线程以及多线程开发

进程和线程

在学习线程之前,首先要理解什么是进程。打开大发幸运飞艇你 的任务管理器,导航栏第一个清清楚楚的写着进程,点进去会发现是许许多多的大发幸运飞艇你 在运行的程序,这就是一个进程。

like this:

现代操作系统都可以同时执行多个程序,这就是多任务。线程时建立在进程的基础上的,比如QQ音乐这个进程可以同时在执行播放、大发幸运飞艇下载 、传输等动作。这就叫多线程,每个线程在执行不同的功能。
在单核CPU系统中,也可以同时运行多个程序,程序运行是抢占式的,QQ运行0.001S,chrome运行0.01s,这个时间人是感知不出来的,大发幸运飞艇大发幸运飞艇我 们 就会觉得在同时执行。所以为了提高效率,现在的手机、电脑都是非常多核的。

进程和线程的关系就是:一个进程可以包含一个或多个线程,但至少会有一个线程。

操作系统调度的最小任务单位其实不是进程,而是线程。

进程 VS 线程

进程和线程是包含关系,但是多任务既可以由多进程实现,也可以由线程实现,还可以混合多进程+多线程。

和多线程相比,多进程的缺点是:

  • 创建进程比创建线程开销大很多,尤其是在大发幸运飞艇Win dows上
  • 进程间通信比线程要慢,因为线程见通信就是读写同一个变量,速度很快

多进程的优点:

  • 多进程稳定性比多线程高,因为在多进程情况下,一个进程的崩溃不会影响其他进程,任何一个线程崩溃会导致整个进程崩溃。

创建线程

1. Thread

例:

public class MyThread extends Thread {  // 线程的主体类
    @Override
    public void run(){  
       System.out.println("Thread is starting");
    }
}

上面的MyThread类继承Thread,覆写了run大发幸运飞艇方法 。一个类只要继承了此类,就表示这个类为线程的主体类。run()是线程的主大发幸运飞艇方法 ,多线程要执行的大发幸运飞艇方法 都在这写。
但是run()大发幸运飞艇方法 是不能被直接调用的,这牵涉到系统的资源调度问题,想要启动多线程,必须用start()完成。

调用线程
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
     new MyThread().start();
        // 启动新线程
}

java语言内置了多线程支持。当Java程序启动的时候其实是启动了一个JVM进程。JVM启动主线程来执行main()大发幸运飞艇方法 ,在main()大发幸运飞艇方法 中可以启动其他线程。

start() 只能由 Thread类型实例调用,表示启动一个线程。

执行结果
"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_221\bin\java.exe"

Thread is starting

由此可见,线程创建成功

那么创建一个多线程呢?

创建多线程
// 多线程主体类
public class MyThread extends Thread {
    private String title;
    public MyThread(){
    }
    MyThread(String title){
        this.title = title;
    }
    @Override
    public void run(){
        for (int i = 0; i<10;i++){
            System.out.println(this.title +  "is starting");
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        }
    }
}



 public static void main(String[] args) {
        new Thread(new MyThread("A"),"线程1").start();
        new Thread(new MyThread("C"),"线程2").start();
        new Thread(new MyThread("B")).start();
    }

执行结果:

这个结果中有几个关注点:

  1. 多线程的执行是无序的,不可控的
  2. 调用的是start()大发幸运飞艇方法 ,但执行的是run()大发幸运飞艇方法

大发幸运飞艇大发幸运飞艇我 们 来看一下源码,分析一下

public synchronized void start() {
      
        if (threadStatus != 0)  // 判断线程状态
        
        // 每一个线程的类的对象只允许启动一次,重复启动就会抛出这个异常,由run()抛出
            throw new IllegalThreadStateException();
            
        group.add(this);

        boolean started = false;
        try {
        // 调用此大发幸运飞艇方法

            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
            
            }
        }
    }

    private native void start0();
   
   // 注释部分被大发幸运飞艇我
删掉了,太长了 

大发幸运飞艇大发幸运飞艇我 们 发现start()大发幸运飞艇方法 调用的是start0(),而start0()并没有实现,还被native修饰,那么native是啥呢?

在Java程序执行的过程中考虑到对于不同层次的开发者需求,支持了大发幸运飞艇本地 的操作系统函数调用。这项大发幸运飞艇技术 被称为JNI(Java Native Interface),但在Java开发过程中并不大发幸运飞艇推荐 这样使用。利用这项大发幸运飞艇技术 ,可以利用操作系统提供的的底层函数,操作一些特殊的处理。

不同的系统在进行资源调度的时候由自己的一套算法,要想调用start()大发幸运飞艇方法 启动线程,就要实现start0(),这时候JVM就会根据不同的操作系统来具体实现start0(),总结就是一切的一切都是跨平台带来的。

这也规定了,启动多线程只有一种方案,调用Thread类中的start()大发幸运飞艇方法 .

  1. Thread 构造函数可以接收一个实例对象和线程的名字参数。

Thread.currentThread().getName() 就代表了获取当前线程的名字。

在返回值中还出现了"Thread-3",这是由于Thread会自动给没有命名的线程分配一个不会重复的名字。

这种方式启动多线程固然没错,但存在单继承的隐患。下面就给出另一种模式。

2. Runnable

首先分别来看一下Thread类的实现

public
class Thread implements Runnable {}

原来Thread是继承了Runnable

再看一下Runnable接口

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    /**
     * When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used
     * to create a thread, starting the thread causes the object's
     * <code>run</code> method to be called in that separately executing
     * thread.
     * <p>
     * The general contract of the method <code>run</code> is that it may
     * take any action whatsoever.
     *
     * @see     java.lang.Thread#run()
     */
    public abstract void run();
}

再次惊讶,原来这个run大发幸运飞艇方法 也是从这里继承的。

那就清楚了,来试一下吧。

// 只需要实现 Runnable,重写run()即可,其他丝毫未变
public class MyThread implements Runnable {
    private String title;
    public MyThread(){
    }
    MyThread(String title){
        this.title = title;
    }
    @Override
    public void run(){
        for (int i = 0; i<10;i++){
            System.out.println(this.title +  "is starting");
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        }
    }
}




public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new MyThread("A线程"),"线程1").start();
        new Thread(new MyThread("C线程"),"线程2").start();
        new Thread(new MyThread("B线程")).start();
       // lambda 语法实现
//        new Thread(() -> {
//           System.out.println("启动新的线程");
//       }).start();


    }
}

结果:

完全一致。

在以后的多线程设计实现,优先使用Runnable接口实现。

还没完,大发幸运飞艇大发幸运飞艇我 们 依靠Runnable接口实现的时候,会发现有一个缺陷,就是没有返回值,那有没有带返回值的实现方式呢?有!继续看

3. Callable

Java1.5之后为了解决run()大发幸运飞艇方法 没有返回值的问题,引入了新的线程实现java.util.concurrent.Callable接口.

大发幸运飞艇大发幸运飞艇我 们 看一下Oracle的api文档:

可以看到Callable定义的时候利用了一个泛型,代表了返回数据的类型,避免了向下转型带来的安全隐患

了解向下转型可以看大发幸运飞艇我 的另一篇文章:http://shvsr.com/gyyyblog/p/11806601.html

但是问题又来了,大发幸运飞艇大发幸运飞艇我 们 上面已经说过了,要想启动多线程,必须使用Thread类提供的
start() 大发幸运飞艇方法 调用Runnable接口的 run() 大发幸运飞艇方法 ,可是现在 Callable中并没有run() 大发幸运飞艇方法 ,那怎么办呢?

再来找到一个FutureTask类:

public class FutureTask<V>
extends Object
implements RunnableFuture<V>

构造大发幸运飞艇方法 :

它的构造大发幸运飞艇方法 可以接收一个Callable类型参数

它又继承了RunnableFuture<V>,那就继续往上找

public interface RunnableFuture<V>
extends Runnable, Future<V>

出现了,它出现了,Runnable大发幸运飞艇大发幸运飞艇我 们 知道了,是没有返回值的,现在看看Future<V>是个啥

它有一个get()大发幸运飞艇方法 可以得到一个泛型返回值。

OK,现在大发幸运飞艇大发幸运飞艇我 们 就可以梳理一下找到的这些东西怎么个关系:

具体实现

public class CallableThread implements Callable<String> {  // 继承实现Callable<V>
    // 覆写call()大发幸运飞艇方法

    @Override
    public String call() throws Exception{
        for (int i = 0;i<10;i++){
            System.out.println("*********线程执行、i="+ i);
        }
        return "线程执行完毕";
    }
}



// 调用
        FutureTask<String> task = new FutureTask<>(new CallableThread());
        new Thread(task).start();
        System.out.println("【线程返回数据】" + task.get());

结果:

为了得到一个返回值可真不容易,核心思想还是实例化一个Thread对象,可通过其构造大发幸运飞艇方法 接收一个Rannable类型参数,调用start()启动线程.

总结:基本来说就这三种创建多线程模式,根据场景使用。

**纯属个人理解,希望指正错误,共同交流。

posted @ 2019-11-08 23:20 Gyyyang 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏