深入理解Java多线程(基础篇)

一.线程

1.线程和进程

  • 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: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。

简而言之:一个程序运行后至少有一个进程,一个进程中可以包含多个线程

2.多线程的应用场景

  • 红蜘蛛同时共享屏幕给多个电脑
  • 迅雷开启多条线程一起下载
  • QQ同时和多个人一起视频
  • 服务器同时处理多个客户端请求
    在这里插入图片描述

2.一个线程的生命周期

线程是一个动态执行的过程,它也有一个从产生到死亡的过程。
下图显示了一个线程完整的生命周期。
在这里插入图片描述

二,多线程并行和并发的区别

  • 并行就是两个任务同时运行,就是甲任务进行的同时,乙任务也在进行。(需要多核CPU) 比如我跟两个网友聊天,左手操作一个电脑跟甲聊,同时右手用另一台电脑跟乙聊天,这就叫并行。
  • 并发是指两个任务都请求运行,而处理器只能按受一个任务,就把这两个任务安排轮流进行,由于时间间隔较短,使人感觉两个任务都在运行。 如果用一台电脑我先给甲发个消息,然后立刻再给乙发消息,然后再跟甲聊,再跟乙聊。这就叫并发。
    在这里插入图片描述
    内存图解
    在这里插入图片描述

三,Java程序运行原理和JVM的多线程

  • A:Java程序运行原理

    • Java命令会启动java虚拟机,启动JVM,等于启动了一个应用程序,也就是启动了一个进程。该进程会自动启动一个 “主线程” ,然后主线程去调用某个类的 main 方法。
  • B:JVM的启动是多线程的吗

    • JVM启动至少启动了垃圾回收线程和主线程,所以是多线程的。

四,多线程程序实现的两种方式

1.继承Thread

  • 定义类继承Thread
  • 重写run方法
  • 把新线程要做的事写在run方法中
  • 创建线程对象
  • start方法开启新线程, 内部会自动执行run方法,单独调用run方法,将会在直接main()主线程中运行
    在这里插入图片描述
   public class Demo2_Thread {
   
   		/**
   		 * @param args
   		 */
   		public static void main(String[] args) {
   			MyThread mt = new MyThread();							//4,创建自定义类的对象
   			mt.start();												//5,开启线程
   			
   			for(int i = 0; i < 3000; i++) {
   				System.out.println("bb");
   			}
   		}
   	
   	}
   	class MyThread extends Thread {									//1,定义类继承Thread
   		public void run() {											//2,重写run方法
   			for(int i = 0; i < 3000; i++) {							//3,将要执行的代码,写在run方法中
   				System.out.println("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
   			}
   		}
   	}

结果,若干行aaaaaaaaaaaaaaa,若干行bbbbbbbbbbbbbbbbbb,间隔输出

2.实现Runnable

接口runnable中只有run()方法
在这里插入图片描述

  • 定义类实现Runnable接口
  • 实现run方法
  • 把新线程要做的事写在run方法中
  • 创建自定义的Runnable的子类对象
  • 创建Thread对象, 传入Runnable,因为runnable没有start方法
    thread的构造方法
  • 调用start()开启新线程, 内部会自动调用Runnable的run()方法
			public class Demo3_Runnable {
				/**
				 * @param args
				 */
				public static void main(String[] args) {
					MyRunnable mr = new MyRunnable();						//4,创建自定义类对象
				
					Thread t = new Thread(mr);								//5,将其当作参数传递给Thread的构造函数
					t.start();												//6,开启线程
					
					for(int i = 0; i < 3000; i++) {
						System.out.println("bb");
					}
				}
			}
			
			class MyRunnable implements Runnable {							//1,自定义类实现Runnable接口
				@Override
				public void run() {											//2,重写run方法
					for(int i = 0; i < 3000; i++) {							//3,将要执行的代码,写在run方法中
						System.out.println("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
					}
				}
				
			}

3.两种方式的区别

  • 查看源码的区别:
    • a.继承Thread : 由于子类重写了Thread类的run(), 当调用start()时, 直接找子类的run()方法
    • b.实现Runnable : 构造函数中传入了Runnable的引用, 成员变量target记住了它, start()调用run()方法时内部判断成员变量Runnable的引用是否为空, 不为空编译时看的是Runnable的run(),运行时执行的是子类的run()方法。
      在这里插入图片描述
  • 继承Thread
    • 好处是:可以直接使用Thread类中的方法,代码简单
    • 弊端是:如果已经有了父类,就不能用这种方法
  • 实现Runnable接口
    • 好处是:即使自己定义的线程类有了父类也没关系,因为有了父类也可以实现接口,而且接口是可以多实现的
    • 弊端是:不能直接使用Thread中的方法需要先获取到线程对象后,才能得到Thread的方法,代码复杂

简单来说:实现Runable接口是继承Thread的一种补充,推荐第一种。

4.匿名内部类实现线程的两种方式

  • 继承Thread类

      new Thread() {													//1,new 类(){}继承这个类
      	public void run() {											//2,重写run方法
      		for(int i = 0; i < 3000; i++) {							//3,将要执行的代码,写在run方法中
      			System.out.println("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
      		}
      	}
      }.start();
    
  • 实现Runnable接口

      new Thread(new Runnable(){										//1,new 接口(){}实现这个接口
      	public void run() {											//2,重写run方法
      		for(int i = 0; i < 3000; i++) {							//3,将要执行的代码,写在run方法中
      			System.out.println("bb");
      		}
      	}
      }).start(); 
    

四,获取多线程的名字和设置名字

1.获取名字

通过getName()方法获取线程对象的名字
在这里插入图片描述

2.设置名字

通过构造函数可以传入String类型的名字

			new Thread("芙蓉姐姐") {
				public void run() {
					for(int i = 0; i < 1000; i++) {
						System.out.println(this.getName() + "....aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
					}
				}
			}.start();
			
			new Thread("凤姐") {
				public void run() {
					for(int i = 0; i < 1000; i++) {
						System.out.println(this.getName() + "....bb");
					}
				}
			}.start(); 

在这里插入图片描述
通过setName(String)方法可以设置线程对象的名字


			Thread t1 = new Thread() {
				public void run() {
					for(int i = 0; i < 1000; i++) {
						System.out.println(this.getName() + "....aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
					}
				}
			};
			
			Thread t2 = new Thread() {
				public void run() {
					for(int i = 0; i < 1000; i++) {
						System.out.println(this.getName() + "....bb");
					}
				}
			};
			t1.setName("芙蓉姐姐");
			t2.setName("凤姐");
			
			t1.start();
			t2.start();

六,获取当前线程的对象

在这里插入图片描述


pubic static void main(String args[]){
     Thread.currentThread(), 主线程也可以获取,在main方法中调用,获取主线程对象
	
			new Thread(new Runnable() {
				public void run() {
					for(int i = 0; i < 1000; i++) {
						System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
					}
				}
			}).start();
			
			new Thread(new Runnable() {
				public void run() {
					for(int i = 0; i < 1000; i++) {
						System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...bb");
					}
				}
			}).start();
			Thread.currentThread().setName("我是主线程");					//获取主函数线程的引用,并改名字
			System.out.println(Thread.currentThread().getName());		//获取主函数线程的引用,并获取名字
			}

在这里插入图片描述

七,休眠线程

在这里插入图片描述

  • Thread.sleep(毫秒,纳秒), 控制当前线程休眠若干毫秒1秒= 1000毫秒 1秒 = 1000 * 1000 * 1000纳秒 1000000000
pubic static void main(String args[]){
			new Thread() {
				public void run() {
					for(int i = 0; i < 10; i++) {
						System.out.println(getName() + "...aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
						try {
							Thread.sleep(10);
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			}.start();
			
			new Thread() {
				public void run() {
					for(int i = 0; i < 10; i++) {
						System.out.println(getName() + "...bb");
						try {
							Thread.sleep(10);
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			}.start();
			}

在这里插入图片描述

八,守护线程

在这里插入图片描述

  • setDaemon(), 设置一个线程为守护线程, 该线程不会单独执行, 当其他非守护线程都执行结束后, 自动退出
    public static void main(String args[]){
    		Thread t1 = new Thread() {
    			public void run() {
    				for(int i = 0; i < 50; i++) {
    					System.out.println(getName() + "...aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
    					try {
    						Thread.sleep(10);
    					} catch (InterruptedException e) {
    						e.printStackTrace();
    					}
    				}
    			}
    		};
    		
    		Thread t2 = new Thread() {
    			public void run() {
    				for(int i = 0; i < 5; i++) {
    					System.out.println(getName() + "...bb");
    					try {
    						Thread.sleep(10);
    					} catch (InterruptedException e) {
    						e.printStackTrace();
    					}
    				}
    			}
    		};
    		
    		t1.setDaemon(true);						//将t1设置为守护线程
    		
    		t1.start();
    		t2.start();
    		}
    

``
在这里插入图片描述
所有非守护线程结束了,守护线程就会自动关掉.但是这中间会有延迟.

九,加入线程

在这里插入图片描述

  • join(), 当前线程暂停, 等待指定的线程执行结束后, 当前线程再继续
  • join(int), 可以等待指定的毫秒之后继续
	public static void main(String args[]){
			final Thread t1 = new Thread() {
				public void run() {
					for(int i = 0; i < 50; i++) {
						System.out.println(getName() + "...aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
						try {
							Thread.sleep(10);
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			};
			
			Thread t2 = new Thread() {
				public void run() {
					for(int i = 0; i < 50; i++) {
						if(i == 2) {
							try {
								//t1.join();						//插队,加入
								t1.join(30);						//加入,有固定的时间,过了固定时间,继续交替执行
								Thread.sleep(10);
							} catch (InterruptedException e) {
								
								e.printStackTrace();
							}
						}
						System.out.println(getName() + "...bb");
					
					}
				}
			};
			
			t1.start();
			t2.start();
			}

在这里插入图片描述

十,同步代码块

1.什么情况下需要同步

  • 当多线程并发, 有多段代码同时执行时, 我们希望某一段代码执行的过程中CPU不要切换到其他线程工作. 这时就需要同步.
  • 如果两段代码是同步的, 那么同一时间只能执行一段, 在一段代码没执行结束之前, 不会执行另外一段代码.

2.同步代码块

  • 使用synchronized关键字加上一个锁对象来定义一段代码, 这就叫同步代码块
  • 多个同步代码块如果使用相同的锁对象, 那么他们就是同步的



public class J_Synchronized {

	/**
	 * @param args
	 * 同步代码块
	 */
	public static void main(String[] args) {
		final Printer p = new Printer();
		
		new Thread() {
			public void run() {
				while(true) {
					p.print1();
				}
			}
		}.start();
		
		new Thread() {
			public void run() {
				while(true) {
					p.print2();
				}
			}
		}.start();
	}

}

class Printer {
	Demo d = new Demo();
	public void print1() {
		//synchronized(new Demo()) {							//同步代码块,锁机制,锁对象可以是任意的
		synchronized(d) {
			System.out.print("我");
			System.out.print("爱");
			System.out.print("大");
			System.out.print("中");
			System.out.print("华");
			System.out.print("\r\n");
		}
	}
	
	public void print2() {
		//synchronized(new Demo()) {							//锁对象不能用匿名对象,因为匿名对象不是同一个对象
		synchronized(d) {		
			System.out.print("关");
			System.out.print("注");
			System.out.print("点");
			System.out.print("赞");
			System.out.print("\r\n");
		}
	}
}

class Demo{}

同步
在这里插入图片描述
不同步
在这里插入图片描述

十 一,同步方法

  • 使用synchronized关键字修饰一个方法, 该方法中所有的代码都是同步的

    非静态的同步方法的锁对象是神马?
    答:非静态的同步方法的锁对象是this

    静态的同步方法的锁对象是什么?
    是该类的字节码对象

package com.heima.syn;

public class Demo2_Synchronized {

	/**
	 * @param args
	 * 同步代码块
	 */
	public static void main(String[] args) {
		final Printer2 p = new Printer2();
		
		new Thread() {
			public void run() {
				while(true) {
					p.print1();
				}
			}
		}.start();
		
		new Thread() {
			public void run() {
				while(true) {
					p.print2();
				}
			}
		}.start();
	}

}

class Printer2 {
	Demo d = new Demo();
	//非静态的同步方法的锁对象是神马?
	//答:非静态的同步方法的锁对象是this
	//静态的同步方法的锁对象是什么?
	//是该类的字节码对象
	public static synchronized void print1() {							//同步方法只需要在方法上加synchronized关键字即可
		System.out.print("我");
		System.out.print("爱");
		System.out.print("大");
		System.out.print("中");
		System.out.print("华");
		System.out.print("\r\n");
	}
	
	public static void print2() {
		//synchronized(new Demo()) {							//锁对象不能用匿名对象,因为匿名对象不是同一个对象
		synchronized(Printer2.class) {		
			System.out.print("关");
			System.out.print("注");
			System.out.print("点");
			System.out.print("赞");
			System.out.print("\r\n");
		}
	}
}


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