方法

• 如果Person类对象(设为person)想要在run()的最后能够告诉person能做完了的话，必须在Person中把this赋给Agent中的target
  ( xw.target = this;这句话是能够实现接口回调的关键)

• 只有xw.target = this;，Agent中的run 方法中的
  target.callBack("西南大学");（接口回调）才能够成立

• (接口回调说白了就是把消息返回给实现接口的类）

public static void main(String[] args) {
        Person ls = new Person();
        ls.needHouse();
    }

输出结果为：
Thread-0
开始找房

---

---

房子找到了，即将返回数据
我是小王，接收到你的数据了：西南大学

• 其中，Thread-0就是该线程的名字，不是main就证明不是在主线程中执行的，而是单独开启了一个子线程

4.总结

(1)本文讲解了线程的概念、基本使用、线程安全等问题
(2)线程是Java中十分重要的一个知识点，只要看一些例子，再结合现实中的实际情况，线程的相关内容其实挺好理解的，语法也不难，可能只是第一次见到时，会感觉有点绕，关键就是要在实际情况中多去使用即可。