Java多线程
多线程
线程:一个顺序的单一的程序执行流程就是一个线程。代码一句一句的有先后顺序的执行。
多线程:多个单一顺序执行的流程并发运行。造成"感官上同时运行"的效果。
并发:
多个线程实际运行是走走停停的。线程调度程序会将CPU运行时间划分为若干个时间片段并
尽可能均匀的分配给每个线程，拿到时间片的线程被CPU执行这段时间。当超时后线程调度
程序会再次分配一个时间片段给一个线程使得CPU执行它。如此反复。由于CPU执行时间在
纳秒级别，我们感觉不到切换线程运行的过程。所以微观上走走停停，宏观上感觉一起运行
的现象成为并发运行!
用途:
-
当出现多个代码片段执行顺序有冲突时，希望它们各干各的时就应当放在不同线程上"同时"运行
-
一个线程可以运行，但是多个线程可以更快时，可以使用多线程运行
线程的生命周期图
创建线程有两种方式
方式一:继承Thread并重写run方法
定义一个线程类，重写run方法，在其中定义线程要执行的任务(希望和其他线程并发执行的任务)。
注:启动该线程要调用该线程的start方法，而不是run方法！！！
package thread;
/**
* 多线程
* 线程:程序中一个单一的顺序执行流程
* 多线程:多个单一顺序执行流程"同时"执行
*
* 多线程改变了代码的执行方式，从原来的单一顺序执行流程变为多个执行流程"同时"执行。
* 可以让多个代码片段的执行互不打扰。
*
* 线程之间是并发执行的，并非真正意义上的同时运行。
* 常见线程有两种方式:
* 1:继承Thread并重写run方法
*
*/
public class ThreadDemo1 {
public static void main(String[] args) {
//创建两个线程
Thread t1 = new MyThread1();
Thread t2 = new MyThread2();
/*
启动线程,注意:不要调用run方法！！
线程调用完start方法后会纳入到系统的线程调度器程序中被统一管理。
线程调度器会分配时间片段给线程，使得CPU执行该线程这段时间，用完后
线程调度器会再分配一个时间片段给一个线程，如此反复，使得多个线程
都有机会执行一会，做到走走停停，并发运行。
线程第一次被分配到时间后会执行它的run方法开始工作。
*/
t1.start();
t2.start();
}
}
/**
* 第一种创建线程的优点:
* 结构简单，利于匿名内部类形式创建。
*
* 缺点:
* 1:由于java是单继承的，这会导致继承了Thread就无法再继承其他类去复用方法
* 2:定义线程的同时重写了run方法，这等于将线程的任务定义在了这个线程中导致
* 线程只能干这件事。重(chong)用性很低。
*/
class MyThread1 extends Thread{
public void run(){
for (int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("hello姐~");
}
}
}
class MyThread2 extends Thread{
public void run(){
for (int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("来了~老弟!");
}
}
}
第一种创建线程的方式
优点:
在于结构简单，便于匿名内部类形式创建。
缺点:
-
1:直接继承线程，会导致不能在继承其他类去复用方法，这在实际开发中是非常不便的。
-
2:定义线程的同时重写了run方法，会导致线程与线程任务绑定在了一起，不利于线程的重用。
方式二:实现Runnable接口单独定义线程任务
package thread;
/**
* 第二种创建线程的方式
* 实现Runnable接口单独定义线程任务
*/
public class ThreadDemo2 {
public static void main(String[] args) {
//实例化任务
Runnable r1 = new MyRunnable1();
Runnable r2 = new MyRunnable2();
//创建线程并指派任务
Thread t1 = new Thread(r1);
Thread t2 = new Thread(r2);
t1.start();
t2.start();
}
}
class MyRunnable1 implements Runnable{
public void run() {
for (int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("你是谁啊?");
}
}
}
class MyRunnable2 implements Runnable{
public void run() {
for (int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("开门!查水表的!");
}
}
}
匿名内部类形式的线程创建
package thread;
/**
* 使用匿名内部类完成线程的两种创建
*/
public class ThreadDemo3 {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(){
public void run(){
for(int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("你是谁啊?");
}
}
};
// Runnable r2 = new Runnable() {
// public void run() {
// for(int i=0;i<1000;i++){
// System.out.println("我是查水表的!");
// }
// }
// };
//Runnable可以使用lambda表达式创建
Runnable r2 = ()->{
for(int i=0;i<1000;i++){
System.out.println("我是查水表的!");
}
};
Thread t2 = new Thread(r2);
t1.start();
t2.start();
}
}
java中的代码都是靠线程运行的，执行main方法的线程称为"主线程"。
线程提供了一个方法:
-
static Thread currentThread()
该方法可以获取运行这个方法的线程
package thread;
/**
* java中所有的代码都是靠线程执行的，main方法也不例外。JVM启动后会创建一条线程来执行main
* 方法，该线程的名字叫做"main",所以通常称它为"主线程"。
* 我们自己定义的线程在不指定名字的情况下系统会分配一个名字，格式为"thread-x"(x是一个数)。
*
* Thread提供了一个静态方法:
* static Thread currentThread()
* 获取执行该方法的线程。
*
*/
public class CurrentThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
/*
后期会学习到一个很重要的API:ThreadLocal,它可以使得我们在一个线程上跨越多个
方法时共享数据使用，其内部要用到currentThread方法来辨别线程。
如spring的事物控制就是靠ThreadLocal实现的。
*/
Thread main = Thread.currentThread();//获取执行main方法的线程(主线程)
System.out.println("线程:"+main);
dosome();//主线程执行dosome方法
}
public static void dosome(){
Thread t = Thread.currentThread();//获取执行dosome方法的线程
System.out.println("执行dosome方法的线程是:"+t);
}
}
使用多线程实现多客户端连接服务端
流程图
服务端代码改造:
package socket;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 聊天室服务端
*/
public class Server {
/**
* 运行在服务端的ServerSocket主要完成两个工作:
* 1:向服务端操作系统申请服务端口，客户端就是通过这个端口与ServerSocket建立链接
* 2:监听端口，一旦一个客户端建立链接，会立即返回一个Socket。通过这个Socket
* 就可以和该客户端交互了
*
* 我们可以把ServerSocket想象成某客服的"总机"。用户打电话到总机，总机分配一个
* 电话使得服务端与你沟通。
*/
private ServerSocket serverSocket;
/**
* 服务端构造方法，用来初始化
*/
public Server(){
try {
System.out.println("正在启动服务端...");
/*
实例化ServerSocket时要指定服务端口，该端口不能与操作系统其他
应用程序占用的端口相同，否则会抛出异常:
java.net.BindException:address already in use
端口是一个数字，取值范围:0-65535之间。
6000之前的的端口不要使用，密集绑定系统应用和流行应用程序。
*/
serverSocket = new ServerSocket(8088);
System.out.println("服务端启动完毕!");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 服务端开始工作的方法
*/
public void start(){
try {
while(true) {
System.out.println("等待客户端链接...");
/*
ServerSocket提供了接受客户端链接的方法:
Socket accept()
这个方法是一个阻塞方法，调用后方法"卡住"，此时开始等待客户端
的链接，直到一个客户端链接，此时该方法会立即返回一个Socket实例
通过这个Socket就可以与客户端进行交互了。
可以理解为此操作是接电话，电话没响时就一直等。
*/
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("一个客户端链接了！");
//启动一个线程与该客户端交互
ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(socket);
Thread t = new Thread(clientHandler);
t.start();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
Server server = new Server();
server.start();
}
/**
* 定义线程任务
* 目的是让一个线程完成与特定客户端的交互工作
*/
private class ClientHandler implements Runnable{
private Socket socket;
public ClientHandler(Socket socket){
this.socket = socket;
}
public void run(){
try{
/*
Socket提供的方法:
InputStream getInputStream()
获取的字节输入流读取的是对方计算机发送过来的字节
*/
InputStream in = socket.getInputStream();
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in, "UTF-8");
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
String message = null;
while ((message = br.readLine()) != null) {
System.out.println("客户端说:" + message);
}
}catch(IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
线程API
获取线程相关信息的方法
package thread;
/**
* 获取线程相关信息的一组方法
*/
public class ThreadInfoDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread main = Thread.currentThread();//获取主线程
String name = main.getName();//获取线程的名字
System.out.println("名字:"+name);
long id = main.getId();//获取该线程的唯一标识
System.out.println("id:"+id);
int priority = main.getPriority();//获取该线程的优先级
System.out.println("优先级:"+priority);
boolean isAlive = main.isAlive();//该线程是否活着
System.out.println("是否活着:"+isAlive);
boolean isDaemon = main.isDaemon();//是否为守护线程
System.out.println("是否为守护线程:"+isDaemon);
boolean isInterrupted = main.isInterrupted();//是否被中断了
System.out.println("是否被中断了:"+isInterrupted);
}
}
线程优先级
线程start后会纳入到线程调度器中统一管理,线程只能被动的被分配时间片并发运行,而无法主动索取时间片.线程调度器尽可能均匀的将时间片分配给每个线程.
线程有10个优先级,使用整数1-10表示
-
1为最小优先级,10为最高优先级.5为默认值
-
调整线程的优先级可以最大程度的干涉获取时间片的几率.优先级越高的线程获取时间片的次数越多,反之则越少.
package thread;
public class PriorityDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread max = new Thread(){
public void run(){
for(int i=0;i<10000;i++){
System.out.println("max");
}
}
};
Thread min = new Thread(){
public void run(){
for(int i=0;i<10000;i++){
System.out.println("min");
}
}
};
Thread norm = new Thread(){
public void run(){
for(int i=0;i<10000;i++){
System.out.println("nor");
}
}
};
min.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
max.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
min.start();
norm.start();
max.start();
}
}
sleep阻塞
线程提供了一个静态方法:
-
static void sleep(long ms)
-
使运行该方法的线程进入阻塞状态指定的毫秒,超时后线程会自动回到RUNNABLE状态等待再次获取时间片并发运行.
package thread;
public class SleepDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("程序开始了!");
try {
Thread.sleep(5000);//主线程阻塞5秒钟
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("程序结束了!");
}
}
sleep方法处理异常:InterruptedException.
当一个线程调用sleep方法处于睡眠阻塞的过程中,该线程的interrupt()方法被调用时,sleep方法会抛出该异常从而打断睡眠阻塞.
package thread;
/**
* sleep方法要求必须处理中断异常:InterruptedException
* 当一个线程调用sleep方法处于睡眠阻塞的过程中，它的interrupt()方法被调用时
* 会中断该阻塞，此时sleep方法会抛出该异常。
*/
public class SleepDemo2 {
public static void main(String[] args) {
Thread lin = new Thread(){
public void run(){
System.out.println("林:刚美完容，睡一会吧~");
try {
Thread.sleep(9999999);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("林:干嘛呢!干嘛呢!干嘛呢!都破了像了!");
}
System.out.println("林:醒了");
}
};
Thread huang = new Thread(){
public void run(){
System.out.println("黄:大锤80!小锤40!开始砸墙!");
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println("黄:80!");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
System.out.println("咣当!");
System.out.println("黄:大哥，搞定!");
lin.interrupt();//中断lin的睡眠阻塞
}
};
lin.start();
huang.start();
}
}
总结
多线程
线程:单一的顺序执行流程就是一个线程，顺序执行:代码一句一句的先后执行。
多线程:多个线程并发执行。线程之间的代码是快速被CPU切换执行的，造成一种感官上"同时"执行的效果。
线程的创建方式
-
继承Thread，重写run方法，在run方法中定义线程要执行的任务
优点:
-
结构简单，便于匿名内部类创建
缺点:
-
继承冲突:由于java单继承，导致如果继承了线程就无法再继承其他类去复用方法
-
耦合问题:线程与任务耦合在一起，不利于线程的重用。
-
-
实现Runnable接口单独定义线程任务
优点:
-
犹豫是实现接口，没有继承冲突问题
-
线程与任务没有耦合关系，便于线程的重用
缺点:
-
创建复杂一些(其实也不能算缺点)
-
线程Thread类的常用方法
void run():线程本身有run方法，可以在第一种创建线程时重写该方法来定义线程任务。
void start():启动线程的方法。调用后线程被纳入到线程调度器中统一管理，并处于RUNNABLE状态，等待分配时间片开始并发运行。
注:线程第一次获取时间片开始执行时会自动执行run方法。 **启动线程一定是调用start方法，而不能调用run方法!**
String getName():获取线程名字
long getId():获取线程唯一标识
int getPriority():获取线程优先级，对应的是整数1-10
boolean isAlive():线程是否还活着
boolean isDaemon():是否为守护线程
boolean isInterrupted():是否被中断了
void setPriority(int priority):设置线程优先级，参数可以传入整数1-10。1为最低优先级，5为默认优先级，10为最高优先级
优先级越高的线程获取时间片的次数越多。可以使用Thread的常量MIN_PRIORITY,NORM_PRIORITY,MAX_PRIORITY。他们分别表示 最低，默认，最高优先级
static void sleep(long ms):静态方法sleep可以让运行该方法的线程阻塞参数ms指定的毫秒。
static Thread currentThread():获取运行该方法的线程。
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