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第8章多線程

基本概念：程序、進程、線程

程序(program)是爲完成特定任務、用某種語言編寫的一組指令的集合。即指一段靜態的代碼，靜態對象。
進程(process)是程序的一次執行過程，或是正在運行的一個程序。是一個動態的過程：有它自身的產生、存在和消亡的過程。——生命週期
- 如：運行中的QQ，運行中的MP3播放器程序是靜態的，進程是動態的
- 進程作爲資源分配的單位，系統在運行時會爲每個進程分配不同的內存區域
線程(thread)，進程可進一步細化爲線程，是一個程序內部的一條執行路徑。
- 若一個進程同一時間並行執行多個線程，就是支持多線程的
- 線程作爲調度和執行的單位，每個線程擁有獨立的運行棧和程序計數器(pc)，線程切換的開銷小
- 一個進程中的多個線程共享相同的內存單元/內存地址空間—》它們從同一堆中分配對象，可以訪問相同的變量和對象。這就使得線程間通信更簡便、高效。但多個線程操作共享的系統資源可能就會帶來安全的隱患。

進程與線程

單核CPU和多核CPU的理解
- 單核CPU，其實是一種假的多線程，因爲在一個時間單元內，也只能執行一個線程的任務。例如：雖然有多車道，但是收費站只有一個工作人員在收費，只有收了費才能通過，那麼CPU就好比收費人員。如果有某個人不想交錢，那麼收費人員可以把他“掛起”（晾着他，等他想通了，準備好了錢，再去收費）。但是因爲CPU時間單元特別短，因此感覺不出來。
- 如果是多核的話，才能更好的發揮多線程的效率。（現在的服務器都是多核的）
- 一個Java應用程序java.exe，其實至少有三個線程：main()主線程，gc()垃圾回收線程，異常處理線程。當然如果發生異常，會影響主線程。
並行與併發
- 並行：多個CPU同時執行多個任務。比如：多個人同時做不同的事。
- 併發：一個CPU(採用時間片)同時執行多個任務。比如：秒殺、多個人做同一件事。

使用多線程的優點

背景：以單核CPU爲例，只使用單個線程先後完成多個任務（調用多個方法），肯定比用多個線程來完成用的時間更短，爲何仍需多線程呢？

多線程程序的優點：
1. 提高應用程序的響應。對圖形化界面更有意義，可增強用戶體驗。
2. 提高計算機系統CPU的利用率
3. 改善程序結構。將既長又複雜的進程分爲多個線程，獨立運行，利於理解和修改

何時需要多線程

程序需要同時執行兩個或多個任務。
程序需要實現一些需要等待的任務時，如用戶輸入、文件讀寫操作、網絡操作、搜索等。
需要一些後臺運行的程序時。

線程的創建和使用

線程的創建和啓動

Java語言的JVM允許程序運行多個線程，它通過java.lang.Thread類來體現。
Thread類的特性
- 每個線程都是通過某個特定Thread對象的run()方法來完成操作的，經常把run()方法的主體稱爲線程體
- 通過該Thread對象的start()方法來啓動這個線程，而非直接調用run()

Thread類

Thread()：創建新的Thread對象
Thread(String threadname)：創建線程並指定線程實例名
Thread(Runnabletarget)：指定創建線程的目標對象，它實現了Runnable接口中的run方法
Thread(Runnable target, String name)：創建新的Thread對象

API中創建線程的兩種方式

JDK1.5之前創建新執行線程有兩種方法：
- 繼承Thread類的方式
- 實現Runnable接口的方式

創建多線程的方式一：繼承Thread類

/**
 * 多線程的創建，方式一：繼承於Thread類
 * 1.創建一個繼承於Thread類的子類
 * 2.重寫Thread的run()方法 ---> 將此線程的方法聲明在run()中
 * 3.創建Thread類的子對象
 * 4.通過此對象調用start()
 *
 * 例子:遍歷100以內的所有的偶數
 *
 * @author subei
 * @create 2020-05-07 15:28
 */

//1.創建一個繼承於Thread類的子類
class MyThread extends Thread{
    //重寫Thread類的run()
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 1;i < 100;i++){
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        //3.創建Thread類的子對象
        MyThread t1 = new MyThread();

        //4.通過此對象調用start():①啓動當前線程 ②調用當前線程的run()
        t1.start();

        //如下操作仍在main線程中執行的
        for(int i = 1;i < 100;i++){
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(i + "***main()***");
            }
        }
    }
}

mt子線程的創建和啓動過程

創建過程中的兩個問題說明

//1.創建一個繼承於Thread類的子類
class MyThread extends Thread{
    //重寫Thread類的run()
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 1;i < 100;i++){
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
}

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        //3.創建Thread類的子對象
        MyThread t1 = new MyThread();

        //4.通過此對象調用start():①啓動當前線程 ②調用當前線程的run()
        t1.start();
        //問題1:我們不能通過直接調用run()的方式啓動線程。
//        t1.run();

        //問題二:再啓動一個線程，遍歷100以內的偶數。不可以還讓已經start()的線程去執行。會報IllegalThreadStateException
//        t1.start();
        //我們需要重現創建一個線程的對象，去start().
        MyThread t2 = new MyThread();
        t2.start();

        //如下操作仍在main線程中執行的
        for(int i = 1;i < 100;i++){
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i + "***main()***");
            }
        }
    }
}

練習1

寫法一

/**
 * 練習:創建兩個分線程，其中一個遍歷100以內的偶數，另一個遍歷100以內的奇數
 *
 *
 * @author subei
 * @create 2020-05-07 16:34
 */
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread m1 = new MyThread();
        m1.start();

        MyThread2 m2 = new MyThread2();
        m2.start();
    }
}
class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0;i < 100;i++){
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
}
class MyThread2 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0;i < 100;i++){
            if(i % 2 != 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
}

寫法二

/**
 * 練習:創建兩個分線程，其中一個遍歷100以內的偶數，另一個遍歷100以內的奇數
 *
 *
 * @author subei
 * @create 2020-05-07 16:34
 */
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //創建Thread類的匿名子類的方式
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                for(int i = 0;i < 100;i++){
                    if(i % 2 == 0){
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
                    }
                }
            }
        }.start();

        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                for(int i = 0;i < 100;i++){
                    if(i % 2 != 0){
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
                    }
                }
            }
        }.start();
    }
}

Thread類的有關方法

/**
 * 測試Thread類的常用方法
 * 1.start():啓動當前線程，執行當前線程的run()
 * 2.run():通常需要重寫Thread類中的此方法，將創建的線程要執行的操作聲明在此方法中
 * 3.currentThread(): 靜態方法，返回當前代碼執行的線程
 * 4.getName():獲取當前線程的名字
 * 5.setName():設置當前線程的名字
 * 6.yield():釋放當前CPU的執行權
 * 7.join():在線程a中調用線程b的join(),此時線程a就進入阻塞狀態，直到線程b完全執行完以後，線程a才
 *          結束阻塞狀態。
 * 8.stop():已過時。當執行此方法時，強制結束當前線程。
 * 9.sleep(long millitime)：讓當前線程“睡眠”指定時間的millitime毫秒)。在指定的millitime毫秒時間內，
 *                          當前線程是阻塞狀態的。
 * 10.isAlive()：返回boolean，判斷線程是否還活着
 *
 * @author subei
 * @create 2020-05-07 16:51
 */

class HelloThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0;i < 100; i++){

            try {
                sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
//            if(i % 20 == 0){
//                yield();
//            }
        }
    }

    public HelloThread(String name){
        super(name);
    }
}

public class ThreadModeTest {
    public static void main(String[] args) {
        HelloThread h1 = new HelloThread("Thread : 1");

//        h1.setName("線程一");

        h1.start();

        //給主線程命名
        Thread.currentThread().setName("主線程");

        for(int i = 0;i < 100; i++){
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

            if(i == 20){
                try {
                    h1.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

        System.out.println(h1.isAlive());
    }
}

線程的調度

調度策略
- 時間片
- 搶佔式：高優先級的線程搶佔CPU
Java的調度方法
- 同優先級線程組成先進先出隊列（先到先服務），使用時間片策略
- 對高優先級，使用優先調度的搶佔式策略

線程的優先級

/**
 * - 線程的優先級等級
 *   - MAX_PRIORITY：10
 *   - MIN _PRIORITY：1
 *   - NORM_PRIORITY：5 --->默認優先級
 * - 涉及的方法
 *   - getPriority() ：返回線程優先值
 *   - setPriority(intnewPriority) ：改變線程的優先級
 *
 *   說明:高優先級的線程要搶佔低優先級線程cpu的執行權。
 *       但是隻是從概率上講，高優先級的線程高概率的情況下被執行。
 *       並不意味着只有當高優先級的線程執行完以後，低優先級的線程纔會被執行。
 *
 *
 * @author subei
 * @create 2020-05-07 17:47
 */

class HelloThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int j = 0; j < 100; j++) {

//            try {
//                sleep(10);
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }

            if (j % 2 == 0) {
                System.out.println(getName() + ":" + getPriority() + ":" + j);
            }
        }
    }
    public HelloThread(String name){
        super(name);
    }
}

public class ThreadModeTest {
    public static void main(String[] args) {
        HelloThread h2 = new HelloThread("Thread : 1");
        h2.start();

        //設置分線程的優先級
        h2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);

        //給主線程命名
        Thread.currentThread().setName("主線程");
        Thread.currentThread().setPriority((Thread.MIN_PRIORITY));

        for(int j = 0;j < 100; j++){
            if(j % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().getPriority() + ":" + j);
            }

//            if(j == 20){
//                try {
//                    h2.join();
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
//            }
        }

        System.out.println(h2.isAlive());
    }
}

練習2

多窗口賣票

/**
 * 例子：創建三個c窗口賣票，總票數爲100張
 *
 * 存在線程的安全問題，待解決。
 *
 * @author subei
 * @create 2020-05-07 18:21
 */

class Windows extends Thread{

    private static int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            if(ticket > 0){
                System.out.println(getName() + ":賣票，票號爲: " + ticket);
                ticket--;
            }else{
                break;
            }
        }
    }
}

public class WindowsTest {
    public static void main(String[] args) {
        Windows t1 = new Windows();
        Windows t2 = new Windows();
        Windows t3 = new Windows();

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

練習3

/**
 * 例子：創建三個c窗口賣票，總票數爲100張
 *
 * 存在線程的安全問題，待解決。
 *
 * @author subei
 * @create 2020-05-07 18:21
 */

class Windows extends Thread{

    private static int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            if(ticket > 0){
                System.out.println(getName() + ":賣票，票號爲: " + ticket);
                ticket--;
            }else{
                break;
            }
        }
    }
}

public class WindowsTest {
    public static void main(String[] args) {
        Windows t1 = new Windows();
        Windows t2 = new Windows();
        Windows t3 = new Windows();

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

創建多線程的方式二：實現Runnable接口

/**
 * 創建多線程的方式二：實現Runnable接口
 * 1.創建一個實現了Runnable接口得類
 * 2.實現類去實現Runnable中的抽象方法:run()
 * 3.創建實現類的對象
 * 4.將此對象作爲參數傳遞到Thread類的構造器中，創建Thread類的對象
 * 5.通過Thread類的對象調用start()
 *
 *
 * @author subei
 * @create 2020-05-07 18:39
 */
//1.創建一個實現了Runnable接口得類
class MThread implements Runnable{

    //2.實現類去實現Runnable中的抽象方法:run()
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0;i < 100;i++){
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
}

public class ThreadTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //3.創建實現類的對象
        MThread m1 = new MThread();
        //4.將此對象作爲參數傳遞到Thread類的構造器中，創建Thread類的對象
        Thread t1 = new Thread(m1);
        //5.通過Thread類的對象調用start():①啓動線程 ②調用當前線程的run() --> 調用了Runnable類型的target的run()
        t1.start();

        //再啓動一個線程，遍歷100以內的偶數
        Thread t2 = new Thread(m1);
        t2.setName("線程2");
        t2.start();
    }
}

繼承方式和實現方式的聯繫與區別

/**
 *  比較創建線程的兩種方式。
 *  開發中：優先選擇：實現Runnable接口的方式
 *  原因：1. 實現的方式沒有類的單繼承性的侷限性
 *       2. 實現的方式更適合來處理多個線程有共享數據的情況。
 *  
 *  聯繫：public class Thread implements Runnable
 *  相同點：兩種方式都需要重寫run(),將線程要執行的邏輯聲明在run()中。
 *
 * @author subei
 * @create 2020-05-07 18:39
 */

補充：線程的分類

Java中的線程分爲兩類：一種是守護線程，一種是用戶線程。

它們在幾乎每個方面都是相同的，唯一的區別是判斷JVM何時離開。

守護線程是用來服務用戶線程的，通過在start()方法前調用**thread.setDaemon(true)**可以把一個用戶線程變成一個守護線程。

Java垃圾回收就是一個典型的守護線程。

若JVM中都是守護線程，當前JVM將退出。

形象理解：兔死狗烹，鳥盡弓藏

整個Java全棧系列都是筆者自己敲的筆記。寫作不易，如果可以，點個讚唄！✌

Java學習路線：day18 多線程

文章目錄

轉載自atguigu.com視頻

第8章多線程

基本概念：程序、進程、線程

進程與線程

使用多線程的優點

何時需要多線程

線程的創建和使用

線程的創建和啓動

Thread類

API中創建線程的兩種方式

創建多線程的方式一：繼承Thread類

創建過程中的兩個問題說明

練習1

Thread類的有關方法

線程的調度

線程的優先級

練習2

練習3

創建多線程的方式二：實現Runnable接口

繼承方式和實現方式的聯繫與區別

補充：線程的分類

高效率使用windows

MySQL6天筆記——day06

MySQL6天筆記——day05

MySQL自學筆記(零基礎到考試6天)

MySQL6天筆記——day01

MySQL6天筆記——day02

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結

Java學習路線：day18 多線程

文章目錄

轉載自atguigu.com視頻

第8章 多線程

基本概念：程序、進程、線程

進程與線程

使用多線程的優點

何時需要多線程

線程的創建和使用

線程的創建和啓動

Thread類

API中創建線程的兩種方式

創建多線程的方式一：繼承Thread類

創建過程中的兩個問題說明

練習1

Thread類的有關方法

線程的調度

線程的優先級

練習2

練習3

創建多線程的方式二：實現Runnable接口

繼承方式和實現方式的聯繫與區別

補充：線程的分類

第8章多線程