Java多线程（一）

多线程介绍

学习多线程之前，我们先要了解几个关于多线程有关的概念

进程：进程指正在运行的程序。确切的来说，当一个程序进入内存运行，即变成一个进程，进程是处于运行过程中的程序，并且具有一定独立功能

线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序

简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程

Thread类

创建新执行线程的两种方法：

一种方法是将类声明为 Thread 的子类，该子类应重写 Thread 类的 run 方法。创建对象，开启线程。run方法相当于其他线程的main方法
另一种方法是声明一个实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象，传入到某个线程的构造方法中，开启线程

继承Thread类

创建线程的步骤：

定义一个类继承Thread
重写run方法
创建子类对象，就是创建线程对象
调用start方法，开启线程并让线程执行，同时还会告诉jvm去调用run方法

自定义线程类：

public class MyThread extends Thread{
    // 定义指定线程名称的构造方法
    public MyThread(String name){
        // 调用父类的String参数的构造方法 指定线程的名称
        super(name);
    }
    
    // 重写run方法  完成该线程执行的逻辑
    @Override
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 10; i++){
            System.out.println(getName() + "：正在执行！"+i);
        }
    }
}

测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建自己定义的线程对象
        MyThread mt = new MyThread("新的线程");
        // 开启新的线程
        mt.start();
        // 在组方法里执行for循环
        for(int i = 0; i < 10; i++){
            System.out.println("main主线程" + i);
        }
    }
}

继承Thread类原理

我们为什么要继承Thread类，并调用其的start方法才能开启线程呢？

继承Thread类：因为Thread类用来描述线程，具备线程应该有功能。那为什么不直接创建Thread类的对象呢？如下代码：

Thread t1 = new Thread();
t1.start()

这样做没有错，但是该start调用的是Thread类中的run方法，而这个run方法没有做什么事情，更重要的是这个run方法中并没有定义我们需要让线程执行的代码

创建线程的目的是什么？

是为了建立程序单独的执行路径，让多部分代码实现同时执行。也就是说线程创建并执行需要给定线程要执行的任务。
对于之前所讲的主线程，它的任务定义在main函数中。自定义线程需要执行的任务都定义在run方法中。
Thread类run方法中的任务并不是我们所需要的，只有重写这个run方法。既然Thread类已经定义了线程任务的编写位置（run方法），那么只要在编写位置（run方法）中定义任务代码即可。所以进行了重写run方法动

实现Runnable接口

创建线程的另一种方法是声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象，传入到某个线程的构造方法中，开启线程。

为何要实现Runnable接口，Runable是啥玩意呢？继续API搜索。
查看Runnable接口说明文档：Runnable接口用来指定每个线程要执行的任务。包含了一个 run 的无参数抽象方法，需要由接口实现类重写该方法

创建线程的步骤:

定义类实现Runnable接口
覆盖接口中的run方法
创建Thread类的对象
将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。
调用Thread类的start方法开启线程

自定义线程执行任务类：

public class MyRunnable implements Runnable{
    
    // 定义线程要执行的run方法逻辑
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++){
            System.out.println("我的线程：" + i);
        }
    }
}

测试类：

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程执行目标类对象
        Runnable runn = new MyRunnable();
        // 将Runnable接口子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数
        Thread thread = new Thread(runn);
        Thread thread2 = new Thread(runn);
        // 开启线程
        thread.start();
        thread2.start();
        for(int i = 0; i < 10; i++){
            System.out.println("main线程" + i);
        }
    }
}

实现Runnable的原理

为什么需要定一个类去实现Runnable接口呢？继承Thread类和实现Runnable接口有啥区别呢？

实现Runnable接口，避免了继承Thread类的单继承局限性，覆盖Runnable接口中的run方法，将线程任务代码定义到run方法中。

创建Thread类的对象，只有创建Thread类的对象才可以创建线程。

线程任务已被封装到Runnable接口的run方法中，而这个run方法所属于Runnable接口的子类对象，所以将这个子类对象作为参数传递给Thread的构造函数，这样，线程对象创建时就可以明确要运行的线程的任务

实现Runnable的好处

实现Runnable接口避免了单继承的局限性，所以较为常用。实现Runnable接口的方式，更加的符合面向对象，线程分为两部分，一部分线程对象，一部分线程任务。继承Thread类，线程对象和线程任务耦合在一起。一旦创建Thread类的子类对象，既是线程对象，有又有线程任务。实现Runnable接口，将线程任务单独分离出来封装成对象，类型就是Runnable接口类型。Runnable接口对线程对象和线程任务进行解耦

线程池

线程池，其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源

为什么要使用线程池？

在java中，如果每个请求到达就创建一个新线程，开销是相当大的。在实际使用中，创建和销毁线程花费的时间和消耗的系统资源都相当大，甚至可能要比在处理实际的用户请求的时间和资源要多的多。除了创建和销毁线程的开销之外，活动的线程也需要消耗系统资源。如果在一个jvm里创建太多的线程，可能会使系统由于过度消耗内存或“切换过度”而导致系统资源不足。为了防止资源不足，需要采取一些办法来限制任何给定时刻处理的请求数目，尽可能减少创建和销毁线程的次数，特别是一些资源耗费比较大的线程的创建和销毁，尽量利用已有对象来进行服务

线程池主要用来解决线程生命周期开销问题和资源不足问题。通过对多个任务重复使用线程，线程创建的开销就被分摊到了多个任务上了，而且由于在请求到达时线程已经存在，所以消除了线程创建所带来的延迟。这样，就可以立即为请求服务，使用应用程序响应更快。另外，通过适当的调整线程中的线程数目可以防止出现资源不足的情况

使用线程池方式-Runnable接口

使用线程池中线程对象的步骤：

创建线程池对象
创建Runnable接口子类对象
提交Runnable接口子类对象
关闭线程池

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程池对象, 包含2个线程对象
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);
        
        // 创建Runnable实例对象
        MyRunnable runn = new MyRunnable();
        
        // 自己创建线程对象的方式
        // Thread t = new Thread(r);
        // t.start(); ---> 调用MyRunnable中的run()
        
        // 从线程池获取线程对象,然后调用MyRunnable中的run()
        service.submit(runn);
        service.submit(runn);
        // 注意：submit方法调用结束后，程序并不终止，
        // 是因为线程池控制了线程的关闭。将使用完的线程又归还到了线程池中
        
        // 关闭线程池
        // service.shutdown();  
    }
}

使用线程池方式-Callable接口