线程的基础(1)

本文介绍了线程的基础知识,包括进程与线程的概念,单线程和多线程的差异,以及并发和并行的区别。详细讲解了如何在Java中通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程,并给出了代码示例。文章强调了直接调用run方法与start方法启动线程的区别,并建议在需要共享资源或避免单继承限制时使用Runnable接口。

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目录

线程的相关概念

进程

线程

单线程多线程

并发和并行

线程基本使用

1.继承Thread类,重写 run方法

2.实现Runnable接口,重写 run方法

多线程执行

继承Thread vs 实现Runnable的区别


线程在开发中非常的重要,我们先来看看,线程相关的概念

线程的相关概念

进程

1.进程是指运行中的程序,比如我们使用QQ,就启动了一个进程,操作系统就会为该进程分配内存空间。当我们使用迅雷,又启动了一个进程,操作系统将为迅雷分配新的内存空间。

2.进程是程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序。是动态过程:有它自身的产生、存在和消亡的过程

线程

什么是线程

1.线程由进程创建的,是进程的一个实体

2.一个进程可以拥有多个线程

单线程多线程

1.单线程:同一个时刻,只允许执行一个线程

2.多线程:同一个时刻,可以执行多个线程,比如:一个qq进程,可以同时打开多个聊天窗口,一个迅雷进程,可以同时下载多个文件

并发和并行

3.并发:同一个时刻,多个任务交替执行,造成一种“貌似同时”的错觉,简单的说,单核cpu实现的多任务就是并发。

4.并行:同一个时刻,多个任务同时执行。多核cpu可以实现并行。

线程基本使用

创建线程的两种方式

1.继承Thread类,重写 run方法

线程应用案例1

1)请编写程序,开启一个线程, 该线程每隔1秒。在控制台输出“你好'

2)对上题改进:当输出80次 你好,结束该线程

3)可以使用JConsole 监控线程执行情况,

代码演示:

注意:不可以直接调用run方法

/*
注意不可以直接去调用run方法,因为如果直接去调用run方法的话,他不会去启动一个 线程,并且会阻塞程序,只有把run方法执行完毕,才会继续执行下面的代码,并且如果直接调用run方法,此时的线程名还是main
 */

start()方法调用start0()方法后,该线程并不一定会立马执行,只是将线程变成了可运行状态。具体什么时候执行,取决于 CPU,由 CPU统一调度

注意这里我们调用start方法,最后在底层会去调用start0方法,后面会进行源码分析,并且这个run方法是Thread类继承了Runnable接口,实现了Runnable接口中的run方法,并不是Thread类中的run方法

@FunctionalInterface
public interface Runnable {

    public abstract void run();
}
package idea.chapter17.threaduse;

/**
 * 演示通过继承Thread 类创建线程
 */

public class Thread01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        //创建Cat对象,可以当做线程使用
        Cat cat = new Cat();

        //源码
        /*
            (1)
            public synchronized void start() {
                start0();
            }
            (2)
            //start0() 是本地方法,是JVM调用, 底层是c/c++实现
            //真正实现多线程的效果, 是start0(), 而不是 run
            private native void start0();

         */

        cat.start();//启动线程-> 最终会执行cat的run方法

        //cat.run();//run方法就是一个普通的方法, 没有真正的启动一个线程,就会把run方法执行完毕,才向下执行
        //如果写成直接写成cat.run()方法那么就是普通的方法不是线程,因此下面这句话在执行时Thread.currentThread().getName()。输出也就是main而不是Thread
        //并且会造成堵塞,会先将run()方法执行完毕之后在,继续执行main()方法下面的代码
        
        /*
        注意不可以直接去调用run方法,因为如果直接去调用run方法的话,他不会去启动一个 线程,并且会阻塞程序,只有把run方法执行完毕,才会继续执行下面的代码,并且如果直接调用run方法,此时的线程名还是main
         */

        //说明: 当main线程启动一个子线程 Thread-0, 主线程不会阻塞, 会继续执行
        //这时 主线程和子线程是交替执行..
        System.out.println("主线程继续执行" + Thread.currentThread().getName());//名字main
        for(int i = 0; i < 60; i++) {
            System.out.println("主线程 i=" + i);
            //让主线程休眠
            Thread.sleep(1000);//可能会有异常,直接抛出也可以使用try catch
        }
    }
}


//说明
//1. 当一个类继承了 Thread 类, 该类就可以当做线程使用
//2. 我们会重写 run方法,写上自己的业务代码
//3. run方法是 Thread 类 实现了 Runnable 接口的run方法
/*
    @Override
    public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();
        }
    }
 */

class Cat extends Thread {
    int times = 0;

    @Override
    public void run() {//重写run方法,写上自己的业务逻辑
        while (true) {
            //该线程每隔1秒。在控制台输出 你好
            System.out.println("你好" + (++times) + " 线程名=" + Thread.currentThread().getName());
            //让该线程休眠1秒 ctrl+alt+t
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (times == 80) {
                break;//当times 到80, 退出while, 这时线程也就退出..
            }
        }
    }
}

2.实现Runnable接口,重写 run方法

1.java是单继承的,在某些情况下一个类可能已经继承了某个父类,这时在用继承Thread类方法来创建线程显然不可能了

2.java设计者们提供了另外一个方式创建线程,就是通过实现Runnable接口来创建线程

请编写程序,该程序可以每隔1秒。在控制台输出“hi!”,当输出10次后,自动退出。请使用实现Runnable接口的方式实现。 Thread02.java,这里底层使用了设计模式[代理模式] => 代码模拟 实现Runnable接口 开发线程的机制

代码演示:

注意:

当我们使用实现Runnable接口来实现线程的时候,就不能够,直接调用start方法,需要创建一个Thread,把dog对象放入,这样就可以调用start方法了,切记不要直接调用run方法,这样就不是多线程了

dog.start(); 这里不能调用start

创建了Thread对象,把 dog对象(实现Runnable),放入Thread

package idea.chapter17.threaduse;


/**
 * 通过实现接口Runnable 
 */

public class Thread02 {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        //当我们使用实现Runnable接口来实现线程的时候,就不能够,直接调用start方法,需要创建一个Thread,把dog对象放入,这样就可以调用start方法了,切记不要直接调用run方法,这样就不是多线程了
        //dog.start(); 这里不能调用start
        //创建了Thread对象,把 dog对象(实现Runnable),放入Thread
        Thread thread = new Thread(dog);
        thread.start();
        
        
        Tiger tiger = new Tiger();//实现了 Runnable
        //为什么可以把tiger对象放入到ThreadProxy类中,因为tiger对象实现了Runnable接口
        ThreadProxy threadProxy = new ThreadProxy(tiger);
        threadProxy.start();
    }
}

class Animal {
}

class Tiger extends Animal implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("老虎在叫....");
    }
}

//线程代理类 , 模拟了一个极简的Thread类
class ThreadProxy implements Runnable {//你可以把Proxy类当做 ThreadProxy

    private Runnable target = null;//属性,类型是 Runnable

    @Override
    public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();//动态绑定(运行类型Tiger)
        }
    }

    //构造器可以接收一个Runnable的对象
    public ThreadProxy(Runnable target) {
        this.target = target;
    }

    public void start() {
        start0();//这个方法时真正实现多线程方法
    }

    public void start0() {
        run();
    }
}


class Dog implements Runnable { //通过实现Runnable接口,开发线程

    int count = 0;

    @Override
    public void run() { //普通方法
        while (true) {
            System.out.println("小狗在叫..hi" + (++count) + Thread.currentThread().getName());

            //休眠1秒
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            if (count == 10) {
                break;
            }
        }
    }
}

多线程执行

请编写一个程序,创建两个线程,一个线程每隔1秒输出“hello,world”,输出10次,退出,一个线程每隔1秒输出“hi”,输出 5次退出

代码演示:

注意:都是实现Runnable接口的方式来完成

package idea.chapter17.threaduse;

public class Thread03 {
    public static void main(String[] args) {
        T1 t1 = new T1();
        T2 t2 = new T2();
        new Thread(t1).start();//启动第一个线程
        new Thread(t2).start();//启动第二个线程
        
        
        //因为main方法中没有什么其他多余的代码,因此在启动完两个线程之后,main线程就直接自动的退出了
    }
}

/*
请编写一个程序,创建两个线程,一个线程每隔1秒输出“hello,world”,输出10次,退出,一个线程每隔1秒输出“hi”,输出 5次退出.Thread03.iava
 */
class T1 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        int count = 0;
        //每隔1秒输出 “hello,world”,输出10次
        while (true) {
            System.out.println("hello word" + (++count));

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            if (count == 10) {
                break;
            }

        }
    }
}


class T2 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        //每隔1秒输出 “hi”,输出5次
        int count = 0;
        while (true) {
            System.out.println("hi" + (++count));

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            if (count == 5) {
                break;
            }
        }

    }
}

继承Thread vs 实现Runnable的区别

1.从iava的设计来看,通过继承Thread或者实现Runnable接口来创建线程本质上没有区别,从idk帮助文档我们可以看到Thread类本身就实现了Runnable接口实现

Runnable接口方式更加适合多个线程共享一个资源的情况,并且避免了单继承的限制,建议使用Runnable

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