多线程快速入门
一、课程目标
线程与进程
为什么要使用多线程？
多线程应用场景
多线程创建方式
练习题
线程生命周期
面试总结
练习题
二、线程与进程区别
每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。线程是一组指令的集合，或者是程序的特殊段，它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程，它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。
使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理，程序的运行速度可能加快，在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等，线程就比较有用了。在这种情况下可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。
如果有大量的线程,会影响性能，因为操作系统需要在它们之间切换，更多的线程需要更多的内存空间，线程的中止需要考虑其对程序运行的影响。通常块模型数据是在多个线程间共享的，需要防止线程死锁情况的发生。
总结:进程是所有线程的集合，每一个线程是进程中的一条执行路径。
三、为什么要使用多线程？
3.1.思考生活问题？
现在有一千克的水，目前只有小明一个人去打水，但是小明每小时打水200千克，现在要求一小时内把水全部打完，请问怎么解决？
如果小明一个人将水全部打完需要五个小时。
解决办法:
在加四个人同时打水，分别为小军、小红、小玲、小小，加上小明一共五个人同时去打水，五个人每小时打水200千克，那么一小时后就可以完成打完一顿水。
总结:多线程的好处提高程序的效率。
四、多线程应用场景？
答:主要能体现到多线程提高程序效率。
举例: 迅雷多线程下载、分批发送短信等。
五、多线程创建方式
5.1第一种继承Thread类 重写run方法
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代码: |
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/** * * @classDesc: 功能描述:(创建多线程例子-Thread类 重写run方法) */ class CreateThread extends Thread { // run方法中编写 多线程需要执行的代码 publicvoid run() { for (inti = 0; i< 10; i++) { System.out.println("i:" + i); } } } publicclass ThreadDemo {
publicstaticvoid main(String[] args) { System.out.println("-----多线程创建开始-----"); // 1.创建一个线程 CreateThread createThread = new CreateThread(); // 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法 System.out.println("-----多线程创建启动-----"); createThread.start(); System.out.println("-----多线程创建结束-----"); }
}
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允许结果:
调用start方法后，代码并没有从上往下执行，而是有一条新的执行分之
。
注意：画图演示多线程不同执行路径。
5.2第二种实现Runnable接口,重写run方法
代码:
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/** * * @classDesc: 功能描述:(创建多线程例子-Thread类 重写run方法) * @author: 余胜军 * @version: v1.0 * @copyright:上海每特教育科技有限公司 */ class CreateRunnable implements Runnable {
@Override publicvoid run() { for (inti = 0; i< 10; i++) { System.out.println("i:" + i); } }
}
/** * * @classDesc: 功能描述:(实现Runnable接口,重写run方法) */ publicclass ThreadDemo2 { publicstaticvoid main(String[] args) { System.out.println("-----多线程创建开始-----"); // 1.创建一个线程 CreateRunnable createThread = new CreateRunnable(); // 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法 System.out.println("-----多线程创建启动-----"); Thread thread = new Thread(createThread); thread.start(); System.out.println("-----多线程创建结束-----"); } }
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5.3第三种使用匿名内部类方式
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System.out.println("-----多线程创建开始-----"); Thread thread = new Thread(new Runnable() { publicvoid run() { for (inti = 0; i< 10; i++) { System.out.println("i:" + i); } } }); thread.start(); System.out.println("-----多线程创建结束-----"); |
5.4使用继承Thread类还是使用实现Runnable接口好？
使用实现实现Runnable接口好，原因实现了接口还可以继续继承，继承了类不能再继承。
5.5 启动线程是使用调用start方法还是run方法？
开始执行线程注意开启线程不是调用run方法，而是start方法
调用run知识使用实例调用方法。
六、获取线程对象以及名称
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常用线程api方法 |
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start() |
启动线程 |
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currentThread() |
获取当前线程对象 |
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getID() |
获取当前线程ID Thread-编号 该编号从0开始 |
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getName() |
获取当前线程名称 |
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sleep(long mill) |
休眠线程 |
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Stop（） |
停止线程 |
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常用线程构造函数 |
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Thread（） |
分配一个新的 Thread 对象 |
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Thread（String name） |
分配一个新的 Thread对象，具有指定的 name正如其名。 |
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Thread（Runable r） |
分配一个新的 Thread对象 |
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Thread（Runable r, String name） |
分配一个新的 Thread对象 |
七、多线程运行状态
线程从创建、运行到结束总是处于下面五个状态之一：新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态及死亡状态。
7.1 新建状态
当用new操作符创建一个线程时，例如new Thread(r)，线程还没有开始运行，此时线程处在新建状态。当一个线程处于新生状态时，程序还没有开始运行线程中的代码
7.2 就绪状态
一个新创建的线程并不自动开始运行，要执行线程，必须调用线程的start()方法。当线程对象调用start()方法即启动了线程，start()方法创建线程运行的系统资源，并调度线程运行run()方法。当start()方法返回后，线程就处于就绪状态。
处于就绪状态的线程并不一定立即运行run()方法，线程还必须同其他线程竞争CPU时间，只有获得CPU时间才可以运行线程。因为在单CPU的计算机系统中，不可能同时运行多个线程，一个时刻仅有一个线程处于运行状态。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。对多个处于就绪状态的线程是由Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度的。
7.3 运行状态
当线程获得CPU时间后，它才进入运行状态，真正开始执行run()方法.
7.4 阻塞状态
线程运行过程中，可能由于各种原因进入阻塞状态:
1>线程通过调用sleep方法进入睡眠状态；
2>线程调用一个在I/O上被阻塞的操作，即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者；
3>线程试图得到一个锁，而该锁正被其他线程持有；
4>线程在等待某个触发条件；
7.5 死亡状态
有两个原因会导致线程死亡：
1) run方法正常退出而自然死亡，
2) 一个未捕获的异常终止了run方法而使线程猝死。
为了确定线程在当前是否存活着（就是要么是可运行的，要么是被阻塞了），需要使用isAlive方法。如果是可运行或被阻塞，这个方法返回true；如果线程仍旧是new状态且不是可运行的，或者线程死亡了，则返回false.
八、多线程分批处理数据
需求:目前蚂蚁课堂有10万个用户，现在蚂蚁课堂需要做活动，给每一个用户发送一条祝福短信。
为了提高数程序的效率，请使用多线程技术分批发送据。
每开一个线程，都会占用CPU资源
服务器（电脑）配置 CPU 核数
8.1建立项目名称:itmayiedu_thread_batch
8.2新建用户实体类
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package com.itmayiedu.enity; /** * * @classDesc: 功能描述:(用户实体类) */ publicclass UserEntity { private String userId; private String userName; public String getUserId() { returnuserId; } publicvoid setUserId(String userId) { this.userId = userId; } public String getUserName() { return userName; }
publicvoid setUserName(String userName) { this.userName = userName; } }
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8.3建立多线程UserThread 执行发送短信
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Class UserThreadextends Thread { private List<UserEntity>list; /** * 通过构造函数 传入每个线程需要执行的发送短信内容 * * @param list */ public UserThread(List<UserEntity>list) { this.list = list; } /** * * @methodDesc: 功能描述:(分批发送短信) */ publicvoid run() { for (UserEntity userEntity : list) { System.out.println("threadName:" + Thread.currentThread().getName() + "-学员编号:" + userEntity.getUserId() + "---学员名称:" + userEntity.getUserName()); // 调用发送短信具体代码 } } }
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8.4初始化数据
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/** * * @methodDesc: 功能描述:(初始化数据) */ publicstatic List<UserEntity> init() { List<UserEntity>list = new ArrayList<UserEntity>(); for (inti = 1; i<= 140; i++) { UserEntity userEntity = new UserEntity(); userEntity.setUserId("userId" + i); userEntity.setUserName("userName" + i); list.add(userEntity); } returnlist;
}
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8.5计算分页工具类
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/** * * @classDesc: 功能描述:(Java集合工具类) */ Public class ListUtils { /** * * @methodDesc: 功能描述:(list 集合分批切割) * @author: 余胜军 * @param: @param * list * @param: @param * pageSize * @param: @return * @createTime:2017年8月7日 下午9:30:59 * @returnType:@param list 切割集合 * @returnType:@param pageSize 分页长度 * @returnType:@return List<List<T>> 返回分页数据 * @copyright:上海每特教育科技有限公司 */ Static public<T> List<List<T>> splitList(List<T>list, intpageSize) { intlistSize = list.size(); intpage = (listSize + (pageSize - 1)) / pageSize; List<List<T>>listArray = new ArrayList<List<T>>(); for (inti = 0; i<page; i++) { List<T>subList = new ArrayList<T>(); for (intj = 0; j<listSize; j++) { intpageIndex = ((j + 1) + (pageSize - 1)) / pageSize; if (pageIndex == (i + 1)) { subList.add(list.get(j)); } if ((j + 1) == ((j + 1) * pageSize)) { break; } } listArray.add(subList); } returnlistArray; } }
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8.6实现发送短信
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Public staticvoid main(String[] args) { // 1.初始化用户数据 List<UserEntity>listUserEntity = init(); // 2.计算创建创建多少个线程并且每一个线程需要执行“分批发送短信用户” // 每一个线程分批跑多少 intuserThreadPage = 50; // 计算所有线程数 List<List<UserEntity>>splitUserList = ListUtils.splitList(listUserEntity, userThreadPage); intthreadSaze = splitUserList.size(); for (inti = 0; i<threadSaze; i++) { List<UserEntity>list = splitUserList.get(i); UserThread userThread = new UserThread(list); // 3.执行任务发送短信 userThread.start(); }
}
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九、面试题
1.进程与线程的区别？
答:进程是所有线程的集合，每一个线程是进程中的一条执行路径，线程只是一条执行路径。
2.为什么要用多线程？
答:提高程序效率
3.多线程创建方式？
答:继承Thread或Runnable 接口。
4.是继承Thread类好还是实现Runnable接口好？
答:Runnable接口好，因为实现了接口还可以继续继承。继承Thread类不能再继承。
5.你在哪里用到了多线程？
答:主要能体现到多线程提高程序效率。
举例:分批发送短信、迅雷多线程下载等。