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[Java教程]多线程入门

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本次主要内容,主要是初步了解线程,创建线程,使用一些简单的API,多线程的五种状态。

 

线程和进程

什么是线程?什么是进程?线程和进程的区别是什么?(面试常问)

用例子说明:我们打开电脑,同时打开qq,网易云音乐,word多个软件,在任务管理器中就可以看到这些就是进程,进程是正在执行中的程序,我们在qq中,既可以给好友发信息,发文件,也可以接收信息,这些就是这个进程中的线程,线程是正在独立运行的一条执行路径,进程是线程的集合,一个操作系统可以有多个进程,一个进程有多个线程。任何一个进程都有一个主线程,在Java中是main线程。

为什么使用多线程?

百度网盘下载,我们可以同时下载多个文件,这多个文件是交给线程处理的,并且线程之间是互不影响的,不会因为一个出问题了,影响到其他文件的下载,提高程序的效率。

 

如何创建多线程

有几种方式?共有5种

在这里先介绍三种:

1、继承Thread类

2、实现Runnable接口

3、使用匿名内部类(可以算作一种)

另外两种后面深入再讲:

1、callable

2、使用线程池创建线程

 

01继承Thread类

class CreateThread1 extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 20; i++) {  System.out.println("run i:" + i); } }}public class Thread_Demo1 { public static void main(String[] args) { // 调用线程 CreateThread1 ct1 = new CreateThread1(); // 启动线程 ct1.start(); for (int i = 0; i < 30; i++) {  System.out.println("main i:" + i);//打印交替执行 } }}

 

继承Thread类创建线程,重写run方法,调用线程就是创建线程对象。怎么启动线程?不是直接对象名.run(),而是调用start方法来启动线程,如果调用run,就成了简单的调用一个普通的run方法。一旦开启线程以后,代码的执行顺序不会在按照从上往下的顺序执行。执行顺序具有随机性。上面的代码运行一次的部分结果为:

main i:0
main i:1
run i:0
main i:2
run i:1
main i:3
run i:2
main i:4
run i:3
run i:4
main i:5

main是主线程,很容易的看出,多线程执行顺序不是从上而下的。

 

 

上图明显看出线程和多线程之间的区别,如果每个任务完成需要10秒,那么单线程下需要20秒,多线程下只需要10秒,单线程下如果任务1执行过程中出错了,那么整个程序就不会继续执行,多线程下互不影响。

这里,我们引出同步和异步的概念,同步就是代码从上往下顺序执行,是单线程的,异步就不是顺序执行,多线程,并且线程之间互不影响。

 

02实现Runnable接口

class CreateThread2 implements Runnable{ @Override public void run() { for (int i = 0; i < 20; i++) {  System.out.println("run i:" + i); } }}public class Thread_Demo2 { public static void main(String[] args) { // 调用线程 CreateThread2 ct2 = new CreateThread2(); Thread t = new Thread(ct2);//别名 new Thread(ct2,"别名"); // 启动线程 t.start(); for (int i = 0; i < 30; i++) {  System.out.println("main i:" + i);//打印交替执行 } }}

 

源码中,Thread类是实现了Runnable接口的,我们需要先创建实现Runnable的对象,然后传给Thread,启动线程。

对于这两种方法,是继承好还是实现接口好?

实现接口好,Java是单继承,多实现的面向对象编程语言,并且后面的开发都是面向接口编程,有利于代码的扩展与维护。

 

03匿名内部类创建线程

public class Thread_Demo3 { public static void main(String[] args) { Thread t = new Thread(new Runnable() {   @Override  public void run() {  for (int i = 0; i < 30; i++) {   System.out.println("run i:"+i);  }  } }); t.start(); for (int i = 0; i < 30; i++) {  System.out.println("main i:" + i);//打印交替执行 } }}

 

简单的API

1、start()    启动线程

2、currentThread()    获取当前线程对象

3、getID()    获取当前线程ID  Thread-编号,编号从0开始

4、getName()    获取当前线程名称

5、sleep()    线程休眠

6、stop()    停止线程(已过时,不建议使用)

这些大部分都是静态方法,可以直接Thread.进行调用。

class CreateT extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 20; i++) {  try {  Thread.sleep(1000);//休眠1000毫秒也就是1秒  } catch (InterruptedException e) {  // TODO Auto-generated catch block  e.printStackTrace();  }  System.out.println("线程ID:" + this.getId() + "子线程 i:" + i+"子线程name:"+this.getName());// 拿到线程ID,唯一,不会重复  //Thread.currentThread()获取当前线程  if(i==5){  //Thread.currentThread().stop();不安全,不建议使用,强制停止  } } }}public class ThreadAPI { public static void main(String[] args) { // 获取主线程ID System.out.println("主线程ID:" + Thread.currentThread().getId()+"主线程name:"+Thread.currentThread().getName()); for (int i = 0; i < 3; i++) {  CreateT t = new CreateT();  t.start(); }  CreateT t = new CreateT(); t.start(); }}

 

 守护线程和非守护线程

守护线程就是和main线程相关的,特征就是和主线程一起销毁,比如gc线程。

非守护线程特征就是和main线程互不影响,比如用户自己创建的用户线程,主线程停止掉,不会影响用户线程。

 

下面这个例子,主线程执行完毕后,不会影响到子线程,子线程依然在执行。

public class Demo4 { public static void main(String[] args) { Thread t = new Thread(new Runnable() {  @Override  public void run() {  for (int i = 0; i < 20; i++){  System.out.println("子线程 i:"+i);  }  } });  t.start(); for (int i = 0; i < 5; i++) {  System.out.println("主线程 i:"+i); } System.out.println("主线程执行完毕"); }}
 

使用下面这个方法:

setDaemon(true);//设置该线程为守护线程,和main线程一起挂掉

public class Demo4 {public static void main(String[] args) { Thread t = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() {  for (int i = 0; i < 20; i++){  System.out.println("子线程 i:"+i);  } } }); t.setDaemon(true); t.start(); for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println("主线程 i:"+i); } System.out.println("主线程执行完毕");}}

 

一次的执行结果

主线程 i:0
子线程 i:0
主线程 i:1
主线程 i:2
主线程 i:3
主线程 i:4
主线程执行完毕

主线程执行完毕后,子线程不会执行完毕,而是会随着主线程的停止就停止了。

join

join的作用就是让其他线程变为等待。

一个A线程,一个B线程,A线程调用B线程的join方法,那么A等待B执行完毕后,释放CPU执行权,再继续执行。

有这样一个题目:T1,T2,T3三个线程,怎么保证T2在T1完成后执行,T3在T2完成后执行???

在T3的run方法中调用T2的join方法,在T2的run方法中调用T1的join方法

public class Join_Test { public static void main(String[] args) { Thread T1 = new Thread(new Runnable() {  @Override  public void run() {  for (int i = 0; i < 5; i++){   System.out.println("T1");  }  } }); T1.start(); Thread T2 = new Thread(new Runnable() {  @Override  public void run() {  try {   T1.join();  } catch (InterruptedException e) {   // TODO Auto-generated catch block   e.printStackTrace();  }  for (int i = 0; i < 5; i++){   System.out.println("T2");  }  } }); T2.start(); Thread T3 = new Thread(new Runnable() {  @Override  public void run() {  try {   T2.join();  } catch (InterruptedException e) {   // TODO Auto-generated catch block   e.printStackTrace();  }  for (int i = 0; i < 5; i++){   System.out.println("T3");  }  } }); T3.start(); }}

线程的几种状态

线程共有5种状态。

新建状态,就绪状态,运行状态,阻塞状态,死亡状态。

 

新建状态:就是new创建一个线程,线程还没有开始运行。

就绪状态:新建状态的线程不会自动执行,要想执行线程,需要调用start方法启动线程,start线程创建线程运行的系统资源,并调度线程运行run方法,start方法返回后,就处于了就绪状态。就绪状态的线程不会立即运行run方法,需要获得CPU时间片后,才会运行。

运行状态:获取CPU时间片,执行run方法。

阻塞状态:线程运行时,可能会有好多原因进入该状态,比如调用sleep方法休眠,I/O阻塞,线程想得到一个被其他线程正在持有的锁。

死亡状态:正常退出而死亡,非正常退出而死亡(一个未捕获的异常终止了该线程)。

 


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