线程介绍,线程与进程区别,如何使用多线程,Thread类,Runnable接口,补充知识(方法重载,方法重写)

news2024/11/23 22:26:02

引言:搞进程是为了什么呢?

满足并发编程,这样的需求,cpu多个核心,应用程序做出对应调整,让代码可以把多个核心充分利用起来~,当需要支持多个任务的时候——进程就十分关键了,多进程已经很好的实现了并发编程的效果,但是缺点也很明显,就是太重了,如果我们进程大规模的创建销毁,则开销就会比较大(普通用户一般不会,但是服务器就不一定了)——于是聪明的猿们想了个办法


一、💛线程的介绍

线程(轻量级的进程):创建进程的时候,只分配自己一个简单的PCB(进程控制块,c,结构),而不去分配后续的这些内存硬盘资源,这样不就更快了没,这样既可以并发的去执行任务,又可以提升创建/销毁速度。

但是这时候又有疑问了🤔️

只创建一个pcb,没有分配后续,但是线程搞出来就是为了执行任务,执行任务有需要消耗这些资源(不给钱,人家也不能给你干活对吧😶)聪明的猿->

方法:创建的还是进程,创建进程的时候,把资源都分配好~,后续创建的线程,让线程在进程内部(进程和线程之间的关系,可以认为进程包含了线程),后续进程中的新的线程,直接复用前面的进程这里创建好的资源~

其实💨💨一个进程至少包含一个进程,最初创建出来的这个,可以视为是一个只包含一个线程的进程(此时创建需要分配资源,此时第一个线程的开销可能比较大的,但是后续再这个进程里创建进程,就可以省略分配资源的过程,资源是已经有了的

补充:线程也是通过PCB描述的(看出来了某些佬们制作的时候,可能偷懒了,统一设置一样的了,此时一个PCB对应一个线程,多个PCB对应一个进程

⚠️⚠️PCB(线程)内存,指针,文件描述符表,同一个进程的多个PCB这两个字段内容相同但是上下文,状态,记账信息···PCB支持调度的属性,则这些每个PCB不同。

原因:同一个进程的这些线程,共用一份资源(内存+硬盘),但是每个线程独立去cpu上调度(状态,上下文,优先级,记账信息,各自有各自的一份)

 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖 💖

记住:进程:操作系统进行资源分配的基本单位

            线程:操作系统进行调度执行的基本单位

线程不能太多,线程调度的开销,反而拖慢整个程序效率。

二、线程产生的问题 🌝  🌝 

 多线程的优势:稳定,一点问题不会发生,多进程的隔离性

1.同时看上一个鸡大腿,两个人可能会冲突,这样的冲突,可能带来bug,线程安全问题(多线程编程里面,最关键的问题)

2.假如有个大哥心情焦躁把桌子掀翻了(乌鸦:难办?难办就都别办了),一旦某个进程,执行过程中出现异常,并且这个异常没有背很好的处理,此时,就可能会导致整个进程终止(进程中的所有进程也就随之终止)

——所以说线程也不一定就比进程更好,只是有优势:更轻量,销毁速度快

多进程,多线程(JAVA常用)多本质并发编程实现模型,实际上,还存在其他并发编程的实现模型。

3.补充 进程1假如访问进程2才叫越界,但是线程1,线程2是共用一个空间。

三、面试经典问题(小总结)😋

谈谈进程和线程的区别和联系

1.进程包含线程,都是为了实现并发编程的方式,线程比进程更加轻量。

2.进程是系统分配资源的基本单位线程是系统调度执行的基本单位,创建进程的时候把分配资源(虚拟地址空间——内存资源文件描述符表——硬盘资源)的工作给做了,后续创建线程,直接共用之前的资源即可。

3.进程有独立的地址空间,彼此之间不会相互影响,进程的独立性->系统稳定性,多个进程共用这一份地址空间,一个线程一旦抛出异常,就可能导致整个进程异常结束->多个线程之间

⛄️⛄️⛄️

线程是轻量,但是也有成本,但是在互联网圈子,高并发的服务器太多了,要处理的并发量太多了,非常频繁的创建/销毁线程,开销也不可以被忽视了。聪明的猿们->

两个办法:🐻

1.轻量级编程:协程/纤程                java标准库里,没有配置(目前),有一些第三方库实现了协程,GO天然支持协程(也是热门的一大原因)

2.线程池:池(pool)计算机中非常经典的思想方法,把一些要释放的资源,不着急释放,先放到池子里,以备后续使用,申请资源的时候,也先提前把资源请好,也放到一个池子里面,后续申请的时候也比较方便。


线程~本身是操作系统的概念,操作系统也提供了一些API供猿们使用,java中,把操作系统封装,把操作系统API,又进行封装,提供Thread类。java追求跨平台,JVM 能屏蔽不同操作系统的差异。

另外谈到java简单复习一个小的知识点 🐷方法重载和方法重写(基础,还是很重要的)

方法重载:方法名相同 ,参数列表不同,返回值不作要求

方法重写:是父类和子类之间,子类的方法类似于覆盖这种重写了父亲的方法。方法并且不可以是静态的,子类的访问限定修饰符一定要大于父类的,final修饰的不能被重写,返回值一样的。

myThread.start():创建进程,此处这个start就是在创建进程,🐵(这个操作就会在底层调用操作系统的API,同时还会在操作系统的内核里创建出对应的PCB结构,并且加入对应的链表中···)此时,这个新创建出来的线程,就参与到CPU的调度之中,这个线程接下来要执行的工作,就是上面重写run()这个方法。 

那么肯定也有人会有问题,假如说我们使用run()方法行不行呢 ,  可以,但是二者的区别是,一个使用后是产生了线程,一个就是单纯的使用了普通方法。

 

我们看下图,调整了一下main中有while循环,线程中也存在一个while循环,两个都是死循环,使用start方法执行,(相当于我们创建了一个线程,去执行下面的代码)则两个循环都在执行,是交替来做的,两个线程,分别执行自己的 循环,这两个线程都能参与到cpu的调度之中,这两个线程while循环并发式的执行。

假如说这个地方还用run的话,就是单线程执行,那就会一直执行run方法,并未创建新线程,每个线程都是一个独立执行流,每个线程都可以独自执行一段代码,多个线程之间是并发关系~。 

 

 上图的代码自行复制

class MyThread extends  Thread {
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            System.out.println("hello world");
        }
    }
}

    public  class  Demo {
        public static void main(String[] args) {
            MyThread myThread = new MyThread();
            myThread.start();
            while (true) {
                System.out.println("love");
            }
        }
    }

创建进程之后,查看线程方法

1.idea调试器 main这个主线程,Thread新的线程 

2.jocnsole 找路径去找,SDK,双击本地进程然后去打开,看堆栈跟踪,线程的调用栈,方法之间调用关系,尤其是当前程序basil,查看胰腺癌这里每个线程的调用栈,就可以大概知道,哪个代码出现卡死的情况

介绍一个静态方法(Thread的),java中sleep(让他转的走的慢一点),🕙🕙🕙Sleep函数可以使计算机程序(进程,任务或线程)进入休眠,使其在一段时间内处于非活动状态。当函数设定的计时器到期,或者接收到信号、程序发生中断都会导致程序继续执行前提.注意继承的类里面只可以try catch处理异常,而不能选择去抛异常(因为他的父类没有抛异常,他这个重写也不可以),但是下面的while是可以抛异常的,因为他不需要继承父类

class MyThread extends  Thread {
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            System.out.println("hello world");
            try {
                Thread.sleep(1000);  //必须try catch
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

    public  class  Demo {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            MyThread myThread = new MyThread();
            myThread.start();
            while (true) {
                System.out.println("love");
                Thread.sleep(1000);      //抛异常,try catch都可以
            }
        }
    }

用完sleep之后,此处也并非是严格的交替,也存在一些顺序反过来的情况,当这两个线程进行sleep之后,就会进入阻塞状态,当时间到,系统会重新唤醒这两个线程,并且恢复对线程的调度,当这两个线程被唤醒,谁先后,可以视为随机。

但其实也不是随机,系统在进行多个线程调度的时候,没有一个明确的顺序,而是按照这样随机的方式进行调度~这样的随机调度的过程,称为抢占式执行

Java通过Thread创建线程的方式方法,还有很多写法

1.创建一个类,继承Thead,重写run方法

2.创建一个类,实现Runnable(实现interface,Java中interface一般都是形容词词性 哈哈哈没啥用),重写run方法

class  MyRunnable implements  Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            System.out.println( "hello world");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

    public  class  Demo {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            MyRunnable runnable = new MyRunnable();
            Thread t=new Thread(runnable);
            t.start();
            while (true) {
                System.out.println("love");
                Thread.sleep(1000);
            }
        }
    }

Runnable,本身没有start方法,绕不开start,这是必须的一步,

Thread是要完成的操作,放到Thread的run中

Runnable这里,则是分开了,要把完成的工作放到Runnable,再让Runnable和Thread配合,

Runnable:好处线程要执行的任务和线程本身,进一步的解耦合了,(相当于把任务和线程拆开了Runnable,并发编程的方式,来完成某个工作具体细节,

使用多线程——使用Runnable搭配线程使用,

线程池——可以使用Runnable搭配线程池使用

协程——--Runnable搭配协程

 

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