➤ Java多线程编程【一文全解】

文章目录

• 线程简介
• 进程的创建
• • > 继承 Thread 类
  • > 实现 Runnable 接口
  • > 实现 Callable 接口

线程简介

        普通的程序中，方法的调用是执行到方法的时候，程序跳转到方法体中进行，是按照顺序进行的，而多线程则是多任务“同时”进行，即“边吃饭边看电视”，而不是“吃完饭再看电视”，多线程是并发执行的。（并发：短时刻内交替执行，宏观上是“同时”执行的）

• 程序是指令和数据的有序集合，是静态的存储；
• 进程是执行程序的一次执行过程，是动态的执行，是系统资源分配的单位；
• 一个进程可包含若干个线程，一个进程至少拥有一个线程，线程是CPU调度和执行的单位；

可以这么理解：电脑上的QQ存储在硬盘中，是一个程序，当我们运行它的时候，它就成为了一个进程，得到了系统资源分配，而它的功能比如可以同时聊天同时打电话还可以逛空间和发邮件，这些诸多功能就是线程。

注意：很多多线程其实是模拟出来的，真正的多线程是指有多个CPU，即多核，如服务器。如果是模拟出来的多线程，即在一个CPU的情况下，在同一个时间点，CPU只能执行一个代码，但因为切换的很快，就有“同时”执行的错觉，这就是并发。

• 线程是独立的执行路径；
• 在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程（垃圾回收）；
• 主线程即 main（）函数，是系统的入口，用于执行整个程序；
• 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序由调度器（操作系统）就决定，无法干预；
• 对同一份资源操作时，会存在资源抢夺问题，需要加入并发控制；
• 线程会带来额外的开销，如CPU调度时间，并发控制开销；
• 每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致；
• 线程可以共享进程的资源，不必再单独分配，所以线程的引入提升了性能。

Java虚拟机允许应用程序同时执行多个执行线程，每个线程都有优先权

进程的创建

进程的创建有如下三种方式：

> 继承 Thread 类

• 自定义线程类继承 Thread 类；

• 重写 run( ) 方法，编写程序执行体；

• 创建线程对象，调用 start( ) 方法启动线程；

通过打印输出来判断多线程的执行顺序：

//创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start()方法
public class TestThread01 extends Thread{@Overridepublic void run() {//run方法线程体for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println("敲代码+"+i);}}public static void main(String[] args) {//main主线程//创建一个线程对象TestThread01 t1 = new TestThread01();//调用start()方法开启t1.start();for (int i = 0; i < 1000; i++) {System.out.println("学习Java+"+i);}}
}

运行可知，并没有按顺序执行，而是并发执行的（由CPU调度执行）：

> 实现 Runnable 接口

• 定义 MyRunnable 类实现 Runnable 接口；
• 实现 run( ) 方法，编写线程执行体；
• 创建线程对象，调用 start( ) 方法启动线程；

推荐使用 Runnable对象，因为Java单继承的局限性

//创建线程方式二：实现Runnable接口，重写run()方法，执行线程需要丢入Runnable接口实现类，调用start方法
public class TestThread02 implements Runnable{@Overridepublic void run() {//run方法线程体for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println("敲代码+"+i);}}public static void main(String[] args) {//创建一个Runnable接口的实现类对象TestThread02 testThread02 = new TestThread02();/*创建线程对象，通过线程对象来开启线程Thread thread = new Thread(testThread02);thread.start();*/new Thread(testThread02).start();for (int i = 0; i < 1000; i++) {System.out.println("学习Java+"+i);}}}

对比 继承Thread类 和 实现Runnable接口 两种方法：

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继承Thread类

• 子列继承Thread类具备多线程能力；
• 启动线程：子类对象.start( );
• 不建议使用：避免OOP单继承局限性；

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实现Runnable接口

• 实现Runnable具有多线程能力；
• 启动线程：传入目标对象+Thread对象.start( );
• 推荐使用：避免单继承局限性，方便同一个对象被多个线程使用；

> 实现 Callable 接口

1. 实现Callable接口，需要返回值类型；
2. 重写call方法，需要抛出异常；
3. 创建目标对象；
4. 创建执行服务：
   ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
5. 提交执行：Future result = ser.submit(thread01);
6. 获取结果：boolean r1 = result.get();
7. 关闭服务：ser.shutdownNow();

//进程创建方式三:实现Callable接口
public class TestCallable implements Callable {//重写call()方法@Overridepublic Boolean call() throws Exception {System.out.println("方法体");return true;}public static void main(String[] args) throws Exception {//创建对象TestCallable tc = new TestCallable();//创建执行服务ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);//提交执行Future result = ser.submit(tc);//通过服务提交线程//获取结果boolean b = result.get(); //call()方法返回类型//关闭服务ser.shutdown();}
}

Callable的好处：

1. 可以定义返回值；
2. 可以抛出异常；