Java 多线程之两步掌握

导论:初识多线程

首先,我们来讨论讨论什么叫做多线程。举个简单的例子,比如说造房子这个任务。如果只有一个人的话,他既要搬砖还得拎砂浆、搅拌水泥之类的(其他工种这里就不一一阐述了),哪怕这个工人技术再熟练,精力再旺盛,他同时也只能干一个工种。那么问题来了,该如何提升效率呢?很简单,我们可以请多个工人同时来干活,可以同时干多种也可以干同种活儿,这样效率就高得多。尽管他们各自可干着不同的活儿,但本质都是为了造房子这个任务,这就叫做多进程,即将一个大任务拆分成不同的小任务,分配不同的人来执行,当包工头也就是处理器下达命令时,他们按照指令来工作。

每个工种的话,比如搅拌水泥的大工优惠叫来几个小工,都是来干搅拌水泥这个活儿,所以这里叫做多线程。

那么,怎么区分多进程和多线程呢?这里简单概括:

进程是系统分配资源的最小单位,线程是系统调度的最小单位。一个进程内的线程之间是可以共享资源的。 每个进程至少有一个线程存在,即主线程。

一:动手来创建多线程

1.1 创建一个主线程

请看代码:

public class ThreadDemo1 {
    static class MyThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("hello world, 我是一个线程");
            while (true) {
 
            }
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程需要使用 Thread 类, 来创建一个 Thread 的实例.
        // 另一方面还需要给这个线程指定, 要执行哪些指令/代码.
        // 指定指令的方式有很多种方式, 此处先用一种简单的, 直接继承 Thread 类,
        // 重写 Thread 类中的 run 方法.
 
        // [注意!] 当 Thread 对象被创建出来的时候, 内核中并没有随之产生一个线程(PCB).
        Thread t = new MyThread();
        // 执行这个 start 方法, 才是真的创建出了一个线程.
        // 此时内核中才随之出现了一个 PCB, 这个 PCB 就会对应让 CPU 来执行该线程的代码. (上面的 run 方法中的逻辑)
        t.start();
 
        while (true) {
            // 这里啥都不干
        }
    }
}

接下里,我们可以通过jdk里面的一个jconsole来查看,我的文件路径是C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_192\bin,大家可以对照自己安装的jdk文件位置来寻找。运行程序,打开jconsole可以看下

Java 多线程之两步掌握_第1张图片

这里这个主线程就是我们创建的线程,线程创建成功。

1.2 多线程抢占式执行

创建两个线程,输出线程运行前后时间,多次运行发现运行时间不一,这里就体现了现成的抢占式执行方法,看代码:

public class ThreadDemo2 {
    private static long count = 100_0000_0000L;
 
    public static void main(String[] args) {
        // serial();
        concurrency();
    }
 
    private static void serial() {
        long beg = System.currentTimeMillis();
 
        int a = 0;
        for (long i = 0; i < count; i++) {
            a++;
        }
        int b = 0;
        for (long i = 0; i < count; i++) {
            b++;
        }
 
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("time: " + (end - beg) + " ms");
    }
 
    private static void concurrency() {
        long beg = System.currentTimeMillis();
 
        Thread t1 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                int a = 0;
                for (long i = 0; i < count; i++) {
                    a++;
                }
            }
        };
 
        Thread t2 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                int b = 0;
                for (long i = 0; i < count; i++) {
                    b++;
                }
            }
        };
        t1.start();
        t2.start();
 
        try {
            // 线程等待. 让主线程等待 t1 和 t2 执行结束, 然后再继续往下执行.
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
 
        // t1 t2 和 main 线程之间都是并发执行的.
        // 调用了 t1.start 和 t2.start 之后, 两个新线程正在紧锣密鼓的进行计算过程中,
        // 此时主线程仍然会继续执行, 下面的 end 就随之被计算了.
        // 正确的做法应该是要保证 t1 和 t2 都计算完毕, 再来计算这个 end 的时间戳.
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("time: " + (end - beg) + " ms");
    }
}

多次运行,会有以下结果:

Java 多线程之两步掌握_第2张图片

Java 多线程之两步掌握_第3张图片

可以发现线程是抢占式执行。

我们用join关键字,可以规定线程运行先后顺序,比如这里规定t1运行完后t2再运行,代码如下:

public class ThreadDemo2 {
    private static long count = 100_0000_0000L;
 
    public static void main(String[] args) {
         serial();
        //concurrency();
    }
 
    private static void serial() {
        long beg = System.currentTimeMillis();
 
        int a = 0;
        for (long i = 0; i < count; i++) {
            a++;
        }
        int b = 0;
        for (long i = 0; i < count; i++) {
            b++;
        }
 
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("time: " + (end - beg) + " ms");
    }
 
    private static void concurrency() {
        long beg = System.currentTimeMillis();
 
        Thread t1 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                int a = 0;
                for (long i = 0; i < count; i++) {
                    a++;
                }
            }
        };
 
        Thread t2 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                int b = 0;
                for (long i = 0; i < count; i++) {
                    b++;
                }
            }
        };
        t1.start();
        t2.start();
 
        try {
            // 线程等待. 让主线程等待 t1 和 t2 执行结束, 然后再继续往下执行.
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
 
        // t1 t2 和 main 线程之间都是并发执行的.
        // 调用了 t1.start 和 t2.start 之后, 两个新线程正在紧锣密鼓的进行计算过程中,
        // 此时主线程仍然会继续执行, 下面的 end 就随之被计算了.
        // 正确的做法应该是要保证 t1 和 t2 都计算完毕, 再来计算这个 end 的时间戳.
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("time: " + (end - beg) + " ms");
    }
}

多次运行,结果如下:

Java 多线程之两步掌握_第4张图片

Java 多线程之两步掌握_第5张图片

这里发现,由于规定了线程运行先后时间,导致运行时间大大增长,由此体现了线程并发运行的优势所在。

这里说明一点:由于线程是抢占式执行,所以每次结果都是不一定的,但误差会在一定范围内。

二:创建线程的几个常用方法

2.2 继承 Thread 类

可以通过继承 Thread 来创建一个线程类,该方法的好处是 this 代表的就是当前线程,不需要通过 Thread.currentThread() 来获取当前线程的引用。

class MyThread extends Thread {

@Override

public void run ()

{ System . out . println ( " 这里是线程运行的代码 " );

}

}

MyThread t = new MyThread ();

t . start (); // 线程开始运行

2.2 实现 Runnable 接口

通过实现 Runnable 接口,并且调用 Thread 的构造方法时将 Runnable 对象作为 target 参数传入来创建线程对象。 该方法的好处是可以规避类的单继承的限制;但需要通过 Thread.currentThread() 来获取当前线程的引用。

class MyRunnable implements Runnable {

@Override

public void run () {

System . out . println ( Thread . currentThread (). getName () + " 这里是线程运行的代码 " );

}

}

Thread t = new Thread(new MyRunnable());

t.start(); // 线程开始运行

2.3 匿名类创建

// 使用匿名类创建 Thread 子类对象

Thread t1 = new Thread() {

@Override

public void run() {

System.out.println(" 使用匿名类创建 Thread 子类对象 ");

}

};

// 使用匿名类创建 Runnable 子类对象

Thread t2 = new Thread(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println(" 使用匿名类创建 Runnable 子类对象 ");

}

});

// 使用 lambda 表达式创建 Runnable 子类对象

Thread t3 = new Thread(() -> System.out.println(" 使用匿名类创建 Thread 子类对象 "));

Thread t4 = new Thread(() -> {

System.out.println(" 使用匿名类创建 Thread 子类对象 ");

});

三:Thread的几个常见属性

Java 多线程之两步掌握_第6张图片

代码如下:

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 我还活着");
                    Thread.sleep(1 * 1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 我即将死去");
        });
        thread.start();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                + ": ID: " + thread.getId());
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                + ": 名称: " + thread.getName());
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                + ": 状态: " + thread.getState());
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                + ": 优先级: " + thread.getPriority());
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                + ": 后台线程: " + thread.isDaemon());
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                + ": 活着: " + thread.isAlive());
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                + ": 被中断: " + thread.isInterrupted());
 
        while (thread.isAlive()) {}
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                + ": 状态: " + thread.getState());
    }
}

运行结果:

Java 多线程之两步掌握_第7张图片

由此可见各个关键字的含义,今天的分享就到这里。

记:

最近刚开学,各种事儿,选导师,研一七天都有课,导致时间紧张,希望自己还是可以平衡好学业和代码的关系吧,谢谢大家支持。

整理不易,大家多多支持。

到此这篇关于Java 多线程之两步掌握的文章就介绍到这了,更多相关Java 多线程内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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