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Java 多线程(一)—— 概念的引入

程序员文章站 2022-05-14 15:42:15
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 ......

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

Java 多线程(一)—— 概念的引入

 

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

 

 

 

Java 多线程(一)—— 概念的引入

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();
        }
    }
}