并发和并行
并行:指两个或多个时间在同一时刻发生(同时发生);
并发:指两个或多个事件在一个时间段内发生。
在操作系统中,安装了多个程序,并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行,这在单 cpu 系统中,每一时刻只能有一道程序执行,即微观上这些程序是分时的交替运行,只不过是给人的感觉是同时运行,那是因为分时交替运行的时间是非常短的。
而在多个 cpu 系统中,则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上(cpu),实现多任务并行执行,即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序,这样多个程序便可以同时执行。
目前电脑市场上说的多核 cpu,便是多核处理器,核 越多,并行处理的程序越多,能大大的提高电脑运行的效率。
注意:单核处理器的计算机肯定不能并行的处理多个任务,只能是多个任务交替的在单个 cpu 上运行。
进程和线程
进程:是指一个内存中运行的应用程序,每个进程都有一个独立的内存空间,一个应用程序可以同时运行多个进程;进程也是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位;系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。
线程:进程内部的一个独立执行单元;一个进程可以同时并发的运行多个线程,可以理解为一个进程便相当于一个单 cpu 操作系统,而线程便是这个系统中运行的多个任务。
注意:1、因为一个进程中的多个线程是并发运行的,那么从微观角度看也是有先后顺序的,哪个线程执行完全取决于 cpu 的调度,程序员是干涉不了的。而这也就造成的多线程的随机性。
2、java 程序的进程里面至少包含两个线程,主进程也就是 main()方法线程,另外一个是垃圾回收机制线程。每当使用 java 命令执行一个类时,实际上都会启动一个 jvm,每一个 jvm 实际上就是在操作系统中启动了一个线程,java 本身具备了垃圾的收集机制,所以在 java 运行时至少会启动两个线程。
3、由于创建一个线程的开销比创建一个进程的开销小的多,那么我们在开发多任务运行的时候,通常考虑创建多线程,而不是创建多进程。
4、多线程是为了同步完成多个任务,不是为了提高程序运行效率,而是通过提高资源使用效率来提高系统的效率。比如做一个添加功能,需要向很多用户发送短信和邮件,如果需要一分钟,不能能让用户等一分钟才响应,可以使用多线程做后台发送,如果是单核,则多个任务交替的在单个 cpu 上运行,理论上比不使用多线程耗时多,因为cpu切换任务需要耗费时间,如果是多核,则可以提高资源的使用效率,多核可以充分利用上。
如何创建多线程
第一种方法:继承 thread 类
步骤:1、定义一个线程类 a 继承于 java.lang.thread 类
2、在 a 类中覆盖 thread 类的 run() 方法
3、在 run() 方法中编写需要执行的操作
4、在 main 方法(线程)中,创建线程对象,并启动线程
创建线程类:a类 a = new a()类;
调用 start() 方法启动线程:a.start();
/** * @author: chenhao * 创建多线程的第一种方式,继承java.lang.thread类 * @description:创建一个子线程,完成1-100之间自然数的输出。同样,主线程执行同样的操作 * @date: created in 10:50 2018/10/29 */ public class testthread { public static void main(string [] args){ subthread subthread1=new subthread(); subthread subthread2=new subthread(); //调用线程的start(),启动此线程;调用相应的run()方法 subthread1.start(); subthread2.start(); //一个线程只能够执行一次start(),start()中会判断threadstatus的状态是否为0,不为0则抛出异常 //subthread1.start(); //不能通过thread实现类对象的run()去启动一个线程,此时只是主线程调用方法而已,并没有启动线程 //subthread1.run(); for (int i=0;i<=100;i++){ system.out.println(thread.currentthread().getname()+":"+i); } } } //1.创建一个继承thread的子类 class subthread extends thread{ //2.重写run方法,方法内实现此子线程要完成的功能 @override public void run(){ for (int i=0;i<=100;i++){ system.out.println(thread.currentthread().getname()+":"+i); } } }
注意:1、不能通过thread实现类对象的run()去启动一个线程,此时只是主线程调用方法而已,并没有启动线程,要启动线程,必须通过start()方法
2、一个线程只能够执行一次start(),start()中会判断threadstatus的状态是否为0,不为0则抛出异常,所以一个线程调用两次start()会报异常
第二种方法:实现 runnable 接口
1、runnable接口应由任何类实现,其实例将由线程执行。 该类必须定义一个无参数的方法,称为run 。
2、该接口旨在为希望在活动时执行代码的对象提供一个通用协议。此类整个只有一个 run() 抽象方法
步骤:1、定义一个线程类 a 实现于 java.lang.runnable 接口(注意:a类不是线程类,没有 start()方法,不能直接 new a 的实例启动线程)
2、在 a 类中覆盖 runnable 接口的 run() 方法
3、在 run() 方法中编写需要执行的操作
4、在 main 方法(线程)中,创建线程对象,并启动线程
创建线程类:thread t = new thread( new a类() ) ;
调用 start() 方法启动线程:t.start();
package main.java.thread; /** * @author: chenhao * @description:创建多线程的方式二:实现runnable * 对比一下继承的方式 vs 实现的方式 * 哪个方式好?实现的方式优于继承的方式 * why? ①避免java单继承的局限性 * ②如果多个线程要操作同一份资源,更适合使用实现的方式 * @date: created in 10:50 2018/10/29 */ public class testthread2 { public static void main(string [] args){ //此程序存在线程的安全问题,打印车票时,会出现重票、错票,后面线程同步会讲到 window window=new window(); thread thread1=new thread(window,"窗口一"); thread thread2=new thread(window,"窗口二"); thread thread3=new thread(window,"窗口三"); thread1.start(); thread2.start(); thread3.start(); } } class window implements runnable{ int ticket=100; @override public void run(){ while (true){ if(ticket > 0){ try { thread.currentthread().sleep(100); } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } system.out.println(thread.currentthread().getname()+"售票,票号为:"+ticket--); }else { break; } } } }
哪个方式好?实现的方式优于继承的方式
why? ①避免java单继承的局限性
②如果多个线程要操作同一份资源,更适合使用实现的方式
注意:此程序存在线程的安全问题,打印车票时,会出现重票、错票
第三种方法:使用匿名内部类创建线程
public static void main(string[] args) { for(int i = 0 ; i < 10 ; i++){ system.out.println("玩游戏"+i); if(i==5){ new thread(new runnable() { @override public void run() { for(int i = 0 ; i < 10 ;i++){ system.out.println("播放音乐"+i); } } }).start(); } } }