Java中的多线程一

概述

进程

• 是正在运行的程序
  • 是系统进行资源分配和调用的独立单位
  • 每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源

线程

• 进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径
  • 单线程： 一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序
  • 多线程： 一个进程如果有多条执行路径，则称为多线程程序

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多线程

线程两种常见实现方式

• 方法一：将一个类声明为Thread的子类（继承）， 这个子类应该重写Thread类的run方法 。 然后可以分配并启动子类的实例。

  • 实现步骤
    1. 定义一个类 MyThread 继承 Thread 类
    2. 在 MyThread 类中 重写 run() 方法
    3. 创建 MyThread 类的对象
    4. 启动线程 start() 导致此线程开始执行，Java 虚拟机调用此线程的 run 方法
  • 示例代码

  class MyThread extends Thread{
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("你好！");
      }
  }
  
  public class Test1 {
      public static void main(String[] args) {
          // 创建 MyThread 对象
          MyThread mt = new MyThread();
          // 启动线程
          mt.start();
      }
  }
  

  运行结果：你好！

• 方法二：声明实现类 Runnable 接口(实现)，那个类

  • 实现步骤
    1. 定义一个类 MyRunnable 实现 Runnable 接口
    2. 在 MyRunnable 类中 重写 run() 方法
    3. 创建 MyRunnable 类的对象
    4. 创建 Thread 类的对象，把 MyRunnable 对象作为构造方法的参数
    5. 启动线程 start() 导致此线程开始执行，Java 虚拟机调用此线程的 run 方法
  • 示例代码

  class MyRunnable implements Runnable{
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("欢迎来到编程世界！");
      }
  }
  
  public class Test2 {
      public static void main(String[] args) {
          // 创建 线程类对象
          MyRunnable mr = new MyRunnable();
          // 创建 Thread 对象
          Thread t = new Thread(mr);
          // 启动线程
          t.start();
      }
  }
  

  运行结果：欢迎来到编程世界！

• 问题？

  1. 为什么重写 run() 方法？
     • run() 方法是用来 封装被线程执行的代码，也就是线程要做的任务
  2. run() 方法 和 start() 方法的区别？
     • 直接调用 run() 方法，相当于 main 线程去执行 run() 方法，并无新的线程产生
     • 调用 start() 方法，创建并启动线程，由 JVM 调用 run() 方法

• 异常 IllegalThreadStateException

  • 同一个线程对象，只能调用一次 start() 方法，不能两次调用，调用两次会，抛出 上述异常。
  • 示例代码

  class MyThread extends Thread{
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("你好！");
      }
  }
  
  public class Test1 {
      public static void main(String[] args) {
          // 创建 MyThread 对象
          MyThread mt = new MyThread();
          // 启动线程
          mt.start();
          mt.start();
      }
  }
  

  • 异常演示

  

  • 为什么会产生上述异常呢？我们来看下 start() 的源码

  

  • A zero status value corresponds to state “NEW” 意思是 零状态值对应于状态“NEW”

    状态	描述
    新建（NEW）	表示线程已经创建好了，但是还没有调用 start() 方法
    就绪（RUNNABLE）	表示线程可能在运行，也可能在就绪队列
    阻塞（BLOCKED）	表示线程处于等在锁的状态
    等待（WAITING）	表示线程处于条件等待状态，当触发条件后会唤醒
    计时等待（TIME_WAIT）	比 WAITING 多了个超时条件触发的机制
    终止（TERMINATED）	表示线程执行结束

    线程第二次调用 start() 方法时，可能处于终止或者其他非 NEW 状态，对线程判断是否处于 NEW 状态，不是，就会抛出异常

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两种实现方式的好处？

• 相比继承 Thread 类，实现 Runnable 接口的好处？
  • 避免了Java单继承的局限性
  • 适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况，把线程和程序的代码、数据有效分离，较好的体现了面向对象的设计思想

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线程执行的随机性

• 线程执行的随机性，原因是线程"抢占式执行"的方式，谁先抢到，CPU分配资源，谁先执行的缘故。

• 示例代码

  class MyThread extends Thread{
      private int value;
      public MyThread(int value){
          this.value = value;
      }
      @Override
      public void run() {
          System.out.println(value);
      }
  }
  
  public class Test1 {
      public static void main(String[] args) {
          // 创建 MyThread 对象
          MyThread mt1 = new MyThread(1);
          MyThread mt2 = new MyThread(2);
          MyThread mt3 = new MyThread(3);
          MyThread mt4 = new MyThread(4);
          // 启动线程
          mt1.start();
          mt2.start();
          mt3.start();
          mt4.start();
      }
  }
  

• 输出结果

  

  注意：由于随机性，所以运行多次产生的结果是可能不一致的