【Java】详解多线程的概述及三种创建方法

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筋斗云
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文章目录

一.🔐多线程

📋前言

1.1🔓进程

1.1.1🔑什么是进程?

1.1.2🔑多进程有什么意义呢?

1.2🔓线程

1.2.1🔑什么是线程呢?

1.2.2🔑多线程有什么意义呢?

1.3🔓Java程序的运行原理

1.3.1🔑原理

1.3.2🔑思考题

二.🔐多线程的三种创建方法

2.1.🔓继承Thread类

2.1.1🔑步骤

2.1.2🔑实例练习

2.1.3🔑思考

2.2🔓实现Runnable接口

2.2.1🔑步骤

2.2.2🔑实例练习

2.3🔓实现Callable接口

2.2.1🔑步骤

2.2.2🔑实例练习

2.4🔓三种方法的对比分析

2.4.1🔑分析

2.4.2🔑优点

2.4.3🔑说明


一.🔐多线程

📋前言

          要想了解多线程,必须先了解线程,而要想了解线程,必须先了解进程,因为线程是依赖于进程而存在。

1.1🔓进程

1.1.1🔑什么是进程?

定义

        在一个操作系统中,每个独立执行的程序都可称之为一个进程,也就是“正在运行的程序”。

        进程是系统进行资源分配和调用的独立单位。每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。

        通过任务管理器我们就看到了进程的存在,而通过观察,我们发现只有运行的程序才会出现进程。

1.1.2🔑多进程有什么意义呢?

       单进程的计算机只能做一件事情,而我们现在的计算机都可以做多件事情。

       举例:一边玩游戏(游戏进程),一边听音乐(音乐进程)。

 📝总结 

现在的计算机都是支持多进程的,可以在一个时间段内执行多个任务。多进程可以提高CPU的使用率(前提:单CPU系统)。

🔥思考

            一边玩游戏,一边听音乐是同时进行的吗?

            不是。因为单CPU在某一个时间点上只能做一件事情,在计算机中,所有的应用程序都是由CPU执行的,对于一个CPU而言,在某个时间点只能运行一个程序,也就是说只能执行一个进程,操作系统会为每一个进程分配一段有限的CPU使用时间,CPU在这段时间中执行某个进程,然后会在下一段时间切换到另一个进程中去执行。 

            而我们在玩游戏,或者听音乐的时候,是CPU在做着程序间的高效切换让我们觉得是同时进行的。

 📝总结       

     (1).在多任务操作系统中,表面上看是支持进程并发执行的,例如可以一边听音乐一边聊天,但实际上这些进程并不是在同一时刻运行的。

    (2).由于CPU运行速度非常快,能在极短的时间内在不同的进程之间进行切换,所以给人以同时执行多个程序的感觉。

1.2🔓线程

1.2.1🔑什么是线程呢?

定义

        多任务操作系统中,每个运行的程序都是一个进程,用来执行不同的任务,而在一个进程中还可以有多个执行单元同时运行,来同时完成一个或多个程序任务,这些执行单元可以看做程序执行的一条条线索,被称为线程。

说明

(1).单线程都是按照调用顺序依次往下执行,没有出现多段程序代码交替运行的效果,而多线程程序在运行时,每个线程之间都是独立的,它们可以并发执行

(2).多线程可以充分利用CUP资源,进一步提升程序执行效率

(3).多线程看似是同时并发执行的,其实不然,它们和进程一样,也是由CPU控制并轮流执行的,只不过CPU运行速度非常快,故而给人同时执行的感觉。 

多线程举例

    扫雷程序、百度云盘、百度网盘下载

1.2.2🔑多线程有什么意义呢?

        多线程的存在,不是提高程序的执行速度。其实是为了提高应用程序的使用率。

(1).程序的执行其实都是在抢CPU的资源,CPU的执行权  。

(2).多个进程是在抢这个资源,而其中的某一个进程如果执行路径比较多,就会有更高的几率抢到CPU的执行权。

(3).我们是不能确定哪一个线程能够在哪个时刻抢到,所以线程的执行具有随机性

1.3🔓Java程序的运行原理

1.3.1🔑原理

         Java命令去启动JVM,JVM会启动一个进程,该进程会创建了一个主线程调用main方法。

1.3.2🔑思考题

         🔥JVM的启动是多线程的吗?

      是多线程的,原因是:垃圾回收线程也要先启动,否则很容易会出现内存溢出。现在的垃圾回收线程加上前面的主线程,最低启动了两个线程,所以,jvm的启动其实是多线程的。

二.🔐多线程的三种创建方法

2.1.🔓继承Thread类

如何获取线程对象的名称呢?  * public final String getName():获取线程的名称。  * 如何设置线程对象的名称呢?  * public final void setName(String name):设置线程的名称  *   * 针对不是Thread类的子类中如何获取线程对象名称呢?  * public static Thread currentThread():返回当前正在执行的线程对象  * Thread.currentThread().getName()

2.1.1🔑步骤

    A:自定义类MyThread继承Thread类。

    B:MyThread类里面重写run()

    C:创建对象

    D:启动线程

2.1.2🔑实例练习

🚩实例练习1

代码如下👇🏻 

package Process;  public class MyThread extends Thread { 	@Override 	public void run() {  //多线程的任务 		for(int i=0;i<200;i++) { 			System.out.println(i); 		} 	} } 
package Process;  public class MyThreadDemo {  	public static void main(String[] args) { 		// 创建两个线程对象 		MyThread my1 = new MyThread(); 		MyThread my2 = new MyThread(); 		my1.start(); 		my2.start(); 	} } 

运行结果👇🏻

 🚩实例练习2

代码如下👇🏻 

package Process;  public class MyThread1 extends Thread { 	 	public MyThread1() { 		super(); 	}  	public MyThread1(String name) { 		super(name); 	}  	@Override 	public void run() {  //多线程的任务 		for(int i=0;i<200;i++) { 			System.out.println(this.getName()+":"+i); 		} 	} } 
package Process;  public class MyThreadDemo1 { 	// 创建两个线程对象 	public static void main(String[] args) { 		MyThread1 my3 = new MyThread1("张三"); 		MyThread1 my4 = new MyThread1("李四"); 		my3.start(); 		my4.start(); 		for(int i=0;i<20;i++) { 			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i); 		} 	}  } 

运行结果👇🏻

2.1.3🔑思考

🔥思考: 调用run()方法为什么是单线程的呢?
         因为run()方法直接调用其实就相当于普通的方法调用,所以你看到的是单线程的效果
         要想看到多线程的效果,就必须用另一个方法:start()

🔥面试题:run()和start()的区别?

     run():仅仅是封装被线程执行的代码,直接调用是普通方法

     start():首先启动了线程,然后再由jvm去调用该线程的run()方法。

2.2🔓实现Runnable接口

2.2.1🔑步骤

   A:自定义类MyRunnable实现Runnable接口

   B:重写run()方法

   C:创建MyRunnable类的对象

   D:创建Thread类的对象,并把C步骤的对象作为构造参数传递

   E:启动线程(Thread类的对象)

🔥思考:有了方法1,为什么还来一个方法2呢?

(1).可以避免由于Java单继承带来的局限性

(2).适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况,把线程同程序的代码,数据有效分离,较好的体现了面向对象的设计思想。

2.2.2🔑实例练习

代码如下👇🏻 

package Process;  public class MyRunnable implements Runnable {  	@Override 	public void run() { 		for(int i=0;i<200;i++) { 			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i); 		}  	}  } 
package Process;  public class MyRunnableDemo {  	public static void main(String[] args) { 		// TODO Auto-generated method stub 		MyRunnable mr =new MyRunnable(); 		Thread t1 =new Thread(mr,"王五"); 		t1.start(); 		Thread t2=new Thread(mr,"赵六"); 		t2.start(); 		 		//简洁方法 //		new Thread(new MyRunnable(),"a").start(); //		new Thread(new MyRunnable(),"b").start(); 	}  } 

  运行结果👇🏻

 

2.3🔓实现Callable接口

2.2.1🔑步骤

   A:自定义类MyCallable实现Callable接口

   B:重写call()方法

   C:创建MyCallable类的对象

   D:创建FutureTask类的对象,并把C步骤的对象作为构造参数传递

   E:创建Thread类的对象,并把D步骤的对象作为构造参数传递

   F:启动线程(Thread类的对象)

🔥与两种方式的区别:

(1).该方式的线程执行结束返回一个值

(2).可以通过FutureTask类的对象的get()方法接受返回值

2.2.2🔑实例练习

代码如下👇🏻 

package Process;  import java.util.concurrent.Callable;  public class MyCallable implements Callable<Object> {  	@Override 	public Object call() throws Exception { 		int sum=0; 		for(int i=0;i<=10;i++) { 			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i); 			sum+=i; 		} 		return sum; 	}  } 
package Process;  import java.util.concurrent.FutureTask;  public class MyCallableDemo {  	public static void main(String[] args) throws Exception { 		//2、创建Callable接口的实现类对象 	  MyCallable MyThread1=new  MyCallable(); 	  //3、使用 FutureTask封装Callable接口 	  FutureTask<Object> ft1 =new  FutureTask<>(MyThread1); 	  //4、使用Thread(Runable target,String name)构造方法创建线程对象 	  Thread thread1 =new Thread(ft1,"线程A"); 	  //5、调用线程对象得start()方法启动线程 	  thread1.start(); 	  //创建并启动另一个线程 	  FutureTask<Object> ft2 =new  FutureTask<>(MyThread1); 	  Thread thread2 =new Thread(ft2,"线程B"); 	  thread2.start(); 	  //可以通过FutureTask对象得方法管理返回值 	  System.out.println("线程A的返回值:"+ft1.get()); 	  System.out.println("线程A的返回值:"+ft2.get()); 	}  } 

 运行结果👇🏻

2.4🔓三种方法的对比分析

2.4.1🔑分析

(1).继承Thread类是最简单和直接的方式,但限制了类的扩展性。

(2).实现Runnable接口提供了更好的灵活性,使得多个线程可以共享一个任务。

(3).实现Callable接口则更适合需要获取线程执行结果的情况,可以更方便地处理线程执行后的返回值或异常。

2.4.2🔑优点

通过实现Runnable接口(或者Callable接口)相对于继承Thread类实现多线程来说

(1).适合多个线程去处理同一个共享资源的情况。

(2).可以避免Java单继承带来的局限性。

2.4.3🔑说明

事实上,实际开发中大部分的多线程应用都会采用Runnable接口或者Callable接口的方式实现多线程。


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