多線程基礎

線程進程

進程

每一個正在運行的程序

通過windows 任務管理器查看正在運行的程序

特點

1- 進程是系統運行程序的基本單位
2- 每一個進程都有自己獨立的一塊內存空間,一組系統資源
3- 每一個進程內部的數據和狀態都是完全獨立的

線程

概念

線程是進程執行運算的最小單位, 一個進程在其執行過程中可以產生多個線程,線程必須在某個進程中執行.
線程是進程內部的一個執行單元, 是可完成一個獨立任務的順序控制流程,如果在一個進程中同時運行了多個線程,用來完成不同工作, 稱之爲多線程.

多線程的優勢

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最大限度的提高計算機系統的利用效率
可以帶來更好的用戶體驗

線程和進程對比

1- 一個進程至少包含一個線程
2- 系統資源分配給進程, 同一進程中的所有線程共享該進程的所有資源
3- cpu 分配給線程執行機會,而不是分配給進程, 真正運行在cpu上的是線程

CPU 採用時間片段

一個CPU 同一時間只能做一件事

時間片段 : 每隔一段時間去執行一個程序, 時間片段使用完畢之後,再切換到另外一個程序, 因爲這個切換速度很快, 用戶感覺不到CPU 正在切換執行程序.

就好比說播放視頻
視頻 幀率 (本質就是一張一張的圖片)  一秒內切換20 張圖片.
連貫的執行圖片切換,讓用戶感覺是在看視頻.
用戶感受不到時間粒度太細的操作

CPU 隨機選擇一個線程去執行, 感覺上是多個線程是在爭搶CPU 的執行權

線程的使用

在學習本章節之前, 所有的代碼程序都是單線程的

無論代碼有多複雜, 都是按照順序依次執行的

main 函數線程

書寫代碼, 拋出異常

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

主線程入口

開啓其它子線程

最後執行各種關閉資源的操作

Thread

第一種創建線程的方法

1- 將一個類聲明爲Thread的子類。 
2- 這個子類應該重寫Thread類的run方法 。 
3- 然後可以分配並啓動子類的實例。

創建線程的步驟

1- 書寫子類繼承Thread 類
2- 重寫 run 方法
3- 創建自定義的線程子類對象
4- 調用start() 方法

案例測試

public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0 ; i < 100 ; i++){
            System.out.println("Mythread--"+i);
        }
    }
}

public class Demo2_Thread {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread mt = new MyThread();
        mt.start();

        for(int i = 0 ; i < 100 ; i++){
            System.out.println("main--"+i);
        }
    }
}

start()

1- 啓動一條線程

2- 執行該線程的run()方法

run() 和 start() 區別

run 僅僅是線程類中的一個普通方法

如果使用線程對象調用run方法, 僅僅是在main 線程中執行run() 方法中的代碼

start() 纔可以真正的啓動線程

start() 可以自動去執行run() 方法

細節

多個線程執行, 不是真正的並行

線程每次執行的時長是由CPU 隨機分配的時間片決定的

Thread常用方法

優先級

優先級高有更高的機率可以獲取CPU的更多時間片段, 不能保證一定優先執行

類似於擲骰子 1-4 張三贏 56 是李四贏, 真正玩遊戲, 不能保證是張三

int getPriority() 
返回此線程的優先級。 
setPriority(int newPriority) 
更改此線程的優先級。

設置線程名稱

1- 有參構造 Thread(String name) 
分配一個新的 Thread對象。 
2- void setName(String name) 
將此線程的名稱更改爲等於參數 name 。
String getName() 
返回此線程的名稱。

案例

public class MyThread extends Thread{
    public MyThread() {
    }
    public MyThread(String name) {
     	// 子類如何調用執行 父類的構造方法
        super(name);
    }
}

new MyThread("線程1");

獲取當前正在執行的線程

static Thread currentThread() 
返回對當前正在執行的線程對象的引用。

獲取線程狀態

Thread.State getState() 
返回此線程的狀態。

判斷線程是否處於活躍狀態

boolean isAlive() 
測試這個線程是否活着。

線程休眠

static void sleep(long millis) 
使當前正在執行的線程以指定的毫秒數暫停（暫時停止執行），具體取決於系統定時器和調度程序的精度和準確性。

public void run() {
    for(int i = 0 ; i < 100 ; i++){
        // 獲取當前線程名稱
        String sname = Thread.currentThread().getName();
        if(i == 61){
            // run 方法 是 子類重寫的父類的方法, 子類拋出的異常不能超過父類的異常
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println(sname+"--"+i);
    }

線程加入

void join() 
等待這個線程死亡。

ThreadTest tt1 = new ThreadTest();
ThreadTest tt2 = new ThreadTest();
ThreadTest tt3 = new ThreadTest();
tt1.setName("西施");
tt2.setName("貂蟬");
tt3.setName("王昭君");
tt1.start();
/**join的意思是使得放棄當前線程的執行，並返回對應的線程，例如下面代碼的意思就是：
 程序在main線程中調用tt1線程的join方法，則main線程放棄cpu控制權，並返回tt1線程繼續執行直到線程tt1執行完畢
 所以結果是tt1線程執行完後，纔到主線程執行，相當於在main線程中同步tt1線程，tt1執行完了，main線程纔有執行的機會
 */
tt1.join();
tt2.start();
// 我要插隊, 等我運行結束之後, 之後的代碼纔可以開始執行
tt3.start();

線程禮讓

static void yield() 
對調度程序的一個暗示，即當前線程放棄當前使用的處理器。

public void run() {
    for(int i = 0 ; i < 100 ; i++){
        // 獲取當前線程名稱
        String sname = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(sname+"--"+i);
        // 當線程運行到該位置 , 放棄當前cpu的執行權
        // 但是CPU 依然有可能還選擇你 不能保證均勻
        Thread.yield();
    }
}

線程終止

void interrupt() 
中斷這個線程。 
// 詳解
interrupt() 它基於「一個線程不應該由其他線程來強制中斷或停止，而是應該由線程自己自行停止。」思想，是一個比較溫柔的做法，它更類似一個標誌位。其實作用不是中斷線程，而是「通知線程應該中斷了」，具體到底中斷還是繼續運行，應該由被通知的線程自己處理。

interrupt() 並不能真正的中斷線程，這點要謹記。需要被調用的線程自己進行配合才行。也就是說，一個線程如果有被中斷的需求，那麼就需要這樣做：

在正常運行任務時，經常檢查本線程的中斷標誌位，如果被設置了中斷標誌就自行停止線程。
在調用阻塞方法時正確處理InterruptedException異常。（例如：catch異常後就結束線程。）
1- interrupt 中斷操作時，非自身打斷需要先檢測是否有中斷權限，這由jvm的安全機制配置；
如果線程處於sleep, wait, join 等狀態，那麼線程將立即退出被阻塞狀態，並拋出一個InterruptedException異常；
2- 如果線程處於I/O阻塞狀態，將會拋出ClosedByInterruptException（IOException的子類）異常；
3- 如果線程在Selector上被阻塞，select方法將立即返回；
4- 如果非以上情況，將直接標記 interrupt 狀態；
5- 注意：interrupt 操作不會打斷所有阻塞，只有上述阻塞情況纔在jvm的打斷範圍內，如處於鎖阻塞的線程，不會受 interrupt 中斷；

守護線程

public final void setDaemon(boolean on)
將此線程標記爲daemon線程或用戶線程。
當運行的唯一線程都是守護進程線程時，Java虛擬機將退出。 
線程啓動前必須調用此方法。 
參數 如果 true ，將此線程標記爲守護線程

public static void main(String[] args) {
    MyThread t1 = new MyThread("皇帝");
    MyThread t2 = new MyThread("總管1");
    MyThread t3 = new MyThread("總管2");
    // 線程啓動之前設置 守護線程
    t2.setDaemon(true);
    t3.setDaemon(true);
    // 只要主線程運行完畢, 守護線程 不是立即停止, 等待虛擬機退出
    t1.start();
    t2.start();
    t3.start();
}

Runnable 接口創建線程

第二種創建線程的方法

查看API Thread 的構造方法
Thread(Runnable target) 
分配一個新的 Thread對象。  
Thread(Runnable target, String name) 
分配一個新的 Thread對象。

// 如何啓動一個 Runnable 接口的線程
MyRunnable mr = new MyRunnable();
// 創建線程離不開 Thread
Thread t1 = new Thread(mr,"線程名稱1");
Thread t2 = new Thread(mr,"線程名稱2");
t1.start();
t2.start();

使用類創建線程使用接口創建線程的區別

回憶 類和接口的區別
1- 類只能單繼承  接口可以多實現
2- 類是什麼是什麼的概念  接口 什麼有什麼功能

自己實現一個線程如果採用繼承的方式 , 只能單繼承, 不能夠再繼承其他類

多線程也可以看做是一種功能, 可以實現業務和邏輯的分離

推薦使用接口來創建線程

線程狀態

線程的生命週期

// 如何啓動一個 runnable 接口的線程
MyRunnable mr = new MyRunnable();
// 創建線程離不開 Thread
Thread t1 = new Thread(mr,"線程名稱1");
Thread t2 = new Thread(mr,"線程名稱2");
t1.start();
t2.start();

線程狀態圖例

線程的5種狀態

1- 新建  new 對象
2- 就緒 可運行狀態 (對象調用了 start() 方法之後)
3- 運行狀態 (CPU 選擇了 線程)
4- 死亡 run方法運行完畢
5- 阻塞 由運行狀態==> 阻塞狀態

06- 線程基礎