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Java并发编程-多线程基础

时间:2019-07-01 13:58:51

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Java并发编程-多线程基础

Java多线程基础

1.多线程概述实现线程的两种方式继承Thread类实现Runnable接口2.线程生命周期获取线程的名字和线程对象3.线程的休眠sleep方法终止线程的休眠强行终止一个线程,合理的终止一个线程的执行4.线程调度线程调度概述线程优先级线程让位线程合并

1.多线程概述

1、什么是进程?什么是线程?

进程是一个应用程序(1个进程是一个软件)。

线程是一个进程中的执行场景/执行单元。

一个进程可以启动多个线程。

2、对于java程序来说,当在DOS命令窗口中输入:java HelloWorld 回车之后。

会先启动JVM,而JVM就是一个进程。

JVM再启动一个主线程调用main方法。

同时再启动一个垃圾回收线程负责看护,回收垃圾。

最起码,现在的java程序中至少有两个线程并发,

一个是垃圾回收线程,一个是执行main方法的主线程。

3、进程和线程是什么关系?举个例子

阿里巴巴:进程

马云:阿里巴巴的一个线程

童文红:阿里巴巴的一个线程

京东:进程

强东:京东的一个线程

妹妹:京东的一个线程

进程可以看做是现实生活当中的公司。

线程可以看做是公司当中的某个员工。

注意:

进程A和进程B的内存独立不共享。(阿里巴巴和京东资源不会共享的!)

魔兽游戏是一个进程

酷狗音乐是一个进程

这两个进程是独立的,不共享资源。

线程A和线程B呢?

在java语言中:

线程A和线程B,堆内存和方法区内存共享。

但是栈内存独立,一个线程一个栈。

假设启动10个线程,会有10个栈空间,每个栈和每个栈之间,

互不干扰,各自执行各自的,这就是多线程并发。

火车站,可以看做是一个进程。

火车站中的每一个售票窗口可以看做是一个线程。

我在窗口1购票,你可以在窗口2购票,你不需要等我,我也不需要等你。

所以多线程并发可以提高效率

java中之所以有多线程机制,目的就是为了提高程序的处理效率。

4、思考一个问题:

使用了多线程机制之后,main方法结束,是不是有可能程序也不会结束。

main方法结束只是主线程结束了,主栈空了,其它的栈(线程)可能还在压栈弹栈。

5、分析一个问题:对于单核的CPU来说,真的可以做到真正的多线程并发吗?

对于多核的CPU电脑来说,真正的多线程并发是没问题的。

4核CPU表示同一个时间点上,可以真正的有4个进程并发执行。

什么是真正的多线程并发?

t1线程执行t1的。

2线程执行t2的。

t1不会影响t2,t2也不会影响t1。这叫做真正的多线程并发。

单核的CPU表示只有一个大脑:

不能够做到真正的多线程并发,但是可以做到给人一种“多线程并发”的感觉。

对于单核的CPU来说,在某一个时间点上实际上只能处理一件事情,但是由于

CPU的处理速度极快,多个线程之间频繁切换执行,跟人来的感觉是:多个事情同时在做!!!!!

线程A:播放音乐

线程B:运行魔兽游戏

线程A和线程B频繁切换执行,人类会感觉音乐一直在播放,游戏一直在运行,

给我们的感觉是同时并发的。

电影院采用胶卷播放电影,一个胶卷一个胶卷播放速度达到一定程度之后,人类的眼睛产生了错觉,感觉是动画的。这说明人类的反应速度很慢,就像一根钢针扎到手上,到最终感觉到疼,这个过程是需要“很长的”时间的,在这个期间计算机可以进行亿万次的循环。所以计算机的执行速度很快。

实现线程的两种方式

继承Thread类

java语言中,实现线程有两种方式,那两种方式呢?

java支持多线程机制。并且java已经将多线程实现了,我们只需要继承就行了。

第一种方式:编写一个类,直接继承java.lang.Thread,重写run方法。

怎么创建线程对象?new就行了

怎么启动线程?调用线程对象的start方法

注意:方法体当中的代码永远都是自上而下的顺序依次逐行执行。

public class ThreadTest01 {public static void main(String[] args) {//这里是main方法,这里的代码属于主线程,在主栈中运行//新建一个分支线程对象MyThread myThread =new MyThread();//启动线程。//start()方法作用是:启动一个分支线程,//在jvm中开辟一个新的栈空间,这段代码任务完成后,瞬间就结束了。//这段代码的任务只是为了开启一个新的栈空间,//只要新的栈空间开出来,start()方法就结束了,线程就启动成功了。//启动成功的线程会自动调用run方法,并且run方法在分支栈的栈底部(压栈)//run方法在分支栈的栈底部,main方法在主栈的栈底部。run和main是平级的//myThread.run();//不会启动线程,不会分配新的分支栈myThread.start();//这里的代码还是运行在主线程中for(int i=0;i<1000;i++){System.out.println("主线程---->"+i);}}}class MyThread extends Thread{@Overridepublic void run() {//编写程序,这段程序运行在分支线程中(分支栈)for(int i=0;i<1000;i++){System.out.println("分支线程---->"+i);}}}

以下程序的输出结果有这样的特点:

有先有后,有多有少。

总结:

第一种方式:编写一个类,直接继承java.lang.Thread,重写run方法。

// 定义线程类public class MyThread extends Thread{public void run(){}}// 创建线程对象MyThread t = new MyThread();// 启动线程。t.start();

实现Runnable接口

编写一个类,实现java.lang.Runnable接口,实现run方法。

public class ThreadTest02 {public static void main(String[] args) {//创建一个可运行的对象,将可运行的对象封装成一个线程对象Thread t=new Thread(new MyRunnable());//启动线程t.start();for(int i=0;i<100;i++){System.out.println("主线程---->"+i);}}}//这并不是一个线程类,是一个可运行的类,它还不是一个线程。class MyRunnable implements Runnable{@Overridepublic void run() {for(int i=0;i<100;i++){System.out.println("分支线程---->"+i);}}}

总结:

// 定义一个可运行的类public class MyRunnable implements Runnable {public void run(){}}// 创建线程对象Thread t = new Thread(new MyRunnable());// 启动线程t.start();

注意:第二种方式实现接口比较常用,因为一个类实现了接口,它还可以去继承其它的类,更灵活。

采用匿名内部类的方式

public class ThreadTest03 {public static void main(String[] args) {//创建线程对象,采用匿名内部类方式//这是通过一个没有名字的类,new出来的对象。接口是没有办法new对象的Thread t=new Thread(new Runnable(){@Overridepublic void run() {for(int i=0;i<100;i++){System.out.println("分支线程---->"+i);}}});t.start();for(int i=0;i<100;i++){System.out.println("主线程---->"+i);}}}

2.线程生命周期

关于线程对象的生命周期?

新建状态

就绪状态

运行状态

阻塞状态

死亡状态

获取线程的名字和线程对象

1.怎么获取当前线程对象

static Thread currentThread()

Thread t=Thread.currentThread()

t代表当前线程对象

2.获取线程对象的名字

线程对象.getName()

3.修改线程对象的名字

线程对象.setName(“线程的名字”);

4.当线程没有设置名字的时候,默认的名字有什么规律

Thread-0

Thread-1

public class ThreadTest04 {public static void main(String[] args) {//currentThread就是当前线程对象//这个代码出现在main方法中,所以当前线程就是主线程Thread currentThread=Thread.currentThread();System.out.println(currentThread.getName());//创建线程对象MyThread2 t=new MyThread2();//设置线程对象的名字t.setName("tttt");//获取线程的名字String tName=t.getName();System.out.println(tName);//默认名为Thread-0MyThread2 t2=new MyThread2();System.out.println(t2.getName());//默认名为Thread-1//启动线程t.start();}}class MyThread2 extends Thread{@Overridepublic void run() {//current就是当前线程对象,当前线程是谁呢//当t1线程执行run方法,当前线程就是t1//当t2线程执行run方法,当前线程就是t2Thread currentThread=Thread.currentThread();System.out.println("分支线程"+currentThread.getName());for(int i=0;i<100;i++){System.out.println("分支线程"+i);}}}

3.线程的休眠

sleep方法

static void sleep(long mills)

1.静态方法 Thread.sleep(1000)

2.参数是毫秒

3.作用:让当前线程进入休眠,进入”阻塞状态“,放弃占用的CPU时间片,让给其他线程使用

这行代码出现在A线程中,A线程就会进入休眠。

这行代码出现在B线程中,B线程就会进入休眠。

4.Thread.sleep()方法,可以做到这种效果

间隔特定的时间,去执行一段特定的代码,每隔多久执行一次。

public class ThreadTest05 {public static void main(String[] args) {////让当前线程进入休眠,睡眠5秒////当前线程是主线程//try {//Thread.sleep(1000*5);//} catch (InterruptedException e) {//// TODO Auto-generated catch block//e.printStackTrace();//}////5秒之后执行这里的代码//System.out.println("hello,world");for(int i=0;i<10;i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);//睡眠1秒try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}}}

sleep方法是静态方法,它是让当前线程进入休眠。这行代码出现在哪个线程中,哪个线程就会睡眠。

sleep睡眠太久了,如果希望半道上醒来,你应该怎么办?也就说怎么叫醒一个正在睡眠的线程

注意:这个不是中断线程的执行,是终止线程的睡眠

用interrupt()方法终止t线程的睡眠(这种中断睡眠的方式依靠了java的异常机制)

终止线程的休眠

public class ThreadTest07 {public static void main(String[] args) {Thread t=new Thread(new MyRunnable2());t.setName("t");t.start();//希望5秒后,t线程醒来(5秒之后主线程手里的活儿干完了)try {Thread.sleep(1000*5);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//终止t线程的睡眠(这种中断睡眠的方式依靠了java的异常机制)t.interrupt();//干扰,一盆冷水过去!}}class MyRunnable2 implements Runnable{//重点:run()当中的异常不能throw,只能trycatch//因为run()方法在父类中没有抛出任何异常,子类不能比父类抛出更多的异常public void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->begin");try {//睡眠1小时Thread.sleep(1000*60*60);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch block//e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->end");}}

中间间隔很短的时间

强行终止一个线程,

stop()方法这种方式存在很大的缺点:容易丢失数据,因为这种方式是直接将线程杀死了,

线程原有保存的数据会丢失,不建议使用

终止线程的执行

public class ThreadTest08 {public static void main(String[] args) {Thread t=new Thread(new MyRunnable3());t.setName("t");t.start();//模拟5秒try {Thread.sleep(1000*5);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//5秒之后强行终止t线程t.stop();//已过时,不建议使用。}}class MyRunnable3 implements Runnable{public void run() {for(int i=0;i<10;i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName());try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}}}

合理的终止一个线程的执行

怎么合理的终止一个线程的执行,这种方式是很常用的

public class ThreadTest09 {public static void main(String[] args) {MyRunnable4 r=new MyRunnable4();Thread t=new Thread(r);t.setName("t");t.start();//模拟5秒try {Thread.sleep(5000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//5秒之后强行终止t线程r.run=false;}}class MyRunnable4 implements Runnable{public boolean run=true;public void run() {//打一个bool标记for(int i=0;i<10;i++){if(run){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}else{//return就结束了,你在结束之前还有什么没保存的,在这里保存就行了。//终止当前线程的执行return ;}}}}

4.线程调度

线程调度概述

关于线程的调度

1.1、常见的线程调度模型有哪些?

抢占式调度模型:

那个线程的优先级比较高,抢到的CPU时间片的概率就高一些/多一些。

java采用的就是抢占式调度模型。

均分式调度模型:

平均分配CPU时间片。每个线程占有的CPU时间片时间长度一样。

平均分配,一切平等。

有一些编程语言,线程调度模型采用的是这种方式。

1.2、java中提供了哪些方法是和线程调度有关系的呢?

实例方法:

void setPriority(int newPriority) 设置线程的优先级

int getPriority() 获取线程优先级

最低优先级1

默认优先级是5

最高优先级10

优先级比较高的获取CPU时间片可能会多一些。(但也不完全是,大概率是多的。)

静态方法:

static void yield() 让位方法

暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程

yield()方法不是阻塞方法。让当前线程让位,让给其它线程使用。

yield()方法的执行会让当前线程从“运行状态”回到“就绪状态”。

注意:在回到就绪之后,有可能还会再次抢到。

void join()合并线程

class MyThread1 extends Thread {public void doSome(){MyThread2 t = new MyThread2();t.join(); // 当前线程进入阻塞,t线程执行,直到t线程结束。当前线程才可以继续。}}class MyThread2 extends Thread{}

线程优先级

public class ThreadTest10 {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("最高优先级"+Thread.MAX_PRIORITY);System.out.println("最低优先级"+Thread.MIN_PRIORITY);System.out.println("默认优先级"+Thread.NORM_PRIORITY);//获取当前线程对象,获取当前线程的优先级Thread currentThread = Thread.currentThread();System.out.println(currentThread.getName()+"线程的默认优先级是:"+currentThread.getPriority());Thread t=new Thread(new MyRunnable5());t.setName("t");t.setPriority(8);t.start();//优先级较高的,只是抢到的CPU时间片相对多一些//大概率方向更偏向于优先级较高的for(int i=0;i<1000;i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);}}}class MyRunnable5 implements Runnable{public void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程的默认优先级是:"+Thread.currentThread().getPriority());for(int i=0;i<1000;i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);}}}

处于运行状态的时间多一些

线程让位

让位:当前运行的线程暂停,会到就绪状态,让给其他线程

静态方法:Thread.yield()

public class ThreadTest11 {public static void main(String[] args) {Thread t=new Thread(new MyRunnable6());t.setName("t");t.start();for(int i=0;i<1000;i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);}}}class MyRunnable6 implements Runnable{public void run() {//假设每100个让位一次for(int i=0;i<1000;i++){if(i%100==0){Thread.yield();//当前线程暂停一下,让给主线程}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);}}}

线程合并

public class ThreadTest12 {public static void main(String[] args) {System.out.println("main begin");Thread t=new Thread(new MyRunnable7());t.setName("t");t.start();//合并线程try {t.join();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//t合并到当前线程中,当前线程受阻塞。t线程执行直到结束。System.out.println("main over");}}class MyRunnable7 implements Runnable{@Overridepublic void run() {for(int i=0;i<1000;i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);}}}

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