Day16 JavaSE 線程（上）

JavaSE 線程（上）

一、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。就是一段代碼，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。動態過程：有自身的產生、存在和消亡的過程。

  • 比如：QQ，網易雲音樂。
  • 程序是靜態的，進程是動態的。

• **線程（thread）**是進程的細化，是一個程序內部的一條執行路徑。

  • 如果一個程序可以同時執行多個線程，就是支持多線程的。

可以這麼認爲：程序就是靜止的代碼，進程就是運行着的代碼，線程就是運行時代碼的支流。

何時使用多線程

• 程序需要同時執行兩個/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。

二、多線程的創建和啓動

Java語言的JVM允許程序運行多個線程，它通過java.lang.Thread類來實現。

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，經常把run()方法的主體成爲線程體。
• 通過Thread對象的start()方法來啓動這個線程，本質上是運行run()方法。

1 繼承Thread類實現多線程

• 創建步驟

  1. 定義子類繼承Thread類
  2. 子類中重寫Thread類中的run方法
  3. 創建Thread子類對象，即創建了線程對象
  4. 調用線程對象start方法：啓動線程，調用run方法

• 案例展示：

  package com.thread;
  
  /**
   * 繼承Thread類的方式實現多線程
   */
  public class TestThread extends Thread{
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("多線程運行的代碼");
          for (int i = 0; i < 5; i++) {
              System.out.println("這是多線程的邏輯代碼" + i);
          }
      }
  }
  

  package com.thread;
  
  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          Thread t0 = new TestThread();
          t0.start(); //啓動線程
          System.out.println("----------------");
          System.out.println("----------------");
          System.out.println("----------------");
      }
  }
  /*運行結果：
  多線程運行的代碼
  ----------------
  ----------------
  這是多線程的邏輯代碼0
  這是多線程的邏輯代碼1
  這是多線程的邏輯代碼2
  這是多線程的邏輯代碼3
  這是多線程的邏輯代碼4
  ----------------
  */       
  

• 運行結果說明：

  多次運行main方法後發現，打印結果中3行分隔符與開啓線程運行run()方法中打印語句是混合起來的且打印語句順序不固定！Why？

  • 因爲main執行t0.start()開啓多線程之後，就相當於在main方法之外開啓了一個支流。
  • 而這個支流代碼的執行和main方法之後代碼的執行就可認爲是同時運行。
  • 那麼控制檯輸出的結果就是兩條並行程序的運行結果總和，這個結果就需要拆開成兩部分來看，總體上順序是混亂的，但是各自來看保持自己輸出順序。

  這就體現了類多線程的異步性（相對於主程序來說）

2 實現Runnable接口實現多線程

• 創建步驟

  1. 定義子類，實現Runnable接口

  2. 子類中重寫接口中的run方法

  3. 通過Thread類含參構造器創建線程對象

  4. 將Runnable接口中的子類對象作爲實際參數傳遞給Thread類的構造方法中

     通俗點：3、4就是Thread t = new Thread(new TestRunnable()); //也可加入線程名稱

  5. 調用Thread類的start方法：開啓線程，調用run方法

• 案例展示：

  package com.thread;
  
  /**
   * 通過實現Runnable接口方式實現多線程
   */
  public class TestRunnable implements Runnable{
      @Override
      public void run() {
          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"Runnable多線程運行的代碼");
          for (int i = 0; i < 5; i++) {
              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"這是Runnable多線程的邏輯代碼" + i);
          }
      }
  }
  

  package com.thread;
  
  public class Test2 {
      public static void main(String[] args) {
          Thread t0 = new Thread(new TestRunnable());
          t0.start();
  
          Thread t1 = new Thread(new TestRunnable(),"t-1");//可傳入線程名稱
          t1.start();
  
          System.out.println("----------------");
          System.out.println("----------------");
          System.out.println("----------------");
      }
  
  }
  /*運行結果：
  t-1Runnable多線程運行的代碼
  t-1這是Runnable多線程的邏輯代碼0
  t-1這是Runnable多線程的邏輯代碼1
  t-1這是Runnable多線程的邏輯代碼2
  t-1這是Runnable多線程的邏輯代碼3
  t-1這是Runnable多線程的邏輯代碼4
  Thread-0Runnable多線程運行的代碼
  Thread-0這是Runnable多線程的邏輯代碼0
  Thread-0這是Runnable多線程的邏輯代碼1
  Thread-0這是Runnable多線程的邏輯代碼2
  Thread-0這是Runnable多線程的邏輯代碼3
  Thread-0這是Runnable多線程的邏輯代碼4
  ----------------
  ----------------
  ----------------
  */
  

  對運行結果的說明可查看上個案例的說明，均體現了多線程的異步性。

3 兩種繼承方式和實現方式的聯繫和區別

【區別】

• 繼承Thread：線程代碼存放在Thread的子類的run方法中。（重寫）
• 實現Runnable：線程代碼存放在接口的子類的run方法中。（實現）

【實現Runnable方式的好處】

1. 避免了單繼承的侷限性。（因爲接口可以實現間接實現多繼承）
2. 多個線程可以共享同一個接口實現類的對象，非常適合多個相同線程共享同一份資源。(使用同一個實現了Runnable接口的類實例即可共享資源)

因此一般使用實現接口的方式來實現多線程！！！

使用多線程的優點

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。

例如： 如果有一個方法裏有1000行代碼，前300，中間300，最後400行這三段代碼，沒有因果關係，這種情況就可以使用線程處理，把前中後三段代碼分別放在不同的線程中去運行，這樣三段代碼就是並行運行的。效率更高！

寫在最後

謙卑是看別人比自己好，自卑是看別人比自己差，兩者截然不同!

保持謙卑，保持自信！

To Demut and Dottie!