多线程编程，相信大家或多或少都有听到过。以前对这个概念的理解比较模糊，最近写了一个简单的JAVA程序来帮助自己理解这个概念。
一、什么是程序？什么是进程？什么是线程？
A.程序：程序是一个指令序列。执行某一个进程所需要的所有文件，这些文件最后都会被翻译成指令序列。
B.进程：进程是正在运行的程序的实例。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。
C.线程：线程是程序中一个单一的顺序控制流程。进程内有一个相对独立的、可调度的执行单元，是系统独立调度和分派CPU的基本单位指令运行时的程序的调度单位。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作，称为多线程。
二、这三者之间的区别
程序和进程之间的区别
A.进程是动态的，而程序是静态的。
B.进程有一定的生命期，而程序是指令的集合，不存在生命期。
C.1个程序可以对应多个进程，但1个进程只能对应1个程序。
我们可以把程序看做剧本，进程看做演出。也就是一个剧本可以同时进行多场演出，但是每场演出只有一个剧本。
进程和线程的区别
A.地址空间和其它资源（如打开文件）：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。
B.通信：进程间通信IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信。
C.调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。
D.在多线程OS中，线程不是一个可执行的实体。
三、为何需要多线程编程
一个主要的原因就是为了充分利用CPU资源，提高运行速率。线程在CPU里面是并发执行的。如果第一个线程执行到了一些需要长时间等待的操作时，PC并不会一直等待这个操作结束，而是控制转移给另一个线程，去执行它。等到第一个线程的等待时间结束后再重新调回第一个线程，执行它。这样子我们就可以大大减少CPU的闲置时间。
四、JAVA实现线程的方式
Runnable 接口：里面带有run方法，也就是线程的执行方法
Thread 类，该类实现Runnable接口：A.run方法；B.start线程的启动方法。这两个是最重要的方法，其他的还有一些比如sleep等等。
现成的启动必须要靠start方法，如果你用的是Runnable接口，那么你必须额外定义一个Thread类对象，利用它的start方法来启动线程。如果你用的是Thread类，那么直接调用对象的start方法即可。
五、程序实例——小球运动
在界面实现多个自由运动的小球。单线程编程的话只能实现一个运动的小球，因为每一个运动的小球都是不会停止的，它会一直占用一个线程。
代码部分如下：
//实现球运动的界面类BallFrame
import javax.swing.JFrame;
public class BallFrame extends JFrame{
static public void main(String[] args) {
BallFrame jf=new BallFrame();
jf.initUI();
}
public void initUI() {
this.setTitle("小球运动");
this.setSize(800, 600);
this.setDefaultCloseOperation(3);
this.setLocationRelativeTo(null);
this.setResizable(false);
this.setVisible(true);
//事件监听机制的画笔必须等到画板画完了才能取
frameListener fl=new frameListener(this);
this.addMouseListener(fl);
}
}
//对界面设置监听机制
import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.event.MouseEvent;
import java.awt.event.MouseListener;
import javax.swing.JFrame;
public class frameListener implements MouseListener{
public BallFrame bf;
public int x;
public int y;
public frameListener(BallFrame bf) {
this.bf=bf;
}
@Override
public void mouseClicked(MouseEvent e) {
// TODO Auto-generated method stub
x=e.getX();
y=e.getY();
Ball ball=new Ball(x,y,Color.blue,bf);
//如果直接调用了run，那么程序不会新建一个线程，而只会在当前线程中运行
//这使得run只会被当做一个普通方法
//ball.run();
//继承Thread，启动球类对象的线程
//ball.start();
//实现Runable接口，需要把实现的接口类对象传给Thread，再由Thread去调用start方法
Thread t=new Thread(ball);
t.start();
}
@Override
public void mouseEntered(MouseEvent arg0) {
}
@Override
public void mouseExited(MouseEvent arg0) {
}
@Override
public void mousePressed(MouseEvent arg0) {
}
@Override
public void mouseReleased(MouseEvent arg0) {
}
}
//实现一个球类，继承Thread类，或者实现Runnable接口
import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import java.util.Random;
//public class Ball extends Thread{
public class Ball implements Runnable{
public int x;
public int y;
public BallFrame bf;
public Graphics g;
public Color color;
public double speedx=0;
public double speedy=0;
public Ball(int x,int y,Color color,BallFrame bf) {
this.x=x;
this.y=y;
this.color=color;
this.bf=bf;
this.g=bf.getGraphics();
}
public void Speed() {
//随机获取小球的移动方向
//先随机获取小球xy的移动速度
int dadii=5;//半径长
Random random=new Random();
speedx=random.nextInt(6);
double computer=dadii*dadii-speedx*speedx;
speedy=Math.sqrt(computer);
//随机把小球xy移动速度的值设置为正负
int choosex=random.nextInt(2);
if(choosex==0) speedx*=-1;
int choosey=random.nextInt(2);
if(choosey==0) speedy*=-1;
//判断当前位置是否越界
if(y>bf.getHeight()) speedy*=-1;
else if(y<0) speedy*=1;
if(x>bf.getWidth()) speedx*=-1;
else if(x<0) speedx*=1;
}
//重写run方法
public void run() {
while(true) {
g.setColor(color);
g.drawOval(x, y, 20, 20);
Speed();
y+=speedy;
x+=speedx;
try {
//sleep函数存在Thread中
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
六、总结
1.直接继承Thread类会比实现Runnable接口简洁一点，如果实现Runnable接口你还是要额外去实例化一个Thread类的对象。