Java 多线程之两步掌握

目录

• 导论：初识多线程
• 一：动手来创建多线程
• 1.1 创建一个主线程
• 1.2 多线程抢占式执行
• 二：创建线程的几个常用方法
• 2.2 继承 Thread 类
• 2.2 实现 Runnable 接口
• 2.3 匿名类创建
• 三：Thread的几个常见属性

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

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：

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：

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

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：

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。

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