Java学习之多线程（一）Thread，Runnable，sleep，线程池原理，实现Callable接口，异步

最新推荐文章于 2025-06-28 11:06:45 发布

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本文介绍了Java中实现多线程的两种方式，包括继承Thread类和实现Runnable接口，详细讲解了Thread类的方法如sleep、getName等，并探讨了线程执行的随机性和内存分配。此外，还讨论了线程池的原理和优势，以及如何通过Callable接口实现异步计算。

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###01Thread类介绍
A:Thread类介绍:Thread是程序中的执行线程。Java 虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程。
发现创建新执行线程有两种方法。
a:一种方法是将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。创建对象，开启线程。run方法相当于其他线程的main方法。
b:另一种方法是声明一个实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象，传入到某个线程的构造方法中，开启线程。

###02实现线程程序继承Thread
*A:实现线程程序继承Thread

    /*
   * 创建和启动一个线程
   *   创建Thread子类对象
   *   子类对象调用方法start()
   *      让线程程序执行,JVM调用线程中的run
   */
  public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
      SubThread st = new SubThread();
      SubThread st1 = new SubThread();
      st.start();
      st1.start();
      for(int i = 0; i < 50;i++){
        System.out.println("main..."+i);
      }
    }
  }
  /*
   *  定义子类,继承Thread 
   *  重写方法run 
   */
  public class SubThread  extends Thread{
    public void run(){
      for(int i = 0; i < 50;i++){
        System.out.println("run..."+i);
      }
    }
  }

###03线程执行的随机性
A:线程执行的随机性
/
代码分析:
整个程序就只有三个线程,
一个是主线程
启动另外两个线程
st.start();
st1.start();
for(int i = 0; i < 50;i++){
System.out.println(“main…”+i);
}
一个是st(Thread-0)线程
for(int i = 0; i < 50;i++){
System.out.println(“run…”+i);
}
一个是st1(Thread-1)线程下

*/
 public class ThreadDemo {
   public static void main(String[] args) {
     SubThread st = new SubThread();
     SubThread st1 = new SubThread();
     st.start();
     st1.start();
     for(int i = 0; i < 50;i++){
       System.out.println("main..."+i);
     }
   }
 }
 /*
  *  定义子类,继承Thread 
  *  重写方法run 
  */
 public class SubThread  extends Thread{
   public void run(){
     for(int i = 0; i < 50;i++){
       System.out.println("run..."+i);
     }
   }
 }

###04为什么要继承Thread
*A:什么要继承Thread
a:我们为什么要继承Thread类，并调用其的start方法才能开启线程呢？
继承Thread类：因为Thread类用来描述线程，具备线程应该有功能。那为什么不直接创建Thread类的对象呢？
如下代码：
Thread t1 = new Thread();
t1.start();//这样做没有错，但是该start调用的是Thread类中的run方法
//而这个run方法没有做什么事情，更重要的是这个run方法中并没有定义我们需要让线程执行的代码。

b:创建线程的目的是什么？
是为了建立程序单独的执行路径，让多部分代码实现同时执行。也就是说线程创建并执行需要给定线程要执行的任务。
对于之前所讲的主线程，它的任务定义在main函数中。自定义线程需要执行的任务都定义在run方法中。

###05多线程内存图解
*A:多线程内存图解
多线程执行时，到底在内存中是如何运行的呢？
多线程执行时，在栈内存中，其实每一个执行线程都有一片自己所属的栈内存空间。进行方法的压栈和弹栈。
当执行线程的任务结束了，线程自动在栈内存中释放了。但是当所有的执行线程都结束了，那么进程就结束了。

###06获取线程名字Thread类方法getName
*A:获取线程名字Thread类方法getName

/*
 *  获取线程名字,父类Thread方法
 *    String getName()
 */
public class NameThread extends Thread{
  
  public NameThread(){
    super("小强");
  }
  
  public void run(){
    System.out.println(getName());
  }
}

/*
 *  每个线程,都有自己的名字
 *  运行方法main线程,名字就是"main"
 *  其他新键的线程也有名字,默认 "Thread-0","Thread-1"
 *  
 *  JVM开启主线程,运行方法main,主线程也是线程,是线程必然就是
 *  Thread类对象


  */
    public class ThreadDemo {
      public static void main(String[] args) {
        NameThread nt = new NameThread();
        nt.start();
        
     

  }
}

###07获取线程名字Thread类方法currentThread
*A:获取线程名字Thread类方法currentThread

   /*
    *  获取线程名字,父类Thread方法
    *    String getName()
    */
   public class NameThread extends Thread{
     public void run(){
       System.out.println(getName());
    }
   }



  /*
    *  每个线程,都有自己的名字
    *  运行方法main线程,名字就是"main"
    *  其他新键的线程也有名字,默认 "Thread-0","Thread-1"
    *  
    *  JVM开启主线程,运行方法main,主线程也是线程,是线程必然就是
    *  Thread类对象
    *  Thread类中,静态方法
    *   static Thread currentThread()返回正在执行的线程对象
    */
   public class ThreadDemo {
     public static void main(String[] args) {
       NameThread nt = new NameThread();
       nt.start();
       //Thread t =Thread.currentThread();
       //System.out.println(t.getName());
       System.out.println(Thread.currentThread().getName());
     }
   }

###08线程名字设置
A:线程名字设置

  /*
   *  获取线程名字,父类Thread方法
   *    String getName()
   */
  public class NameThread extends Thread{
    
    public NameThread(){
      super("小强");
    }
    
    public void run(){
      System.out.println(getName());
    }
  }
  
  /*
   *  每个线程,都有自己的名字
   *  运行方法main线程,名字就是"main"
   *  其他新键的线程也有名字,默认 "Thread-0","Thread-1"
   *  
   *  JVM开启主线程,运行方法main,主线程也是线程,是线程必然就是
   *  Thread类对象
   *  Thread类中,静态方法
   *   static Thread currentThread()返回正在执行的线程对象
   */
  public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
      NameThread nt = new NameThread();
      nt.setName("旺财");
      nt.start();

    }
  }

###09Thread类方法sleep
A:Thread类方法sleep

 public class ThreadDemo {
  public static void main(String[] args) throws Exception{
    /*for(int i = 0 ; i < 5 ;i++){
      Thread.sleep(50);
      System.out.println(i);
    }*/
    
    new SleepThread().start();
  }
 }
 
 public class SleepThread extends Thread{
  public void run(){
    for(int i = 0 ; i < 5 ;i++){
      try{
        Thread.sleep(500);//睡眠500ms,500ms已到并且cpu切换到该线程继续向下执行
      }catch(Exception ex){
        
      }
      System.out.println(i);
    }
  }
 }

###10实现线程的另一种方式实现Runnable接口
A:实现线程的另一种方式实现Runnable接口

   /*
  *  实现接口方式的线程
  *    创建Thread类对象,构造方法中,传递Runnable接口实现类
  *    调用Thread类方法start()
  */
 public class ThreadDemo {
  public static void main(String[] args) {
    SubRunnable sr = new SubRunnable();
    Thread t = new Thread(sr);
    t.start();
    for(int i = 0 ; i < 50; i++){
      System.out.println("main..."+i);
    }
  }
 }

 /*
  *  实现线程成功的另一个方式,接口实现
  *  实现接口Runnable,重写run方法
  */
 public class SubRunnable implements Runnable{
  public void run(){
    for(int i = 0 ; i < 50; i++){
      System.out.println("run..."+i);
    }
  }
 }

###11实现接口方式的好处
A:实现接口方式的好处
第二种方式实现Runnable接口避免了单继承的局限性，所以较为常用。
实现Runnable接口的方式，更加的符合面向对象，线程分为两部分，一部分线程对象，一部分线程任务。
继承Thread类，线程对象和线程任务耦合在一起。
一旦创建Thread类的子类对象，既是线程对象，有又有线程任务。
实现runnable接口，将线程任务单独分离出来封装成对象，类型就是Runnable接口类型。Runnable接口对线程对象和线程任务进行解耦。
(降低紧密性或者依赖性,创建线程和执行任务不绑定)

###12匿名内部类实现线程程序
*A:匿名内部类实现线程程序

/*
 *  使用匿名内部类,实现多线程程序
 *  前提: 继承或者接口实现
 *  new 父类或者接口(){
 *     重写抽象方法
 *  }
 */
public class ThreadDemo {
  public static void main(String[] args) {
    //继承方式  XXX extends Thread{ public void run(){}}
    new Thread(){
      public void run(){
        System.out.println("!!!");
      }
    }.start();
    
    //实现接口方式  XXX implements Runnable{ public void run(){}}
    
    Runnable r = new Runnable(){
      public void run(){
        System.out.println("###");
      }
    };
    new Thread(r).start();
    
    
    new Thread(new Runnable(){
      public void run(){
        System.out.println("@@@");
      }
    }).start();
    
  }
}

###13线程池的原理
A:线程池的原理
1.在java中，如果每个请求到达就创建一个新线程，开销是相当大的。
2.在实际使用中，创建和销毁线程花费的时间和消耗的系统资源都相当大，甚至可能要比在处理实际的用户请求的时间和资源要多的多。
3.除了创建和销毁线程的开销之外，活动的线程也需要消耗系统资源。
如果在一个jvm里创建太多的线程，可能会使系统由于过度消耗内存或“切换过度”而导致系统资源不足。
为了防止资源不足，需要采取一些办法来限制任何给定时刻处理的请求数目，尽可能减少创建和销毁线程的次数，特别是一些资源耗费比较大的线程的创建和销毁，尽量利用已有对象来进行服务。
线程池主要用来解决线程生命周期开销问题和资源不足问题。通过对多个任务重复使用线程，线程创建的开销就被分摊到了多个任务上了，而且由于在请求到达时线程已经存在，所以消除了线程创建所带来的延迟。这样，就可以立即为请求服务，使用应用程序响应更快。另外，通过适当的调整线程中的线程数目可以防止出现资源不足的情况。

###14实现线程池
A:实现线程池

    /*
   *  实现线程池程序
   *  使用工厂类 Executors中的静态方法创建线程对象,指定线程的个数
   *   static ExecutorService newFixedThreadPool(int 个数) 返回线程池对象
   *   返回的是ExecutorService接口的实现类 (线程池对象)
   *   
   *   接口实现类对象,调用方法submit (Ruunable r) 提交线程执行任务
   *          
   */
   
  public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
      //调用工厂类的静态方法,创建线程池对象
      //返回线程池对象,是返回的接口
      ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
        //调用接口实现类对象es中的方法submit提交线程任务
      //将Runnable接口实现类对象,传递
      es.submit(new ThreadPoolRunnable());
      es.submit(new ThreadPoolRunnable());
      es.submit(new ThreadPoolRunnable());
    
    }
  }

  public class ThreadPoolRunnable implements Runnable {
    public void run(){
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程提交任务");
    }
  }

###15实现线程的Callable接口方式
A:实现线程的Callable接口方式

 /*
  *  实现线程程序的第三个方式,实现Callable接口方式
  *  实现步骤
  *    工厂类 Executors静态方法newFixedThreadPool方法,创建线程池对象
  *    线程池对象ExecutorService接口实现类,调用方法submit提交线程任务
  *    submit(Callable c)
  */
  
 public class ThreadPoolDemo1 {
  public static void main(String[] args)throws Exception {
    ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
    //提交线程任务的方法submit方法返回 Future接口的实现类
    Future<String> f = es.submit(new ThreadPoolCallable());
    String s = f.get();
    System.out.println(s);
  }
 }
 /*
  * Callable 接口的实现类,作为线程提交任务出现
  * 使用方法返回值
  */

 import java.util.concurrent.Callable;

 public class ThreadPoolCallable implements Callable<String>{
  public String call(){
    return "abc";
  }
 }

###16线程实现异步计算
A:线程实现异步计算

/*
 * 使用多线程技术,求和
 * 两个线程,1个线程计算1+100,另一个线程计算1+200的和
 * 多线程的异步计算
 */
public class ThreadPoolDemo {
  public static void main(String[] args)throws Exception {
    ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
    Future<Integer> f1 =es.submit(new GetSumCallable(100));
    Future<Integer> f2 =es.submit(new GetSumCallable(200));
    System.out.println(f1.get());
    System.out.println(f2.get());
    es.shutdown();
  }
}

 

public class GetSumCallable implements Callable<Integer>{
  private int a;
  public GetSumCallable(int a){
    this.a=a;
  }
  
  public Integer call(){
    int sum = 0 ;
    for(int i = 1 ; i <=a ; i++){
      sum = sum + i ;
    }
    return sum;
  }
}