java基础之对线程的理解

news2025/1/21 21:50:33

目录

 

程序、进程、线程

什么是进程？

什么是线程

线程与进程的区别？

二、多线程

实现多线程方式一：继承Thread类

实现多线程方式二：实现Runnable接口

实现多线程方式三: 实现Callable接口

​ 三种实现方式的对比

设置和获取线程名称

线程休眠

线程优先级

守护线程

 

程序、进程、线程

  • 程序：程序如果不运行，就是物理磁盘上的文件，是静态的，比如我们电脑上的360.

  • 进程：是正在运行的程序，程序运行会向操作系统申请资源，进程是资源分配的基本单元。相对于程序，是动态的，比如我们电脑上的360双击运行。

  • 线程：是进程中的一条执行路径，是CPU调度执行的基本单元，一个进程下有可能包含多个线程。比如360下可以同时运行木马查杀、电脑清理等。

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什么是进程？

进程是指在计算机中运行的程序的实例。它是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程，每个线程都共享该进程的资源，如内存、文件和打开的网络连接等。每个进程都有自己的地址空间，即独立的内存区域。

什么是线程

线程是进程内的执行单元，也是cpu的最小执行单元。一个进程可以包含多个线程，每个线程执行不同的任务。线程共享进程的资源，包括内存、文件和打开的网络连接等。线程之间通过共享内存进行通信，因此比进程间通信更高效。由于线程共享同一进程的地址空间，所以多线程之间的切换更快。

例如：我们启动JVM运行一个Java程序，其实就是启动了一个 JVM 的进程。在JVM的进程中，又包含了main ：主线程、Reference Handler：清理线程、Finalizer：线程（用于调用对象 的finalize()方法）等线程。

线程与进程的区别？

根本区别：进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是处理器任务调度和执行的基本单位；

资源开销：每个进程都有独立的代码副本和数据空间，进程之间的切换，资源开销较大；线程可以看做轻量级的进程，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器，线程之间切换，资源开销小；

内存分配：同一进程内的所有线程共享本进程的内存空间和资源；进程之间的内存空间和资源相互独立；

影响关系：一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响；一个线程崩溃，会导致整个进程退出。所以多进程要比多线程健壮；

执行过程：每个独立的进程有程序运行的入口和程序出口。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序（进程）中，由应用程序提供多个线程执行控制；

包含关系：一个进程内包含有多个线程，在执行过程，线程的执行不是线性串行的，而是多条线程并行共同完成；

 

并发和并行​：

​并行：在同一时刻，有多个线程在多个CPU上同时执行。

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并发：在同一时刻，有多个线程在单个CPU上交替执行。

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二、多线程

实现多线程方式一：继承Thread类

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实现步骤

  • 定义一个类MyThread继承Thread类

  • 在MyThread类中重写run()方法

  • 创建MyThread类的对象

  • 启动线程

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0; i<100; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}
public class MyThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread my1 = new MyThread();
        MyThread my2 = new MyThread();

//        my1.run();
//        my2.run();

        //void start() 导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法
        my1.start();
        my2.start();
    }
}

  • 为什么要重写run()方法？

    因为run()是用来封装被线程执行的代码

  • run()方法和start()方法的区别？

    run()：封装线程执行的代码，直接调用，相当于普通方法的调用

    start()：启动线程；然后由JVM调用此线程的run()方法

实现多线程方式二：实现Runnable接口

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  • 实现步骤

    • 定义一个类MyRunnable实现Runnable接口

    • 在MyRunnable类中重写run()方法

    • 创建MyRunnable类的对象

    • 创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数

    • 启动线程

  • 代码演示

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0; i<100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
}
public class MyRunnableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建MyRunnable类的对象
        MyRunnable my = new MyRunnable();

        //创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数
        //Thread(Runnable target)
//        Thread t1 = new Thread(my);
//        Thread t2 = new Thread(my);
        //Thread(Runnable target, String name)
        Thread t1 = new Thread(my,"坦克");
        Thread t2 = new Thread(my,"飞机");

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

实现多线程方式三: 实现Callable接口

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public class MyCallable implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("跟女孩表白" + i);
        }
        //返回值就表示线程运行完毕之后的结果
        return "答应";
    }
}
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        //线程开启之后需要执行里面的call方法
        MyCallable mc = new MyCallable();

        //Thread t1 = new Thread(mc);

        //可以获取线程执行完毕之后的结果.也可以作为参数传递给Thread对象
        FutureTask<String> ft = new FutureTask<>(mc);

        //创建线程对象
        Thread t1 = new Thread(ft);

        //String s = ft.get();
        //开启线程
        t1.start();

        //获取执行之后的结果
        String s = ft.get();
        System.out.println(s);
    }
}

​ 三种实现方式的对比

  • 实现Runnable、Callable接口

    • 好处: 扩展性强，实现该接口的同时还可以继承其他的类

    • 缺点: 编程相对复杂，不能直接使用Thread类中的方法

  • 继承Thread类

    • 好处: 编程比较简单，可以直接使用Thread类中的方法

    • 缺点: 可以扩展性较差，不能再继承其他的类

设置和获取线程名称

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public class MyThread extends Thread {
    public MyThread() {}
    public MyThread(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName()+":"+i);
        }
    }
}
public class MyThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread my1 = new MyThread();
        MyThread my2 = new MyThread();

        //void setName(String name)：将此线程的名称更改为等于参数 name
        my1.setName("高铁");
        my2.setName("飞机");

        //Thread(String name)
        MyThread my1 = new MyThread("高铁");
        MyThread my2 = new MyThread("飞机");

        my1.start();
        my2.start();

        //static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

线程休眠

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public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + i);
        }
    }
}
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        /*System.out.println("睡觉前");
        Thread.sleep(3000);
        System.out.println("睡醒了");*/

        MyRunnable mr = new MyRunnable();

        Thread t1 = new Thread(mr);
        Thread t2 = new Thread(mr);

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

线程优先级

线程调度

  • 两种调度方式

    • 分时调度模型：所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间片

    • 抢占式调度模型：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，优先级高的线程获取的 CPU 时间片相对多一些

  • Java使用的是抢占式调度模型

  • 随机性

    假如计算机只有一个 CPU，那么 CPU 在某一个时刻只能执行一条指令，线程只有得到CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性，因为谁抢到CPU的使用权是不一定的

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public class MyCallable implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + i);
        }
        return "线程执行完毕了";
    }
}
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //优先级: 1 - 10 默认值:5
        MyCallable mc = new MyCallable();

        FutureTask<String> ft = new FutureTask<>(mc);

        Thread t1 = new Thread(ft);
        t1.setName("飞机");
        t1.setPriority(10);
        //System.out.println(t1.getPriority());//5
        t1.start();

        MyCallable mc2 = new MyCallable();

        FutureTask<String> ft2 = new FutureTask<>(mc2);

        Thread t2 = new Thread(ft2);
        t2.setName("坦克");
        t2.setPriority(1);
        //System.out.println(t2.getPriority());//5
        t2.start();
    }
}

守护线程

  • 用户线程和守护线程

    我们自己写的线程就叫做用户线程，当给这个线程通过setDaemon设置成true之后，用户线程就变成了守护线程。

    守护线程的特点： 当用户线程都执行完成之后，守护线程就没有执行的必要了。

  • 相关方法

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public class MyThread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(getName() + "---" + i);
        }
    }
}
public class MyThread2 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName() + "---" + i);
        }
    }
}
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread1 t1 = new MyThread1();
        MyThread2 t2 = new MyThread2();

        t1.setName("女神");
        t2.setName("备胎");

        //把第二个线程设置为守护线程
        //当普通线程执行完之后,那么守护线程也没有继续运行下去的必要了.
        t2.setDaemon(true);

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

 

 

 

 

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