并发编程(一)——多线程快速入门

前言

欢迎大家一起来学习多线程,大家一起来学习吧!

并发编程(一)——多线程快速入门
并发编程(二)——内存模型
并发编程(三)——多线程之间如何实现通讯
并发编程(四)——JUC并发包常用方法介绍
并发编程(五)——线程池及原理剖析
并发编程(六)——java中锁怎么使用?

线程与进程区别

      每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。线程是一组指令的集合,或者是程序的特殊段,它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程,它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。

      使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理,程序的运行速度可能加快,在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等,线程就比较有用了。在这种情况下可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。

      如果有大量的线程,会影响性能,因为操作系统需要在它们之间切换,更多的线程需要更多的内存空间,线程的中止需要考虑其对程序运行的影响。通常块模型数据是在多个线程间共享的,需要防止线程死锁情况的发生。

      总结:进程是所有线程的集合,每一个线程是进程中的一条执行路径。

为什么要使用多线程?

多线程应用场景?
答:主要能体现到多线程提高程序效率。
举例: 迅雷多线程下载、数据库连接池、分批发送短信等。

多线程创建方式

第一种继承Thread类 重写run方法

代码:


class CreateThread extends Thread {
	// run方法中编写 多线程需要执行的代码
	publicvoid run() {
		for (inti = 0; i< 10; i++) {
			System.out.println("i:" + i);
		}
	}
}
publicclass ThreadDemo {

	publicstaticvoid main(String[] args) {
		System.out.println("-----多线程创建开始-----");
		// 1.创建一个线程
		CreateThread createThread = new CreateThread();
		// 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法,而是start方法
		System.out.println("-----多线程创建启动-----");
		createThread.start();
		System.out.println("-----多线程创建结束-----");
	}

}

允许结果:

调用start方法后,代码并没有从上往下执行,而是有一条新的执行分之

注意:画图演示多线程不同执行路径。

第二种实现Runnable接口,重写run方法

代码:

class CreateRunnable implements Runnable {

	@Override
	publicvoid run() {
		for (inti = 0; i< 10; i++) {
			System.out.println("i:" + i);
		}
	}

}


publicclass ThreadDemo2 {
	publicstaticvoid main(String[] args) {
		System.out.println("-----多线程创建开始-----");
		// 1.创建一个线程
		CreateRunnable createThread = new CreateRunnable();
		// 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法,而是start方法
		System.out.println("-----多线程创建启动-----");
		Thread thread = new Thread(createThread);
		thread.start();
		System.out.println("-----多线程创建结束-----");
	}
}


第三种使用匿名内部类方式

	 System.out.println("-----多线程创建开始-----");
		 Thread thread = new Thread(new Runnable() {
			public void run() {
				for (int i = 0; i< 10; i++) {
					System.out.println("i:" + i);
				}
			}
		});
		 thread.start();
		 System.out.println("-----多线程创建结束-----");

使用继承Thread类还是使用实现Runnable接口好?

使用实现实现Runnable接口好,原因实现了接口还可以继续继承,继承了类不能再继承。

启动线程是使用调用start方法还是run方法?

开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法,而是start方法
调用run知识使用实例调用方法。

获取线程对象以及名称
常用线程api方法

start() 启动线程
currentThread() 获取当前线程对象
getID() 获取当前线程ID Thread-编号 该编号从0开始
getName() 获取当前线程名称
sleep(long mill) 休眠线程
Stop() 停止线程,
常用线程构造函数
Thread() 分配一个新的 Thread 对象
Thread(String name) 分配一个新的 Thread对象,具有指定的 name正如其名。
Thread(Runable r) 分配一个新的 Thread对象
Thread(Runable r, String name) 分配一个新的 Thread对象

守护线程

Java中有两种线程,一种是用户线程,另一种是守护线程。

  • 用户线程是指用户自定义创建的线程,主线程停止,用户线程不会停止

  • 守护线程当进程不存在或主线程停止,守护线程也会被停止。

使用setDaemon(true)方法设置为守护线程



**
 * 
 * 什么是守护线程? 守护线程 进程线程(主线程挂了) 守护线程也会被自动销毁.
 */
public class DaemonThread {

	public static void main(String[] args) {
		Thread thread = new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				while (true) {
					try {
						Thread.sleep(100);
					} catch (Exception e) {
						// TODO: handle exception
					}
					System.out.println("我是子线程...");
				}
			}
		});
		thread.setDaemon(true);
		thread.start();
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			try {
				Thread.sleep(100);
			} catch (Exception e) {

			}
			System.out.println("我是主线程");
		}
		System.out.println("主线程执行完毕!");
	}

}

多线程运行状态

线程从创建、运行到结束总是处于下面五个状态之一:新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态及死亡状态。

  • 新建状态

      当用new操作符创建一个线程时, 例如new Thread®,线程还没有开始运行,此时线程处在新建状态。 当一个线程处于新生状态时,程序还没有开始运行线程中的代码
就绪状态

      一个新创建的线程并不自动开始运行,要执行线程,必须调用线程的start()方法。当线程对象调用start()方法即启动了线程,start()方法创建线程运行的系统资源,并调度线程运行run()方法。当start()方法返回后,线程就处于就绪状态。

      处于就绪状态的线程并不一定立即运行run()方法,线程还必须同其他线程竞争CPU时间,只有获得CPU时间才可以运行线程。因为在单CPU的计算机系统中,不可能同时运行多个线程,一个时刻仅有一个线程处于运行状态。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。对多个处于就绪状态的线程是由Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度的。

  • 运行状态
          当线程获得CPU时间后,它才进入运行状态,真正开始执行run()方法.

  • 阻塞状态
          线程运行过程中,可能由于各种原因进入阻塞状态:
    1>线程通过调用sleep方法进入睡眠状态;
    2>线程调用一个在I/O上被阻塞的操作,即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者;
    3>线程试图得到一个锁,而该锁正被其他线程持有;
    4>线程在等待某个触发条件;

  • 死亡状态

有两个原因会导致线程死亡:

  1. run方法正常退出而自然死亡,
  2. 一个未捕获的异常终止了run方法而使线程猝死。
    为了确定线程在当前是否存活着(就是要么是可运行的,要么是被阻塞了),需要使用isAlive方法。如果是可运行或被阻塞,这个方法返回true; 如果线程仍旧是new状态且不是可运行的, 或者线程死亡了,则返回false.

join()方法作用

当在主线程当中执行到t1.join()方法时,就认为主线程应该把执行权让给t1
需求:
创建一个线程,子线程执行完毕后,主线程才能执行。


Thread t1 = new Thread(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {
				for (int i = 0; i < 10; i++) {
					try {
						Thread.sleep(10);
					} catch (Exception e) {

					}
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "i:" + i);
				}
			}
		});
		t1.start();
		// 当在主线程当中执行到t1.join()方法时,就认为主线程应该把执行权让给t1
		t1.join();
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			try {
				Thread.sleep(10);
			} catch (Exception e) {

			}
			System.out.println("main" + "i:" + i);
		}

优先级

      现代操作系统基本采用时分的形式调度运行的线程,线程分配得到的时间片的多少决定了线程使用处理器资源的多少,也对应了线程优先级这个概念。在JAVA线程中,通过一个int priority来控制优先级,范围为1-10,其中10最高,默认值为5。下面是源码(基于1.8)中关于priority的一些量和方法。


class PrioritytThread implements Runnable {

	public void run() {
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().toString() + "---i:" + i);
		}
	}
}
public class ThreadDemo4 {

	public static void main(String[] args) {
		PrioritytThread prioritytThread = new PrioritytThread();
		Thread t1 = new Thread(prioritytThread);
		Thread t2 = new Thread(prioritytThread);
		t1.start();
		// 注意设置了优先级, 不代表每次都一定会被执行。 只是CPU调度会有限分配
		t1.setPriority(10);
		t2.start();
		
	}

}

Yield方法

      Thread.yield()方法的作用:暂停当前正在执行的线程,并执行其他线程。(可能没有效果)
yield()让当前正在运行的线程回到可运行状态,以允许具有相同优先级的其他线程获得运行的机会。因此,使用yield()的目的是让具有相同优先级的线程之间能够适当的轮换执行。但是,实际中无法保证yield()达到让步的目的,因为,让步的线程可能被线程调度程序再次选中。
结论:大多数情况下,yield()将导致线程从运行状态转到可运行状态,但有可能没有效果。

作业题

  1. 现… 在有T1、T2、T3三个线程,你怎样保证T2在T1执行完后执行,T3在T2执行完后执行
    代码:

public class JoinThreadDemo02 {
	public static void main(String[] args) {
		Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
			public void run() {
				for (int i = 0; i < 20; i++) {
					System.out.println("t1,i:" + i);
				}
			}
		});
		Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
			public void run() {
				try {
					t1.join();
				} catch (Exception e) {
					// TODO: handle exception
				}
				for (int i = 0; i < 20; i++) {
					System.out.println("t2,i:" + i);
				}
			}
		});
		Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
			public void run() {
				try {
					t2.join();
				} catch (Exception e) {
					// TODO: handle exception
				}
				for (int i = 0; i < 20; i++) {
					System.out.println("t3,i:" + i);
				}
			}
		});
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
	}
}```






### 面试题
1.进程与线程的区别?
答:进程是所有线程的集合,每一个线程是进程中的一条执行路径,线程只是一条执行路径。

2.为什么要用多线程?
 答:提高程序效率
 
3.多线程创建方式?
  答:继承ThreadRunnable 接口。
  
4.是继承Thread类好还是实现Runnable接口好?
答:Runnable接口好,因为实现了接口还可以继续继承。继承Thread类不能再继承。

5.你在哪里用到了多线程?
答:主要能体现到多线程提高程序效率。
举例:分批发送短信、迅雷多线程下载等。

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