Java（37）線程基礎及多線程的實現

作者：季沐測試筆記
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1 進程和線程

1.1 進程：正在運行的程序

是系統進行資源分配和調用的獨立單位
每一個進程都有它自己的內存空間和系統資源

1.2 線程是進程中的單個順序控制流，是一條執行路徑

單線程 即一個控制流，多線程即多個控制流

2 多線程的實現

2.1 繼承Thread實現:

• 方法介紹

  方法名	說明
  void run()	在線程開啟后，此方法將被調用執行
  void start()	使此線程開始執行，Java虛擬機會調用run方法()

• 實現步驟

  • 定義一個類繼承Thread類
  • 在類中重寫run()方法
  • 創建類的對象
  • 啟動線程

• 代碼示例

public class ThreadDemo extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1;i < 20;i++){
            System.out.println(getName()+":"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo threadDemo1 = new ThreadDemo();
        ThreadDemo threadDemo2 = new ThreadDemo();

        threadDemo1.setName("線程1");
        threadDemo2.setName("線程2");
        System.out.println(threadDemo1.getPriority());
        System.out.println(threadDemo2.getPriority());
        threadDemo2.setPriority(6);
        threadDemo1.start();
        threadDemo2.start();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }

}

2.1.1 注意：

• run方法封裝線程執行的代碼，直接調用，相當於普通的方法
• start啟動線程，然后由JVM調用此線程的run方法

2.1.2 獲取和設置線程名稱

• 方法介紹

  方法名	說明
  void setName(String name)	將此線程的名稱更改為等於參數name
  String getName()	返回此線程的名稱
  Thread currentThread()	返回對當前正在執行的線程對象的引用

2.1.3 線程調度模型

• 模型分類
  1、分時調度 所有線程輪流使用CPU的使用權，平均分配每個線程占用CPU的時間片
  2、搶占調度 優先讓優先級高的線程使用CPU，如果線程的優先級相同會隨機選擇一個

• Thread()類中獲取和設置優先級的方法

  • 獲取優先級public final int getPriority()
  • 設置優先級public final void setPriority(int newPriority)
  • Thread.MIN_PRIORITY 值為1
  • Thread.MAX_PRIORITY 值為10
  • ThreadDemo.NORM_PRIORITY 值為 5
  • 線程優先級高僅僅表示獲取CPU時間片的幾率高，並不是每次都會優先執行

2.1.4 線程的生命周期

線程一共有五種狀態，線程在各種狀態之間轉換。

2.2 實現Runnable：

• Thread構造方法

  方法名	說明
  Thread(Runnable target)	分配一個新的Thread對象
  Thread(Runnable target, String name)	分配一個新的Thread對象

• 實現步驟

  • 定義一個類MyRunnable實現Runnable接口
  • 在MyRunnable類中重寫run()方法
  • 創建MyRunnable類的對象
  • 創建Thread類的對象，把MyRunnable對象作為構造方法的參數
  • 啟動線程

• 代碼示例

public class RunnableDemo implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1;i < 100;i++){
            System.out.println(i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        RunnableDemo runnableDemo = new RunnableDemo();
        Thread thread1 = new Thread(runnableDemo,"線程1");
        Thread thread2 = new Thread(runnableDemo,"線程2");
        thread1.start();
        thread2.start();

    }
}

與Thread相比，實現Runnable的好處：

• 避免了Java單繼承的局限性
• 適合多個相同程序的代碼處理同一個資源的情況，把線程和程序的代碼、數據有效分離，較好的體現了面向對象的思維

3、實現 Callable接口(Callable接口有返回值 Runnable接口無返回值)，使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的多線程

• 示例代碼

public class CallableDemo implements Callable {
    //1）重寫抽象方法call方法
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int result = new Random().nextInt(100);
        System.out.println("執行子線程完成某次計算,結果為"+result);
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        //2）創建Callable接口實現類對象
        CallableDemo callableDemo = new CallableDemo();
        //FutureTask實現了RunnableFuture接口，RunnableFuture繼承了Runnable接口，FutureTask接口就是Runnable接口的實現類
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(callableDemo);
        Thread thread1 = new Thread(task); //線程池：省去了創建線程、釋放線程的時間
        //3）開啟新的線程
        thread1.start();
        System.out.println("result="+task.get());
    }
}