线程学习-线程基础、新建线程、线程的生命周期、sleep()、join()、yield()、守护线程等入门（一）

最新推荐文章于 2024-03-25 10:20:57 发布

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分类专栏：多线程

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本文深入解析了进程和线程的概念，包括它们的区别、创建方式、并发原理及线程的API操作，如start()、run()、currentThread()、sleep()、setDaemon()等方法的使用，以及线程同步和异步操作的探讨。

1、什么是进程

进程是操作系统中的一个任务（一个应用程序运行在进程中）

进程是包含某些资源的内存区域

当操作系统创建一个进程后，该进程会自动申请一个名主线程的线程

2、什么是线程

进程中包含一个或者多个的单元称为线程

线程只属于一个进程，并且它只能访问该线程所拥有的资源

一个进程可能包含多个线程

3、进程和线程的区别

一个进程可以包含多个线程

线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性提高

进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享该内存单元，从而极大的提高了程序的运行效率

线程不能独立执行

4、并发原理

多个线程“同时”运行只是我们感官上的一种表现

事实上线程是并发运行的，当获得了时间片段的线程被CPU与运行，而其他线程全部等待，微观上说是“走走停停“，宏观上说是都在“运行”，但绝对不是绝对意义上的同时发生（该描述描述单CPU，单线程的电脑）

5、创建线程的2种方式

第一种方式

package com.topxin.thread;

public class ThreadDemo1 {	
	public static void main(String[] args) {
		MyThread1 t1 = new MyThread1();
		MyThread2 t2 = new MyThread2();
		/**
		 * 启动线程调用线程的start()，而不是run()方法
		 * run()方法是线程定义的任务
		 * 此时调用start()方法，线程状态改变为就绪状态，等待cpu分配时间片段
		 * 当获取了时间片段之后，则执行线程run()方法，此时状态为运行状态
		 */
		t1.start();
		t2.start();
	}
}
/**
 * 第一创建线程的方式有俩个不足
 * 1、由于java是单一继承的，所以导致当前类继承Thread之后，不能继承其他类。
 * 2、由于线程内部重写了run()方法的线程任务，这就导致该线程与执行的任务有一耦合关系，不利于线程服用
 */
class MyThread1 extends Thread{
	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<1000;i++) {
			System.out.println("你是谁啊？？？");
		}
	}
}
class MyThread2 extends Thread{
	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<1000;i++) {
			System.out.println("我是隔壁老王啊！！！");
		}
	}
}

第二种方式

package com.topxin.thread;

public class ThreadDemo2 {	
	public static void main(String[] args) {
		Runnable r1=new MyRunnable1();
		Runnable r2=new MyRunnable2();
		Thread t1 = new Thread(r1);
		Thread t2 = new Thread(r2);
		t1.start();
		t2.start();
	}
}
/**
 * 第二种创建线程方式
 * 1、接口可以多实现，这样改类就可以继承其他类，可以更好的扩展该类
 * 2、将线程的任务与线程分离，达到一个低耦合的关系，达到线程复用
 */
class MyRunnable1 implements Runnable{
	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<1000;i++){
			System.out.println("你瞅啥...");
		}
	}
}
class MyRunnable2 implements Runnable{
	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<1000;i++){
			System.out.println("瞅你咋的...");
		}
	}
}

匿名内部类创建

package com.topxin.thread;
/**
 * 通过匿名内部类创建
 */
public class ThreadDemo3 {	
	public static void main(String[] args) {
		Thread t1 = new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				for(int i=0;i<1000;i++){
					System.out.println("你是谁呀....");
				}
			}
		};
		Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				for(int i=0;i<1000;i++){
					System.out.println("我是你王哥呀...");				
				}
			}
		});		
		t1.start();
		t2.start();
	}
}

6、start()和run()方法的区别

启动线程是调用start()方法，而不是直接调用run()方法

start()方法会将线程纳入线程调度，使得当前线程可以运行，当线程获取时间片段之后会自动执行run()方法逻辑

7、操作线程API

currentThread()方法，可以获取运行当前代码片段的线程

package com.topxin.thread;

public class ThreadDemo4 {	
	public static void main(String[] args) {
		//获取运行main方法的线程
		Thread main = Thread.currentThread();
		System.out.println(main);
		doSome();
		Thread t = new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				Thread t = Thread.currentThread();
				System.out.println("自定义线程"+t);
				doSome();
			}
		};
		t.start();
	}

	protected static void doSome() {
		Thread t = Thread.currentThread();
		System.out.println("运行doSome方法的当前线程"+t);
	}
}

运行结果

Thread[main,5,main]
运行doSome方法的当前线程Thread[main,5,main]
自定义线程Thread[Thread-0,5,main]
运行doSome方法的当前线程Thread[Thread-0,5,main]

线程的一些其他方法

package com.topxin.thread;

public class ThreadDemo5 {	
	public static void main(String[] args) {
		Thread main = Thread.currentThread();
		//获取当前线程的标识符
		long id = main.getId();
		System.out.println(id);	//1
		
		//获取线程的名称
		String name = main.getName();
		System.out.println(name);	//main
		
		//设置线程名称
		main.setName("Thread-main");
		System.out.println(main.getName());		//Thread-main
		
		//判断线程是否活动状态
		boolean alive = main.isAlive();
		System.out.println(alive);	//true
		
		//判断线程是否是守护线程
		boolean daemon = main.isDaemon();
		System.out.println(daemon);		//false
		
		//判断线程是否中断
		boolean f = main.isInterrupted();
		System.out.println(f);		//false
	}
}

sleep()方法使用场景演示

package com.topxin.thread;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

/**
 * 使用sleep()方法实现电子表功能
 * 输出格式为	HH:mm:ss
 */
public class ThreadDemo6 {	
	public static void main(String[] args) {
		SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
		while(true) {
			Date date = new Date();
			try {
				Thread.sleep(1000);
				System.out.println(sdf.format(date));
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

8、守护线程

守护线程，又称为后台线程

当一个进程中的所有前台线程结束，进程结束，此时无论进程中是否有后台线程，都会被强制结束。

默认创建出来的线程都是前台线程，后台线程需要单独设置

serDaemon(true)默认为false

package com.topxin.thread;
/**
 * 演示守护线程（后台线程）
 */
public class ThreadDemo7 {	
	public static void main(String[] args) {
		Thread rose = new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				for(int i = 0;i < 5;i++) {
					System.out.println("rose: let me go!!!");
					try {
						Thread.sleep(1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
				System.out.println("rose:啊啊啊啊啊");
				System.out.println("音效：噗通，daung");
			}
		};
		Thread jack = new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				while(true) {
					System.out.println("jack:you jump I jump");
					try {
						Thread.sleep(1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}
		};
		//设置jack为守护线程，在启动之前设置
		jack.setDaemon(true);
		rose.start();
		jack.start();
	}
}

9、Thread类提供的静态方法yield()

yield()该方法用于使当前线程主动让出CPU时间片段

回到就绪Runnable状态，等待重写分配时间片段

package com.topxin.thread;

public class ThreadDemo8 {	
	public static void main(String[] args) {
		final Card c = new Card();
		Thread t1 = new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				while(true) {
					int b = c.getMoney();
					Thread.yield();//模拟线程切换
					System.out.println("t1:"+b);
				}
			}
		};
		Thread t2 = new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				while(true) {
					int b = c.getMoney();
					Thread.yield();//模拟线程切换
					System.out.println("t2:"+b);
				}
			}
		};
		t1.start();
		t2.start();
	}
}

class Card{
	private int money = 20;
	public int getMoney() {		//模拟取钱
		if(money == 0) {
			throw new RuntimeException("没有钱了。。。");	//如果没钱主动抛出异常
		}
		Thread.yield();	//模拟线程切换
		return money--;
	}
}

正常情况2个线程同时取钱，等money=0会抛出异常

但是也会出现如下情况，程序没有抛出异常结束，无线循环下去

10、join()方法(Waits for this thread to die.)

join方法会将调用的线程至于阻塞状态，只带等待的线程执行完毕之后才会解除阻塞自动运行

package com.topxin.thread;
/**
 * 演示join方法实现线程同步
 */
public class ThreadDemo8 {	
	public static void main(String[] args) {
		
		Thread dowload = new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				for(int i=1;i<=100;i++){
					System.out.println("dow:开始下载"+i+"%");
					try {
						Thread.sleep(50);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
				System.out.println("dow:下载完毕。。。");
			}
		};
		Thread show = new Thread(){
			@Override
			public void run() {
				//等待dowload线程执行结束之后，才解除阻塞
				try {
					dowload.join();
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println("show:开始显示图片");
				for(int i=1;i<=100;i++){
					System.out.println("show:显示"+i+"%");
					try {
						Thread.sleep(50);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
				System.out.println("显示图片完毕...");
			}
		};
		dowload.start();
		show.start();
	}
}

11、同步操作

有先后顺序的操作，性能稍慢，相当于你干完，我在干

12、异步操作

多线程并发操作，性能稍快，相当于大家一起干，各干各的

13、线程同步

多个线程并发读取同一个资源，会发生线程安全问题

常见问题如：1）多线程共享实例变量 2）多线程共享静态的公共资源

解决线程安全问题：将多线程异步操作变成同步操作