Java多线程快速入门

一、课程目标

线程与进程
为什么要使用多线程？
多线程应用场景
多线程创建方式
练习题
线程生命周期
面试总结
练习题

二、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。

三、为什么要使用多线程？

3.1.思考生活问题？

现在有一千克的水，目前只有小明一个人去打水，但是小明每小时打水200千克，现在要求一小时内把水全部打完，请问怎么解决？
如果小明一个人将水全部打完需要五个小时。
解决办法:
在加四个人同时打水，分别为小军、小红、小玲、小小，加上小明一共五个人同时去打水，五个人每小时打水200千克，那么一小时后就可以完成打完一顿水。
总结:多线程的好处提高程序的效率。

四、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、分批发送短信等。

五、多线程创建方式

5.1第一种继承Thread类 重写run方法

class CreateThread extends Thread {
	// run方法中编写 多线程需要执行的代码
	publicvoid run() {
		for (inti = 0; i< 10; i++) {
			System.out.println("i:" + i);
		}
	}
	}
publicclass ThreadDemo {

	publicstaticvoid main(String[] args) {
		System.out.println("-----多线程创建开始-----");
		// 1.创建一个线程
		CreateThread createThread = new CreateThread();
		// 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法
		System.out.println("-----多线程创建启动-----");
		createThread.start();
		System.out.println("-----多线程创建结束-----");
	}

}

运行结果:
调用start方法后，代码并没有从上往下执行，而是有一条新的执行分之
注意：画图演示多线程不同执行路径。
5.2第二种实现Runnable接口,重写run方法
代码:

class CreateRunnable implements Runnable {

	@Override
	publicvoid run() {
		for (inti = 0; i< 10; i++) {
			System.out.println("i:" + i);
		}
	}

}


publicclass ThreadDemo2 {
	publicstaticvoid main(String[] args) {
		System.out.println("-----多线程创建开始-----");
		// 1.创建一个线程
		CreateRunnable createThread = new CreateRunnable();
		// 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法
		System.out.println("-----多线程创建启动-----");
		Thread thread = new Thread(createThread);
		thread.start();
		System.out.println("-----多线程创建结束-----");
	}
}

5.3第三种使用匿名内部类方式

	 System.out.println("-----多线程创建开始-----");
		 Thread thread = new Thread(new Runnable() {
			public void run() {
				for (int i = 0; i< 10; i++) {
					System.out.println("i:" + i);
				}
			}
		});
		 thread.start();
		 System.out.println("-----多线程创建结束-----");

5.4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。

5.5 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
调用run知识使用实例调用方法。

六、获取线程对象以及名称

七、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。

7.1 新建状态

当用new操作符创建一个线程时， 例如new Thread®，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

7.2 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。

7.3 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.

7.4 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:
    1>线程通过调用sleep方法进入睡眠状态；
    2>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；
    3>线程试图得到一个锁，而该锁正被其他线程持有；
    4>线程在等待某个触发条件；

7.5 死亡状态

有两个原因会导致线程死亡：

1. run方法正常退出而自然死亡，
2. 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.

八、多线程分批处理数据

需求:目前有10万个用户，现在蚂蚁课堂需要做活动，给每一个用户发送一条祝福短信。
为了提高数程序的效率，请使用多线程技术分批发送据。
每开一个线程，都会占用CPU资源
服务器（电脑）配置 CPU 核数

8.1建立项目名称:itmayiedu_thread_batch

8.2新建用户实体类

publicclass UserEntity {
private String userId;
private String userName;
public String getUserId() {
returnuserId;
}
publicvoid setUserId(String userId) {
this.userId = userId;
}
public String getUserName() {
return userName;
}

publicvoid setUserName(String userName) {
this.userName = userName;
}
}

8.3建立多线程UserThread 执行发送短信

Class UserThreadextends Thread {
	private List<UserEntity>list;
/**
	 * 通过构造函数 传入每个线程需要执行的发送短信内容
	 * 
	 * @param list
	 */
	public UserThread(List<UserEntity>list) {
		this.list = list;
	}
publicvoid run() {
		for (UserEntity userEntity : list) {
			System.out.println("threadName:" + Thread.currentThread().getName() + "-学员编号:" + userEntity.getUserId()
					+ "---学员名称:" + userEntity.getUserName());
			// 调用发送短信具体代码
		}
	}
}

8.4初始化数据

publicstatic List<UserEntity> init() {
		List<UserEntity>list = new ArrayList<UserEntity>();
		for (inti = 1; i<= 140; i++) {
			UserEntity userEntity = new UserEntity();
			userEntity.setUserId("userId" + i);
			userEntity.setUserName("userName" + i);
			list.add(userEntity);
		}
		returnlist;

	}

8.5计算分页工具类

Public class ListUtils {
	Static public<T> List<List<T>> splitList(List<T>list, intpageSize) {
		intlistSize = list.size();
		intpage = (listSize + (pageSize - 1)) / pageSize;
		List<List<T>>listArray = new ArrayList<List<T>>();
		for (inti = 0; i<page; i++) {
			List<T>subList = new ArrayList<T>();
			for (intj = 0; j<listSize; j++) {
				intpageIndex = ((j + 1) + (pageSize - 1)) / pageSize;
				if (pageIndex == (i + 1)) {
					subList.add(list.get(j));
				}
				if ((j + 1) == ((j + 1) * pageSize)) {
					break;
				}
			}
			listArray.add(subList);
		}
		returnlistArray;
	}
}

8.6实现发送短信

Public staticvoid main(String[] args) {
		// 1.初始化用户数据
		List<UserEntity>listUserEntity = init();
		// 2.计算创建创建多少个线程并且每一个线程需要执行“分批发送短信用户”
		// 每一个线程分批跑多少
		intuserThreadPage = 50;
		// 计算所有线程数
		List<List<UserEntity>>splitUserList = ListUtils.splitList(listUserEntity, userThreadPage);
		intthreadSaze = splitUserList.size();
		for (inti = 0; i<threadSaze; i++) {
List<UserEntity>list = splitUserList.get(i);
			UserThread userThread = new UserThread(list);
			// 3.执行任务发送短信
			userThread.start();
		}

	}

九、面试题

1.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。
2.为什么要用多线程？
答:提高程序效率
3.多线程创建方式？
答:继承Thread或Runnable 接口。
4.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。
5.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、迅雷多线程下载等。