并发编程之多线程基础
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。
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、数据库连接池、分批发送短信等。
多线程创建方式
第一种继承Thread类 重写run方法
//1. 继承thread类，重写run方法，run方法中，需要线程执行代码
class ThreadDemo01 extends Thread {
// run方法中，需要线程需要执行代码
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.print("子id:" + this.getId() + ",");
System.out.print("name:" + getName());
System.out.println("..i:" + i);
System.out.println();
}
}
}
// 1.什么是线程 线程是一条执行路径，每个线程都互不影响。
// 2.什么是多线程，多线程在一个进程中，有多条不同的执行路径，并行执行。目的为了提高程序效率。
// 3.在一个进程中，一定会主线程。
// 4.如果连线程主线程都没有，怎么执行程序。
// 线程几种分类 用户线程、守护线程
// 主线程 子线程 GC线程
public class Test001 {
// 交替執行
public static void main(String[] args) {
System.out.println("main... 主线程开始...");
// 1.创建线程
ThreadDemo01 threadDemo01 = new ThreadDemo01();
// 2.启动线程
threadDemo01.start();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("main..i:" + i);
}
System.out.println("main... 主线程结束...");
}
}
复制代码第二种实现Runnable接口,重写run方法
class ThreadDemo02 implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(" 子 i:" + i);
}
}
}
// 1.实现runable接口，重写run方法
public class Thread002 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("main... 主线程开始...");
// 创建线程
ThreadDemo02 threadDemo02 = new ThreadDemo02();
Thread t1= new Thread(threadDemo02);
// 启动线程
t1.start();
for (int i = 0; i <10; i++) {
System.out.println("main..i:"+i);
}
System.out.println("main... 主线程结束...");
}
}
复制代码第三种使用匿名内部类方式
public class Thread003 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("main... 主线程开始...");
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(" 子 i:" + i);
}
}
});
t1.start();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("main..i:" + i);
}
System.out.println("main... 主线程结束...");
}
}
复制代码使用继承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。
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。
获取线程对象以及名称
常用线程api方法 | |
|---|---|
start() | 启动线程 |
currentThread() | 获取当前线程对象 |
getID() | 获取当前线程ID Thread-编号，该编号从0开始 |
getName() | 获取当前线程名称 |
sleep(long mill) | 休眠线程 |
Stop（） | 停止线程, |
常用线程构造函数 | |
|---|---|
Thread（） | 分配一个新的 Thread 对象 |
Thread（String name） | 分配一个新的 Thread对象，具有指定的 name正如其名。 |
Thread（Runable r） | 分配一个新的 Thread对象 |
Thread（Runable r, String name） | 分配一个新的 Thread对象 |
守护线程
Java中有两种线程，一种是用户线程，另一种是守护线程。
用户线程是指用户自定义创建的线程，主线程停止，用户线程不会停止
守护线程当进程不存在或主线程停止，守护线程也会被停止。
使用setDaemon(true)方法设置为守护线程
public class Test005 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println("我是子线程(用户线程)");
}
}
});
// 标识当前方法为守护线程
t1.setDaemon(true);
t1.start();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Thread.sleep(300);
System.out.println("main:i:" + i);
}
System.out.println("主线程执行完毕...");
}
}
复制代码多线程运行状态
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。
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
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。
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.
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:
- 线程通过调用sleep方法进入睡眠状态；
- 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；
- 线程试图得到一个锁，而该锁正被其他线程持有；
- 线程在等待某个触发条件；
死亡状态
有两个原因会导致线程死亡：
- run方法正常退出而自然死亡，
- 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.
join()方法作用
当在主线程当中执行到t1.join()方法时，就认为主线程应该把执行权让给t1
例子：创建一个线程，子线程执行完毕后，主线程才能执行。
//join
public class Test006 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("子线程,i:" + i);
}
}
});
t1.start();
// 当在主线程当中执行到t1.join()方法时，就认为主线程应该把执行权让给t1
t1.join();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("main线程,i:" + i);
}
}
}
复制代码优先级
现代操作系统基本采用时分的形式调度运行的线程，线程分配得到的时间片的多少决定了线程使用处理器资源的多少，也对应了线程优先级这个概念。在JAVA线程中，通过一个int priority来控制优先级，范围为1-10，其中10最高，默认值为5。下面是源码（基于1.8）中关于priority的一些量和方法。
class PrioritytThread implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().toString() + "---i:" + i);
}
}
}
public class Test008 {
public static void main(String[] args) {
PrioritytThread prioritytThread = new PrioritytThread();
Thread t1 = new Thread(prioritytThread);
Thread t2 = new Thread(prioritytThread);
t1.start();
// 注意设置了优先级， 不代表每次都一定会被执行。 只是CPU调度会有限分配
t2.start();
t1.setPriority(10);
}
}
复制代码Yield方法
Thread.yield()方法的作用：暂停当前正在执行的线程，并执行其他线程。（可能没有效果） yield()让当前正在运行的线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行的机会。因此，使用yield()的目的是让具有相同优先级的线程之间能够适当的轮换执行。但是，实际中无法保证yield()达到让步的目的，因为，让步的线程可能被线程调度程序再次选中。
结论： 大多数情况下，yield()将导致线程从运行状态转到可运行状态，但有可能没有效果。
实例
现… 在有T1、T2、T3三个线程，你怎样保证T2在T1执行完后执行，T3在T2执行完后执行
class T1 implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().toString() + "---i:" + i);
}
}
}
class T2 implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().toString() + "---i:" + i);
}
}
}
class T3 implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().toString() + "---i:" + i);
}
}
}
public class JoinThreadDemo02 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread(new T1(), "T1");
Thread t2 = new Thread(new T2(), "T2");
Thread t3 = new Thread(new T3(), "T3");
t1.start();
t1.join();
t2.start();
t2.join();
t3.start();
t3.join();
}
}
复制代码面试题
- 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。
- 为什么要用多线程？ 答:提高程序效率
- 多线程创建方式？ 答:继承Thread或Runnable 接口。
- 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。
- 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、迅雷多线程载等。