多线程
我们在之前，学习的程序在没有跳转语句的前提下，都是由上至下依次执行，那现在想要设计一个程序，边打游戏边听歌，怎么设计？
要解决上述问题,咱们得使用多进程或者多线程来解决.
1 并发与并行
- 并发：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。
- 并行：指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。
在操作系统中，安装了多个程序，并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行，这在单 CPU 系统中，每一时刻只能有一道程序执行，即微观上这些程序是分时的交替运行，只不过是给人的感觉是同时运行，那是因为分时交替运行的时间是非常短的。
而在多个 CPU 系统中，则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上（CPU），实现多任务并行执行，即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序，这样多个程序便可以同时执行。目前电脑市场上说的多核 CPU，便是多核处理器，核 越多，并行处理的程序越多，能大大的提高电脑运行的效率。
注意：单核处理器的计算机肯定是不能并行的处理多个任务的，只能是多个任务在单个CPU上并发运行。同理,线程也是一样的，从宏观角度上理解线程是并行运行的，但是从微观角度上分析却是串行运行的，即一个线程一个线程的去运行，当系统只有一个CPU时，线程会以某种顺序执行多个线程，我们把这种情况称之为线程调度。
2 线程与进程
-
进程：是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间，一个应用程序可以同时运行多个进程；进程也是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。
-
线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。
简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程
我们可以再电脑底部任务栏，右键----->打开任务管理器,可以查看当前任务的进程：
进程
线程
线程调度:
-
分时调度
所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。
-
抢占式调度
优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为抢占式调度。
-
设置线程的优先级
-
抢占式调度详解
大部分操作系统都支持多进程并发运行，现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序。比如：现在我们上课一边使用编辑器，一边使用录屏软件，同时还开着画图板，dos窗口等软件。此时，这些程序是在同时运行，”感觉这些软件好像在同一时刻运行着“。
实际上，CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而言，某个时刻，只能执行一个线程，而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。
其实，多线程程序并不能提高程序的运行速度，但能够提高程序运行效率，让CPU的使用率更高。 -
3 创建线程类
Java使用java.lang.Thread类代表线程，所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。每个线程的作用是完成一定的任务，实际上就是执行一段程序流即一段顺序执行的代码。Java使用线程执行体来代表这段程序流。Java中通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤如下：
- 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体。
- 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象
- 调用线程对象的start()方法来启动该线程
代码如下：
测试类：
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
//创建自定义线程对象
MyThread mt = new MyThread("新的线程！");
//开启新线程
mt.start();
//在主方法中执行for循环
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("main线程！"+i);
}
}
}
自定义线程类：
public class MyThread extends Thread {
//定义指定线程名称的构造方法
public MyThread(String name) {
//调用父类的String参数的构造方法，指定线程的名称
super(name);
}
/**
* 重写run方法，完成该线程执行的逻辑
*/
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(getName()+"：正在执行！"+i);
}
}
}
当运行main方法时，可以看到每次打印的结果都不一样：
原因如下图，两个线程一起抢夺cpu的执行权，谁抢到了就执行谁的方法：
多线程执行的内存图解 ：
4 Thread类中的常用方法
- 获取线程的名称：
1.使用Thread类中的方法getName()
String getName() 返回该线程的名称。
代码如下：
定义线程类
// 定义一个Thread类的子类
public class MyThread extends Thread{
//重写Thread类中的run方法,设置线程任务
@Override
public void run() {
//获取线程名称
String name = getName();
System.out.println(name);
}
}
定义测试类：
public class Demo01GetThreadName {
public static void main(String[] args) {
//创建Thread类的子类对象
MyThread mt = new MyThread();
//调用start方法,开启新线程,执行run方法
mt.start();
new MyThread().start();
}
}
打印结果：
2.可以先获取到当前正在执行的线程,使用线程中的方法getName()获取线程的名称
static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用。
代码如下：
定义线程类
// 定义一个Thread类的子类
public class MyThread extends Thread{
//重写Thread类中的run方法,设置线程任务
@Override
public void run() {
//获取线程名称
Thread t = Thread.currentThread();
System.out.println(t);//Thread[Thread-0,5,main]
String name = t.getName();
System.out.println(name);
}
}
定义测试类：
public class Demo01GetThreadName {
public static void main(String[] args) {
//创建Thread类的子类对象
MyThread mt = new MyThread();
//调用start方法,开启新线程,执行run方法
mt.start();
new MyThread().start();
//链式编程
System.out.println(Thread.currentThread().getName());//main
}
}
打印结果：
- sleep机制
public static void sleep(long millis):使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停（暂时停止执行）。
毫秒数结束之后,线程继续执行
代码如下：
public class Demo01Sleep {
public static void main(String[] args) {
//模拟秒表
for (int i = 1; i <=60 ; i++) {
System.out.println(i);
//使用Thread类的sleep方法让程序睡眠1秒钟
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
5 创建线程的第二种方式
创建线程的另一种方法是声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后可以分配该类的实例，在创建 Thread 时作为一个参数来传递并启动。
java.lang.Runnable
Runnable 接口应该由那些打算通过某一线程执行其实例的类来实现。类必须定义一个称为 run 的无参数方法。
java.lang.Thread类的构造方法
Thread(Runnable target) 分配新的 Thread 对象。
Thread(Runnable target, String name) 分配新的 Thread 对象。
实现步骤:
1. 创建一个Runnable接口的实现类
2. 在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
3. 创建一个Runnable接口的实现类对象
4. 创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
5. 调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法
代码实现：
//1.创建一个Runnable接口的实现类
public class RunnableImpl implements Runnable{
//2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <20 ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
}
}
}
public class Demo01Runnable {
public static void main(String[] args) {
//3.创建一个Runnable接口的实现类对象
RunnableImpl run = new RunnableImpl();
//4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
Thread t = new Thread(run);//打印线程名称
//5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法
t.start();
//创建主线程任务
for (int i = 0; i <20 ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
}
}
}
结果显示：
实现Runnable接口创建多线程程序的好处:
1.避免了单继承的局限性，
一个类只能继承一个类(一个人只能有一个亲爹),类继承了Thread类就不能继承其他的类，
实现了Runnable接口,还可以继承其他的类,实现其他的接口
2.增强了程序的扩展性,降低了程序的耦合性(解耦)，
实现Runnable接口的方式,把设置线程任务和开启新线程进行了分离(解耦)，
实现类中,重写了run方法:用来设置线程任务，
创建Thread类对象,调用start方法:用来开启新线程
6.使用匿名内部类及Lambda表达式完成多线程的创建
public class Demo01InnerClassThread {
public static void main(String[] args) {
//线程的父类是Thread
// new MyThread().start();
new Thread(){
//重写run方法,设置线程任务
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <20 ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"lbb");
}
}
}.start();
//线程的接口Runnable
//Runnable r = new RunnableImpl();//多态
Runnable r = new Runnable(){
//重写run方法,设置线程任务
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <20 ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"张三");
}
}
};
new Thread(r).start();
//简化接口的方式
new Thread(new Runnable(){
//重写run方法,设置线程任务
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <20 ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"marshall");
}
}
}).start();
}
}
结果显示：
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