多线程入门

第四章 多线程

我们在之前，学习的程序在没有跳转语句的前提下，都是由上至下依次执行，那现在想要设计一个程序，边打游戏边听歌，怎么设计？
要解决上述问题,咱们得使用多进程或者多线程来解决。

4.1 并发与并行

　　并发：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。
　　并行：指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。

 

　　在操作系统中，安装了多个程序，并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行，这在单 CPU 系统中，每一时刻只能有一道程序执行，即微观上这些程序是分时的交替运行，只不过是给人的感觉是同时运行，那是因为分时交替运行的时间是非常短的。
　　而在多个 CPU 系统中，则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上（CPU），实现多任务并行执行，即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序，这样多个程序便可以同时执行。目前电脑市场上说的多核CPU，便是多核处理器，核 越多，并行处理的程序越多，能大大的提高电脑运行的效率。

　　注意：单核处理器的计算机肯定是不能并行的处理多个任务的，只能是多个任务在单个CPU上并发运行。同理,线程也是一样的，从宏观角度上理解线程是并行运行的，但是从微观角度上分析却是串行运行的，即一个线程一个线程的去运行，当系统只有一个CPU时，线程会以某种顺序执行多个线程，我们把这种情况称之为线程调度。

4.2 线程与进程

　　进程：是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间，一个应用程序可以同时运行多个进程；进程也是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。

　　线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。

　　简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程
　　我们可以再电脑底部任务栏，右键----->打开任务管理器,可以查看当前任务的进程：

　　进程：

　　

 　　线程：

　　

线程调度:

• 分时调度

　　　　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。

• 抢占式调度

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(线程随机性)，Java使用的为抢占式调度。

• • 设置线程的优先级

　　　　

• • 抢占式调度详解

　　大部分操作系统都支持多进程并发运行，现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序。比如：现在我们上课一边使用编辑器，一边使用录屏软件，同时还开着画图板，dos窗口等软件。此时，这些程序是在同时运行，”感觉这些软件好像在同一时刻运行着“。
　　实际上，CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而言，某个时刻，只能执行一个线程，而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。 其实，多线程程序并不能提高程序的运行速度，但能够提高程序运行效率，让CPU的使用率更高。

　　　　

4.3 创建线程类

前提引入：

Person.java

package com.itheima.demo05.Thread;

public class Person {
    private String name;

    public void run(){
        //定义循环,执行20次
        for(int i=0; i<20; i++){
            System.out.println(name+"-->"+i);
        }
    }

    public Person() {
    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

Demo01MainThread.java：

package com.itheima.demo05.Thread;
/*
    主线程:执行主(main)方法的线程

    单线程程序:java程序中只有一个线程
    执行从main方法开始,从上到下依次执行

    JVM执行main方法,main方法会进入到栈内存
    JVM会找操作系统开辟一条main方法通向cpu的执行路径
    cpu就可以通过这个路径来执行main方法
    而这个路径有一个名字,叫main(主)线程
 */
public class Demo01MainThread {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("小强");
        p1.run();
        System.out.println(0/0);//ArithmeticException: / by zero
        Person p2 = new Person("旺财");
        p2.run();
    }
}

　　当执行到System.out.println(0/0);语句时，由于异常的出现，导致“旺财”这个线程无法执行，这个时候我们就需要引入多线程，即使异常出现，也不会影响线程的执行。

　　Java使用java.lang.Thread 类代表线程，所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。每个线程的作用是完成一定的任务，实际上就是执行一段程序流即一段顺序执行的代码。Java使用线程执行体来代表这段程序流。
　　Java中通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤如下：

1. 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体。
2. 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象
3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

创建多线程程序的第一种方式:创建Thread类的子类

　　java.lang.Thread类:是描述线程的类,我们想要实现多线程程序,就必须继承Thread类

实现步骤:

1. 创建一个Thread类的子类
2. 在Thread类的子类中重写Thread类中的run方法,设置线程任务(开启线程要做什么?)
3. 创建Thread类的子类对象
4. 调用Thread类中的方法start方法,开启新的线程,执行run方法

void start() 使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。

结果是两个线程并发地运行；当前线程（main线程）和另一个线程（创建的新线程,执行其 run 方法）。

多次启动一个线程是非法的。特别是当线程已经结束执行后，不能再重新启动。

java程序属于抢占式调度,那个线程的优先级高,那个线程优先执行;同一个优先级,随机选择一个执行。

MyThread.java：

//1.创建一个Thread类的子类
public class MyThread extends Thread{
    //2.在Thread类的子类中重写Thread类中的run方法,设置线程任务(开启线程要做什么?)
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            System.out.println("run:"+i);
        }
    }
}

Demo01Thread.java：

/*
    创建多线程程序的第一种方式:创建Thread类的子类
    java.lang.Thread类:是描述线程的类,我们想要实现多线程程序,就必须继承Thread类

    实现步骤:
        1.创建一个Thread类的子类
        2.在Thread类的子类中重写Thread类中的run方法,设置线程任务(开启线程要做什么?)
        3.创建Thread类的子类对象
        4.调用Thread类中的方法start方法,开启新的线程,执行run方法
             void start() 使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。
             结果是两个线程并发地运行；当前线程（main线程）和另一个线程（创建的新线程,执行其 run 方法）。
             多次启动一个线程是非法的。特别是当线程已经结束执行后，不能再重新启动。
    java程序属于抢占式调度,那个线程的优先级高,那个线程优先执行;同一个优先级,随机选择一个执行
 */
public class Demo01Thread {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建Thread类的子类对象
        MyThread mt = new MyThread();
        //4.调用Thread类中的方法start方法,开启新的线程,执行run方法
        mt.start();

        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            System.out.println("main:"+i);
        }
    }
}