多线程学习（上）

1、基本概念：程序、进程、线程

程序

• 完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。一段静态的代码，静态对象。

进程

• 程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序，动态的过程：产生、存在、和消亡
• 程序是静态的，进程是动态的
• 进程是资源分配的单位

线程

• 线程是程序内部的一条执行路径

• 一个进程，同一时间并行多个线程，多线程

• 线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器

• 存在安全问题

• 一个java应用程序，至少有三个线程：main()主线程，

使用多线程的优点

1. 提高应用程序的响应，增强用户体验
2. 提高计算机系统CPU的利用率
3. 改善程序结构，将复杂的进程分为多个线程，独立运行

何时需要多线程

• 程序需要同时执行两个或多个任务
• 程序实现一些需要等待的任务时，如：用户输入，文件读写操作、网络操作
• 需要后台运行的程序

单核CPU和多核CPU

单核CPU

• 假的多线程，在一个时间单元内，只能执行一个线程的任务
• 实际上是单线程，运行中将其他进程挂起，执行，执行速度很快，所以在使用上感觉是多线程。

多核CPU

• 真正意义上的多线程

并行与并发

• 并行：多个CPU同时执行多个任务
• 并发：一个CPU “同时” 执行多个任务，如：秒杀

2、线程的创建和使用

线程的创建

• 方式一

  • 继承于Thread类

    

    步骤：

    1. 创建一个继承于Thread的子类
    2. 重写Thread类的run()方法--》此线程执行的操作
    3. 创建Thread类的子类对象（可使用匿名对象）
    4. 通过此对象调用start()
    5. 若要再创建新的线程，需创建新的实例来调用start()方法

    //例：遍历100以内的所有偶数
        //1.创建一个继承于Thread类的子类
    public class MyThread extends Thread{
        //2.重写Thread类的run()
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i <=1000 ; i++) {
                if(i%2==0){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
                }
            }
        }
    }
    class ThreadTest {
        public static void main(String[] args) {
            //3.创建Thread类的子类的对象
           MyThread myThread= new MyThread();
           //4.通过此对象调用start()①启动当前线程②调用当前线程的run()
           myThread.start();
            //  如下操作任然是在main()线程执行的
            for (int i = 0; i <=1000 ; i++) {
                if(i%2!=0){
    //                Thread.currentThread().getName()获取线程名
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
                }
            }
        }
    }
    
    

• 方式二

  • 实现Runnable接口

    步骤：

    1. 创建一个实现了Runnable接口的类

    2. 实现类中实现Runnable中的抽象方法：run()

    3. 创建实现类的对象

    4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象

    5. 通过Thread类的对象调用start()

       //1. 创建一个实现了Runnable接口的类
        class MIThread implements Runnable{
       //     2. 实现类中实现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);
                   }
               }
           }
       }
       class ThreadTes{
           public static void main(String[] args) {
       //        3. 创建实现类的对象
             MIThread mi=  new MIThread() ;
       //        4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象
             Thread t1=new Thread(mi);
       //        5. 通过Thread类的对象调用start()，启动当前线程，调用当前线程的run方法，底层是Thread含有Runnable类型参数的构造器
             t1.start();
       //      再启动一个线程
               Thread t2=new Thread(mi);
               t2.start();
           }
       }
       

• 比较两种创建方式

  • 开发中优先选择，实现Runnable接口的方式

  • 原因：

    1. 实现的方式没有类的单继承的局限
    2. 实现方式更适合处理多线程有共享数据的情况

  • 联系： public class Thread implements Runnable

    相同点：两种方式都需要重写run() 将线程 要执行的逻辑声明在run()中；

线程的调度

• 调度策略
  • 时间片
  • 抢占式，高优先级的线程抢占CPU
• java的调度方法
  • 先来先服务，先进先出队列
  • 高优先级，优先调度的抢占式策略

线程优先级

• 优先级

  • MAX_PRIORITY : 10
  • MIN_PRIORITY: 1

• NORM_PRIORITY : 5

• 获取和设置当前线程的优先级

  • getPriority()
  • setPriority( int p)

• 高优先级的线程要抢占低优先级线程的CPU执行权，只是从概率上讲，高优先级有很高概率会执行，但并不意味着高优先级的线程执行完，低优先级的才执行；

3、线程的生命周期

线程生命周期的五种状态

• 新建：Thread类或子类对象被声明创建时

• 就绪：新建的线程被start()后，获取了其他所有的资源，只是没分配到CPU资源

• 运行：获取CPU资源，执行

• 阻塞：某种特殊情况下，让出CPU并临时终止自己的执行

• 死亡：完成它的全部工作或线程提前被强制性的终止，异常导致结束；

• 状态图

  

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