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  • 线程---Day22

    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。 

    线程调度

      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。 

      分类:

        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

          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。

    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。 

      总之: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

    创建线程类 

      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

     1 package demosummary.thread;
     2 
     3 public class MyThread extends Thread {
     4     //定义线程名称的构造方法
     5     public MyThread(String name) {
     6         super(name);
     7     }
     8     //重写run方法
     9     @Override
    10     public void run() {
    11         for (int i = 0; i < 5; i++) {
    12             System.out.println(getName() + ":正在执行第" + i + "线程");
    13         }
    14     }
    15 
    16     public static void main(String[] args) {
    17         //创建线程对象
    18         MyThread myThread = new MyThread("新的线程");
    19         //开启线程
    20         myThread.start();
    21         //执行for循环
    22         for (int i = 0; i < 5; i++) {
    23             System.out.println("正在执行主线程:"+i);
    24         }
    25     }
    26 }

    多线程原理 

     1 package demosummary.thread;
     2 
     3 public class MyThread extends Thread {
     4     //定义线程名称的构造方法
     5     public MyThread(String name) {
     6         super(name);
     7     }
     8     //重写run方法
     9     @Override
    10     public void run() {
    11         for (int i = 0; i < 5; i++) {
    12             System.out.println(getName() + ":正在执行第" + i + "线程");
    13         }
    14     }
    15 
    16     public static void main(String[] args) {
    17         System.out.println("这里是main线程");
    18         //创建线程对象
    19         MyThread myThread = new MyThread("小强");
    20         //开启线程
    21         myThread.start();
    22         //执行for循环
    23         for (int i = 0; i < 5; i++) {
    24             System.out.println("旺财:"+i);
    25         }
    26     }
    27 }

      

      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,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

      

    Thread类

      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。 

      创建线程方式有两种,一种是继承Thread类方式,一种是实现Runnable接口方式

    创建线程(实现Runnable接口)

      采用 java.lang.Runnable 也是非常常见的一种,我们只需要重写run方法即可

      方法:

        1. 定义Runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。

        2. 创建Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正 的线程对象。

        3. 调用线程对象的start()方法来启动线程。

     1 package demosummary.thread;
     2 
     3 public class MyRunnable implements Runnable {
     4     //重写run方法
     5     @Override
     6     public void run() {
     7         for (int i = 0; i < 5; i++) {
     8             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + i);
     9         }
    10     }
    11 
    12     public static void main(String[] args) {
    13         //创建类任务对象
    14         MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
    15         //创建线程
    16         Thread thread = new Thread(myRunnable, "德玛");
    17         //开启线程
    18         thread.start();
    19         for (int i = 0; i < 5; i++) {
    20             System.out.println("皇子" + "---" + i);
    21         }
    22     }
    23 }

      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

    Thread和Runnable的区别

      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。

      注意: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

    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

     1 package demosummary.thread;
     2 
     3 public class InnerClassThread {
     4     public static void main(String[] args) {
     5         MyRunnable myRunnable = new MyRunnable(){
     6           public void run(){
     7               for (int i = 1; i <= 5; i++) {
     8                   System.out.println("德玛---"+i);
     9               }
    10           }
    11         };
    12         new Thread(myRunnable).start();
    13     }
    14 }
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