第一章 线程

第一章 线程

1.1 多线程原理

画一个多线程执行时序图来体现一下多线程程序的执行流程。
代码如下：
自定义线程类：

public class MyThread extends Thread {
        /*
         * 利用继承中的特点
         * 将线程名称传递 进行设置
         */
        public MyThread(String name) {
            super(name);
        }

        /*
         * 重写run方法
         * 定义线程要执行的代码
         */
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 20; i++) {
                //getName()方法 来自父亲
                System.out.println(getName() + i);
            }
        }
    }

测试类：

public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("这里是main线程");
            MyThread mt = new MyThread("小强");
            mt.start();//开启了一个新的线程
            for (int i = 0; i < 20; i++) {
                System.out.println("旺财:" + i);
            }
        }
}

流程图：

　　

• 程序启动运行main时候，java虚拟机启动一个进程，主线程main在main()调用时候被创建。随着调用mt的对象的start方法，另外一个新的线程也启动了，这样，整个应用就在多线程下运行。
• 通过这张图我们可以很清晰的看到多线程的执行流程，那么为什么可以完成并发执行呢？我们再来讲一讲原理。
• 多线程执行时，到底在内存中是如何运行的呢？以上个程序为例，进行图解说明：
• 多线程执行时，在栈内存中，其实每一个执行线程都有一片自己所属的栈内存空间。进行方法的压栈和弹栈。

　　

 　　当执行线程的任务结束了，线程自动在栈内存中释放了。但是当所有的执行线程都结束了，那么进程就结束了。

　　 多线程随机性打印结果：

　　

　　多线程内存图解：

　　

 　　单线程进行压栈操作，多线程能够开辟新的栈空间，创建的对象在堆内存中。

1.2 Thread类

在之前的内容中我们已经可以完成最基本的线程开启，那么在我们完成操作过程中用到了java.lang.Thread 类，API中该类中定义了有关线程的一些方法，具体如下：
构造方法：

• public Thread() :分配一个新的线程对象。
• public Thread(String name) :分配一个指定名字的新的线程对象。
• public Thread(Runnable target) :分配一个带有指定目标新的线程对象。
• public Thread(Runnable target,String name) :分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。

常用方法：

• public String getName() :获取当前线程名称。
• public void start() :导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。
• public void run() :此线程要执行的任务在此处定义代码。
• public static void sleep(long millis) :使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停（暂时停止执行）。
• public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用。

代码示例：

MyThread.java

/*
    获取线程的名称:
        1.使用Thread类中的方法getName()
            String getName() 返回该线程的名称。
        2.可以先获取到当前正在执行的线程,使用线程中的方法getName()获取线程的名称
            static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用。
 */
// 定义一个Thread类的子类
public class MyThread extends Thread{
    //重写Thread类中的run方法,设置线程任务
    @Override
    public void run() {
        //获取线程名称
        //String name = getName();
        //System.out.println(name);

        //Thread t = Thread.currentThread();
        //System.out.println(t);//Thread[Thread-0,5,main]
        //String name = t.getName();
        //System.out.println(name);

        //链式编程
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

Demo01GetThreadName.java

/*
    线程的名称:
        主线程: main
        新线程: Thread-0,Thread-1,Thread-2
 */
public class Demo01GetThreadName {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Thread类的子类对象
        MyThread mt = new MyThread();
        //调用start方法,开启新线程,执行run方法
        mt.start();

        new MyThread().start();
        new MyThread().start();

        //链式编程
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

设置线程名称

　　1.使用Thread类中的方法setName(名字)

            void setName(String name) 改变线程名称，使之与参数 name 相同。

        2.创建一个带参数的构造方法,参数传递线程的名称;调用父类的带参构造方法,把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字

            Thread(String name) 分配新的 Thread 对象。

代码示例：

MyThread.java：

/*
    设置线程的名称:(了解)
        1.使用Thread类中的方法setName(名字)
            void setName(String name) 改变线程名称，使之与参数 name 相同。
        2.创建一个带参数的构造方法,参数传递线程的名称;调用父类的带参构造方法,把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字
            Thread(String name) 分配新的 Thread 对象。
 */
public class MyThread extends Thread{

    public MyThread(){}

    public MyThread(String name){
        super(name);//把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字
    }

    @Override
    public void run() {
        //获取线程的名称
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

Demo01SetThreadName.java：

public class Demo01SetThreadName {
    public static void main(String[] args) {
        //开启多线程
        MyThread mt = new MyThread();
        mt.setName("小强");
        mt.start();

        //开启多线程
        new MyThread("旺财").start();
    }
}

sleep方法示例代码：

/*
    public static void sleep(long millis):使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停（暂时停止执行）。
    毫秒数结束之后,线程继续执行
 */
public class Demo01Sleep {
    public static void main(String[] args) {
        //模拟秒表
        for (int i = 1; i <=60 ; i++) {
            System.out.println(i);

            //使用Thread类的sleep方法让程序睡眠1秒钟
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

1.3 创建线程方式二

创建多线程程序的第二种方式:实现Runnable接口

    java.lang.Runnable

        Runnable 接口应该由那些打算通过某一线程执行其实例的类来实现。类必须定义一个称为 run 的无参数方法。

    java.lang.Thread类的构造方法

        Thread(Runnable target) 分配新的 Thread 对象。

        Thread(Runnable target, String name) 分配新的 Thread 对象。

    实现步骤:

        1.创建一个Runnable接口的实现类

        2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务

        3.创建一个Runnable接口的实现类对象

        4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象

        5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法

    实现Runnable接口创建多线程程序的好处:

        1.避免了单继承的局限性

            一个类只能继承一个类(一个人只能有一个亲爹),类继承了Thread类就不能继承其他的类

            实现了Runnable接口,还可以继承其他的类,实现其他的接口

        2.增强了程序的扩展性,降低了程序的耦合性(解耦)

            实现Runnable接口的方式,把设置线程任务和开启新线程进行了分离(解耦)

            实现类中,重写了run方法:用来设置线程任务

            创建Thread类对象,调用start方法:用来开启新线程

代码示例：

RunnableImpl.java：

//1.创建一个Runnable接口的实现类
public class RunnableImpl implements Runnable{
    //2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
        }
    }
}

Demo01Runnable.java：

public class Demo01Runnable {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建一个Runnable接口的实现类对象
        RunnableImpl run = new RunnableImpl();
        //4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
        //Thread t = new Thread(run);//打印线程名称
        Thread t = new Thread(new RunnableImpl2());//打印HelloWorld
        //5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法
        t.start();

        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
        }
    }
}

RunnableImpl2.java：

//1.创建一个Runnable接口的实现类
public class RunnableImpl2 implements Runnable{
    //2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            System.out.println("HelloWorld"+i);
        }
    }
}

• 通过实现Runnable接口，使得该类有了多线程类的特征。run()方法是多线程程序的一个执行目标。所有的多线程代码都在run方法里面。Thread类实际上也是实现了Runnable接口的类。
• 在启动的多线程的时候，需要先通过Thread类的构造方法Thread(Runnable target) 构造出对象，然后调用Thread对象的start()方法来运行多线程代码。
• 实际上所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。因此，不管是继承Thread类还是实现Runnable接口来实现多线程，最终还是通过Thread的对象的API来控制线程的，熟悉Thread类的API是进行多线程编程的基础。

·注意：Runnable对象仅仅作为Thread对象的target，Runnable实现类里包含的run()方法仅作为线程执行体。而实际的线程对象依然是Thread实例，只是该Thread线程负责执行其target的run()方法。

1.4 Thread和Runnable的区别

如果一个类继承Thread，则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话，则很容易的实现资源共享。

总结：

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势：

1. 适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。

2. 可以避免java中的单继承的局限性。

3. 增加程序的健壮性，实现解耦操作，代码可以被多个线程共享，代码和线程独立。

4. 线程池只能放入实现Runable或Callable类线程，不能直接放入继承Thread的类。

　　扩充：在java中，每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程，一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类的时候，实际上都会启动一个JVM，每一个JVM其实在就是在操作系统中启动了一个进程。

1.5 匿名内部类方式实现线程的创建

使用线程的内匿名内部类方式，可以方便的实现每个线程执行不同的线程任务操作。

匿名内部类方式实现线程的创建

    匿名:没有名字

    内部类:写在其他类内部的类

    匿名内部类作用:简化代码

　　　　把子类继承父类,重写父类的方法,创建子类对象合一步完成

　　　　把实现类实现类接口,重写接口中的方法,创建实现类对象合成一步完成

    匿名内部类的最终产物:子类/实现类对象,而这个类没有名字

    格式:

        new 父类/接口(){

            重复父类/接口中的方法

        };

代码示例：

public class Demo01InnerClassThread {
    public static void main(String[] args) {
        //线程的父类是Thread
        // new MyThread().start();
        new Thread(){
            //重写run方法,设置线程任务
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i <20 ; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"黑马");
                }
            }
        }.start();

        //线程的接口Runnable
        //Runnable r = new RunnableImpl();//多态
        Runnable r = new Runnable(){
            //重写run方法,设置线程任务
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i <20 ; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"程序员");
                }
            }
        };
        new Thread(r).start();

        //简化接口的方式
        new Thread(new Runnable(){
            //重写run方法,设置线程任务
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i <20 ; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"传智播客");
                }
            }
        }).start();
    }
}

在上一天内容中我们已经可以完成最基本的线程开启，那么在我们完成操作过程中用到了java.lang.Thread 类，API中该类中定义了有关线程的一些方法，具体如下：构造方法：