文章目录
- 一：什么是线程和多线程
- 二：Java多线程引入
- 三：Java线程生命周期
- 四：创建线程的方法
- （1）通过继承Thread类
- （2）通过实现Runnable接口
- （3）变种形式
- ①：使用匿名内部类创建Thread子类对象
- ②：使用匿名内部类实现Runnable接口
- ③：使用lambda表达式
- 五：多线程的优势
一：什么是线程和多线程
线程：关于进程和线程的概念这里就不再重复了，具体可见
- (王道408考研操作系统)第二章进程管理-第一节5：线程的概念
- (王道408考研操作系统)第二章进程管理-第一节6：线程的实现方式和多线程模型
要想进行下一步学习，你至少要清楚以下概念
-
明白计算机的基本工作流程（冯诺依曼，寄存器、指令等概念）
-
什么是进程，如何理解进程
-
并行和并发
-
进程PCB的概念
-
进程调度与通信的概念
-
什么是线程、为什么要引入线程
-
进程和线程的区别
-
线程调度
-
用户级线程和内核级线程
-
多线程的概念
-
…
二：Java多线程引入
- 注意：不管是C++、Python还是Java，在多线程这一部分总是不太容易讲解，所以这里我们通过一个简单的例子来帮助大家理解
在之前的学习中，我们的代码只是运行在一个执行流中，如何证明？你会发现在这种单执行流中，不可能存在两个循环语句同时运行
- 当你运行Java程序后，就会产生一个进程，此时
main方法是该进程中唯一存在的一个线程，也即主线程，当有多个线程时mian方法就是所有线程的入口方法 - 下面代码中
Thread.sleep()用于将线程阻塞一定时间
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
while(true){
System.out.println("main线程运行中");
Thread.sleep(1000);
}
}
}
而在多线程中，由于线程之间是并发运行的，所以每个线程内部都可以独立的进行工作，所以对于整个进程或程序来说，它就可以同时运行多个循环语句
在Java中，会使用Thread类管理线程，用户在使用时线程时，需要自己实现一个线程类然后继承该Thread类，接着在内部重写run方法，run方法里面的逻辑，就是这个线程要执行的工作，如下
- 注意：这仅是一种常见的创建线程的方式，还有其它方法，稍后说明
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run(){
while(true) {
System.out.println("这是MyThread线程");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}
创建线程时，直接实例化线程类即可，不过需要注意只有在调用start方法时，该线程才算被真正创建出来。如下，我们在main方法中实例化刚才的线程，然后在main方法内也写上一个循环语句
package threading;
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run(){
while(true) {
System.out.println("这是MyThread线程");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
while(true) {
System.out.println("这是main线程");
Thread.sleep(1000);
}
}
}
运行程序，你会发现两个循环在“交替”运行，这说明现在两个线程正在并发执行
多线程编程相较于普通编程难度会大大提高，稍有不慎就可能会导致整个系统崩溃。类似于任务管理器，为了方便我们对线程信息的掌控，Java提供了jconsole命令来观察线程
找到jdk安装目录，在bin文件下找到jconsole.exe，启动上面的程序后，双击jconsole.exe
在打开的窗口中选中对应的程序，然后点击连接
选择不安全的连接
进入监视窗口，选择线程
如下为线程运行信息，其中main和Thread-0就是上面例子所展示的那两个线程。可以发现还有很多其他线程，它们各司其职，有负责垃圾回收的，有负责监视的，也有负责跟踪的等等
三：Java线程生命周期
Java线程生命周期：在Java中，一个线程会历经如下状态，分别有与之对应的操作或条件
- 新建状态：使用关键字
new和Thread类或其子类建立一个线程对象后，该线程就处于新建状态。它会保持这个状态直到程序start()这个线程 - 就绪状态：当线程对象调用了
start()方法后，该线程进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，等待JVM调度 - 运行状态：如果就绪状态线程获取CPU资源，就可以执行
run()，此线程便处于运行状态。处于运行状态的线程可以重新变为阻塞、就绪或死亡状态 - 阻塞状态：如果一个线程执行了
sleep（睡眠）、suspend（挂起）的等方法，失去所占用的资源后，就会进入阻塞状态。在睡眠时间已到或重新获得资源后可再次进入就绪状态。分为等待阻塞、同步阻塞或其他阻塞 - 死亡状态：个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态
四：创建线程的方法
（1）通过继承Thread类
通过继承Thread类：格式如下，这种方法使线程和线程需要完成的任务绑定在了一起，直接使用this就表示当前线程对象的引用。所以这种写法耦合性太强，未来改动时代价较大
1：继承Thread类创建一个线程类
class MyThread extends Thread{
@override
public void run(){
System.out.println("线程运行逻辑")
}
}
2：创建MyThread类实例
MyThread thread0 = new MyThread();
3：调用start方法启动线程
thread0.strat();
（2）通过实现Runnable接口
通过实现Runnable接口：格式如下，这种方法把线程和线程需要完成的任务分开了，使用Runnable专门表示线程需要完成的任务，此时this表示的是Runnbale对象的引用，如果要引用线程时则要借助Thread.currentThread()。所以这种写法耦合性较低，未来改动时代价较低
1：实现Runnable接口
class MyRunnable implements Runnable{
@Override
public void run(){
System.out.println("线程运行逻辑");
}
}
2：创建Thread类实例，在调用Thread构造方法时将Runnable对象作为target参数
Thread thread0 = new Thread(new MyRunnable());
3：调用start方法
thread0.start();
例子：
package threading;
class MyRunnable implements Runnable{
@Override
public void run(){
while(true) {
System.out.println("这是MyRunnable线程");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}
public class TestDemo2 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread0 = new Thread(new MyRunnable());
thread0.start();
while(true) {
System.out.println("这是main线程");
Thread.sleep(1000);
}
}
}
（3）变种形式
①：使用匿名内部类创建Thread子类对象
package threading;
public class TestDemo3 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(){
@Override
//匿名内部类
public void run(){
while(true) {
System.out.println("这是MyThread线程");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
};
thread.start();
while(true) {
System.out.println("这是main线程");
Thread.sleep(1000);
}
}
}
②：使用匿名内部类实现Runnable接口
package threading;
public class TestDemo4 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(
//匿名内部类
new Runnable() {
@Override
public void run() {
while(true) {
System.out.println("这是MyRunnable线程");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}
);
thread.start();
while(true) {
System.out.println("这是main线程");
Thread.sleep(1000);
}
}
}
③：使用lambda表达式
package threading;
public class TestDemo5 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread0 = new Thread(
() -> {
while(true) {
System.out.println("lambda表达式Thread");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
);
thread0.start();
while(true) {
System.out.println("这是main线程");
Thread.sleep(1000);
}
}
}
五：多线程的优势
多线程的最大优势还是在于提高计算速度，如下分别使用串行和并发的方式完成同样的运算
package threading;
public class threadAdvantaged {
//数字300亿
public static final long COUNT = 200_0000_0000L;
public static void main(String[] args) {
serial_execution();
concurrency_execution();
}
//串行执行
public static void serial_execution(){
long begin = System.currentTimeMillis();
long a = 0;
for (long i = 0; i < COUNT; i++){
a++;
}
a = 0;
for (long i = 0; i < COUNT; i++){
a++;
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("串行执行用时：" + (end - begin) + "ms");
}
//并发执行
public static void concurrency_execution(){
long begin = System.currentTimeMillis();
Thread thread1 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
long a = 0;
for (long i = 0; i < COUNT; i++){
a++;
}
}
}
);
Thread thread2 = new Thread(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
long a = 0;
for (long i = 0; i < COUNT; i++){
a++;
}
}
}
);
thread1.start();
thread2.start();
//阻塞
try{
thread1.join();
thread2.join();
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("并发执行用时：" + (end - begin) + "ms");
}
}
