【Java教程】Day15-02 多线程：线程创建与管理

在Java中，多线程编程是实现并发执行的基础，而线程的管理与操作是Java语言内置的强大功能。今天我们将深入探讨如何在Java中创建和管理线程。

 

1. 多线程概述

Java语言通过Thread类提供了多线程支持。当Java程序启动时，实际上是启动了一个JVM进程，并且该进程启动一个主线程来执行main()方法。你可以在main()方法中启动其他线程来执行并行任务。

1.1 创建线程的基本方法

要创建一个线程，最常见的方式是通过实例化Thread对象并调用其start()方法：

java// 多线程基础示例public class Main {    public static void main(String[] args) {        Thread t = new Thread();         t.start(); // 启动新线程    }}

上述代码中，线程启动后会什么都不做，直接结束。为了让线程执行特定任务，我们需要通过几种不同的方式指定线程的执行内容。

 

 

2. 创建线程的方式

Java为我们提供了几种创建线程的方式：

2.1 继承Thread类

你可以通过继承Thread类并覆写其run()方法来实现线程的任务：

java// 继承Thread类来创建线程public class Main {    public static void main(String[] args) {        Thread t = new MyThread();        t.start(); // 启动新线程    }}​class MyThread extends Thread {    @Override    public void run() {        System.out.println("start new thread!");    }}

通过上述代码，你可以看到，start()方法会自动调用run()方法，线程便开始执行。

2.2 实现Runnable接口

另一种方式是实现Runnable接口，并将该接口传入Thread构造方法：

java// 实现Runnable接口来创建线程public class Main {    public static void main(String[] args) {        Thread t = new Thread(new MyRunnable());        t.start(); // 启动新线程    }}​class MyRunnable implements Runnable {    @Override    public void run() {        System.out.println("start new thread!");    }}

 

2.3 使用Lambda表达式（Java 8及以上）

Java 8引入了Lambda表达式，我们可以使用这种简洁的语法来创建线程：

java// 使用Lambda表达式创建线程public class Main {    public static void main(String[] args) {        Thread t = new Thread(() -> {            System.out.println("start new thread!");        });        t.start(); // 启动新线程    }}

 

3. 线程的执行顺序

你可能会好奇，线程启动后，输出的顺序是如何控制的。让我们来看一个示例：

javapublic class Main {    public static void main(String[] args) {        System.out.println("main start...");        Thread t = new Thread() {            public void run() {                System.out.println("thread run...");                System.out.println("thread end.");            }        };        t.start();        System.out.println("main end...");    }}

 

在此代码中，main线程和新线程t将并行执行。我们可以预测：

• main线程肯定会首先打印"main start..."，并在创建新线程后继续执行"main end..."。

• 新线程t则会输出"thread run..."和"thread end."。

由于操作系统的调度机制，main end打印的位置相对于thread run和thread end的顺序是无法确定的。两个线程的执行顺序由操作系统调度，而程序本身无法控制。

3.1 使用Thread.sleep()模拟并发执行

为了模拟并发效果，可以在线程中调用Thread.sleep()让线程暂停一段时间，从而控制线程执行顺序：

javapublic class Main {    public static void main(String[] args) {        System.out.println("main start...");        Thread t = new Thread() {            public void run() {                System.out.println("thread run...");                try {                    Thread.sleep(10); // 暂停10毫秒                } catch (InterruptedException e) {}                System.out.println("thread end.");            }        };        t.start();        try {            Thread.sleep(20); // 主线程暂停20毫秒        } catch (InterruptedException e) {}        System.out.println("main end...");    }}

 

通过调整sleep()中的时间参数，可以观察到不同的执行顺序。

3.2 注意事项：直接调用run()方法

需要特别注意的是，直接调用Thread对象的run()方法是无效的。它并不会启动新线程，而是会在当前线程中执行run()方法：

javapublic class Main {    public static void main(String[] args) {        Thread t = new MyThread();        t.run();  // 这只是直接调用run()方法，不会启动新线程    }}​class MyThread extends Thread {    public void run() {        System.out.println("hello");    }}

 

这里，run()方法是同步执行的，在当前线程内调用，并不会创建新线程。

 

4. 线程优先级

Java中的线程优先级可以影响线程的调度频率。可以通过Thread.setPriority(int n)方法设置线程优先级，范围为1（最低）到10（最高）。默认优先级为5。

java// 设置线程优先级Thread t = new Thread();t.setPriority(8); // 设置线程优先级为8t.start();

需要注意的是，虽然设置了优先级较高的线程，但并不能保证该线程一定会先执行。线程调度仍由操作系统控制。

 

5. 小结

在本节教程中，我们介绍了Java中如何创建和管理线程。以下是关键点总结：

• 线程的创建：通过继承Thread类、实现Runnable接口或使用Lambda表达式。

• start()方法是启动新线程的关键，直接调用run()方法不会创建新线程。

• 线程的执行顺序由操作系统调度，我们无法控制线程的精确执行顺序。

• Thread.sleep()用于模拟并发执行，调整线程的执行顺序。

• 线程优先级可以影响操作系统调度，但不能完全控制线程执行顺序。

这些概念是多线程编程的基础，理解并掌握这些知识，将为进一步学习并发编程打下坚实的基础。

 

6. 练习

• 创建一个新线程，打印输出并模拟线程的执行顺序。

• 使用Thread.sleep()控制线程执行的时间间隔。

通过这些练习，你将更深入理解线程的创建与调度机制。