Java-多线程机制

news2024/11/15 10:08:37

上篇我提到一些多线程的基本使用方法，但并没有说到底层原理，你或许会有一些疑问，为什么不直接调用Run方法而是要用start方法启动线程？多线程到底是怎样执行的？接下来我会详细带你了解多线程的机制原理。

多线程的底层机制

主线程与子线程：
- main方法是Java程序的入口点，它运行在一个主线程中。
- 在main方法中创建并启动一个新的子线程，主线程并不会因为子线程的存在而阻塞，而是会与子线程交替执行。
线程的生命周期：
- 子线程的启动是通过调用start方法实现的，而不是run方法。
- start方法会调用底层的start0本地方法，这个方法是由JVM调用的，底层使用C/C++实现。
- 子线程结束后，并不意味着整个进程结束，只有当所有线程都结束时，进程才会结束。
线程的交替执行：
- 多线程的执行是并发执行的，操作系统会根据调度算法来决定哪个线程在某个时刻执行。
- 主线程和子线程会交替执行，具体执行顺序和时间片分配由操作系统和JVM共同决定。

示例代码

下面是一个简单的示例代码，展示了如何在main方法中创建并启动一个子线程，并解释了相关的机制。

package xiancheng.thread;

public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个子线程
        Thread childThread = new Thread(new ChildThread());

        // 启动子线程，这里会调用底层的start0本地方法
        childThread.start();

        // 主线程继续执行
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            System.out.println("主线程: " + i);
            try {
                // 让主线程休眠一段时间，模拟耗时操作
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        // 等待子线程结束
        try {
            childThread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("所有线程执行完毕，进程结束");
    }


}


    // 子线程类
    class ChildThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 60; i++) {
                System.out.println("子线程: " + i);
                try {
                    // 让子线程休眠一段时间，模拟耗时操作
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

演示效果：

可以看到主线程与子线程交替执行，这里我们子线程设置了60次循环，主线程main设置了30次，主线程结束后，进程并不会因此结束，而会接着执行子线程，当然主线程也还可以开多个子线程，子线程也可以接着再开子线程，子线程只是相对的，等整个所有的线程结束，该进程才会结束

代码解释

主线程的创建和启动：

Thread childThread = new Thread(new ChildThread());：创建一个子线程，并传入一个实现了Runnable接口的ChildThread实例。
childThread.start();：启动子线程，这里会调用底层的start0本地方法。

主线程的执行：

主线程继续执行for循环，打印输出并休眠1秒钟。

子线程的执行：

子线程的run方法会被调用，执行for循环，打印输出并休眠1秒钟。

线程的交替执行：

主线程和子线程会交替执行，具体执行顺序和时间片分配由操作系统和JVM共同决定。

等待子线程结束：

childThread.join();：主线程等待子线程结束，确保所有线程都执行完毕后再继续执行。