多线程

2024-01-30 10:22:34

- **并行**：指两个或多个事件在**同一时刻**发生（同时执行）。
- **并发**：指两个或多个事件在**同一个时间段内**发生(交替执行)。

- **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**：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

- 进程：有独立的内存空间，进程中的数据存放空间（堆空间和栈空间）是独立的，至少有一个线程。
- 线程：堆空间是共享的，栈空间是独立的，线程消耗的资源比进程小的多。

> 1:因为一个进程中的多个线程是并发运行的，那么从微观角度看也是有先后顺序的，哪个线程执行完全取决于 CPU 的调度，程序员是干涉不了的。而这也就造成的多线程的随机性。
> 2:Java 程序的进程里面至少包含两个线程，主进程也就是 main()方法线程，另外一个是垃圾回收机制线程finalize（）。每当使用 java 命令执行一个类时，实际上都会启动一个 JVM，每一个 JVM 实际上就是在操作系统中启动了一个线程，java 本身具备了垃圾的收集机制，所以在 Java 运行时至少会启动两个线程。
> 3:由于创建一个线程的开销比创建一个进程的开销小的多，那么我们在开发多任务运行的时候，通常考虑创建多线程，而不是创建多进程。

  **线程调度:**
- 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。

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。

 

创建线程方式一_继承方式

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

public class MyThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t1 = new MyThread("线程一");
        t1.start();
        new MyThread("线程二").start();
    }
}

class MyThread extends Thread{
    MyThread(String name){
        super(name)；      
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<10;i++){
            System.out.println(getName()+i+"次");
        }
    }
}

创建线程的方式二_实现方式

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。

tips: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。

public class MyRunableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunable m = new MyRunable();
        Thread t1 = new Thread(m,"线程一");
        Thread t2 = new Thread(m,"线程二");
        t1.start();
        t2.start();

    }
}
class MyRunable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i=0;i<10;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i+"次");
        }
    }
}

**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

 

使用匿名内部类的方式实现Runnable接口，重新Runnable接口中的run方法：

public class NoNameDemo {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i=0;i<10;i++){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i+"次");
                }
            }
        },"小张").start();
        for (int i=0;i<10;i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i+"次");
        }
        }
    }

 

**同步代码块**：`synchronized`关键字可以用于方法中的某个区块中，表示只对这个区块的资源实行互斥访问。
格式:
synchronized(同步锁){
     需要同步操作的代码

public class TickDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Ticket1 t = new Ticket1();
        new Thread(t,"窗口一").start();
        new Thread(t,"窗口二").start();
        new Thread(t,"窗口三").start();

    }
}

class Ticket1 implements Runnable {
    private int ticket = 100;
    Object lock = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (lock) {
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖:" + ticket--);
                }
            }
        }
    }
}

- **同步方法**:使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外等着。

public synchronized void method(){
       可能会产生线程安全问题的代码
}

> 同步锁是谁?
> ​      对于非static方法,同步锁就是this。 
> ​      对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。

class Ticket2 implements Runnable {
    private int ticket = 100;
    @Override
    public synchronized void run() {
        while (true) {
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖:" + ticket--);
                }
        }
    }
}

Lock锁也称同步锁，加锁与释放锁方法化了，如下：
- `public void lock() `:加同步锁。
- `public void unlock()`:释放同步锁。

class Ticket3 implements Runnable {
    private int ticket = 100;
    Lock lock=new ReentrantLock();
    @Override
    public  void run() {
        while (true) {
            lock.lock();
            if (ticket > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖:" + ticket--);
            }
            lock.unlock();
        }
    }
}

 

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