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一.并发编程相关概念
线程与进程
多线程
Java中线程的状态
二.线程的创建方法
方法一#xff1a;继承Thread类
方法二#xff1a;实现Runnable接口
其他方法
三.Thread类详解
Thread常见构造方法
Thread常见属性
Thread常见方法
start() 与 run()
sleep(… 目录
一.并发编程相关概念
线程与进程
多线程
Java中线程的状态
二.线程的创建方法
方法一继承Thread类
方法二实现Runnable接口
其他方法
三.Thread类详解
Thread常见构造方法
Thread常见属性
Thread常见方法
start() 与 run()
sleep() 与 yield()
join()
inerrupt() 一.并发编程相关概念
线程与进程
线程是程序的执行流程的最小单元。一个进程程序的执行实例可以由一个或多个线程组成每个线程都有自己的执行路径和执行状态。线程可以并发执行即多个线程可以同时在不同的处理器核心或计算机上运行从而提高程序的运行效率。 线程与进程的区别在于进程是操作系统对一个正在运行的程序的抽象而线程是进程内部的一个执行单位。一个进程可以有多个线程这些线程共享进程的资源如内存空间、文件描述符等。线程之间可以通过共享内存的方式进行通信相比于进程间通信如管道、消息队列的开销更小。
多线程
对于多线程我们可以举出这样的一个例子来帮助我们理解 一家公司要去银行办理业务既要进行财务转账又要进行福利发放还得进行缴纳社保。 如果只有张三一个会计就会忙不过来耗费的时间特别长。为了让业务更快的办理好张三又找 来两位同事李四、王五一起来帮助他三个人分别负责一个事情分别申请一个号码进行排队 自此就有了三个执行流共同完成任务但本质上他们都是为了办理一家公司的业务。 此时我们就把这种情况称为多线程将一个大任务分解成不同小任务交给不同执行流就分别 排队执行。 对于这样的业务场景张三、李四和王五各自都相对于一个线程多个线程之间相互配合才促使了整体业务流程的顺利进行由此可见多线程对于任务处理的高效。其中由于李四、王五都是张三叫来的所以张三一般被称为主线程Main Thread李四和王五则为其他线程。
Java中线程的状态
Java中线程的状态有以下几种
1. 新建New线程被创建但还没有开始执行。
2. 就绪Runnable线程被调度并准备开始执行但还没有获取CPU执行权。
3. 运行Running线程正在执行任务。
4. 阻塞Blocked当线程执行到某个阻塞操作时如等待IO操作完成或等待某个锁的释放时线程会进入阻塞状态。
5. 等待Waiting线程执行了Object类的wait()方法或者Thread类的join()方法时线程会进入等待状态。
6. 超时等待Timed Waiting线程执行了Thread类的sleep()方法或等待超时后线程会进入超时等待状态。
7. 终止Terminated线程执行完任务后或者出现异常终止时线程进入终止状态。
二.线程的创建方法
线程是操作系统中的概念操作系统内核实现了线程这样的机制并且对用户层提供了一些 API 供用户使用例如 Linux 的 pthread 库
而Java标准库中 Thread 类便可以视为是对操作系统提供的 API 进行了进一步的抽象和封装作为Java程序员就可以利用Thread 类来实现并发编程。 并发编程是指在计算机系统中多个独立的任务同时进行每个任务由一个或多个线程执行并且这些线程可能在同一时刻同时运行。并发编程可以提高系统的执行效率和资源利用率。在并发编程中多个线程可以同时进行不同的操作比如读写数据、计算、网络通信等它们可以同时执行不需要等待其他线程的完成。常见的并发编程模型有多线程、异步编程、并行计算等。 说了这么多归根结底还得落实到代码上我们常见的创建线程的方式有俩种。
方法一继承Thread类
创建一个继承自Thread类的子类。在子类中重写run()方法定义线程的执行逻辑。在主线程中创建子类对象并调用start()方法启动线程。
public class MyThread extends Thread {public void run() {// 线程执行逻辑}public static void main(String[] args) {MyThread thread new MyThread();thread.start();}
}方法二实现Runnable接口
创建一个实现了Runnable接口的类并实现接口中的run()方法定义线程的执行逻辑。在主线程中创建Runnable实例并将其作为参数传递给Thread类的构造方法。调用Thread对象的start()方法启动线程。
public class MyRunnable implements Runnable {public void run() {// 线程执行逻辑}public static void main(String[] args) {MyRunnable runnable new MyRunnable();Thread thread new Thread(runnable);thread.start();}
}无论是继承Thread类还是实现Runnable接口都可以创建多个线程并同时运行以实现并发执行的效果。
其他方法
除此之外使用匿名内部类或lambda表达式可以更快速的创建线程
匿名内部类创建Thread 子类对象
// 使用匿名类创建 Thread 子类对象
Thread t1 new Thread() {Overridepublic void run() {System.out.println(使用匿名类创建 Thread 子类对象);}
};匿名内部类创建 Runnable 子类对象
// 使用匿名类创建 Runnable 子类对象
Thread t2 new Thread(new Runnable() {Overridepublic void run() {System.out.println(使用匿名类创建 Runnable 子类对象);}
});lambda 表达式创建Runnable 子类对象
// 使用 lambda 表达式创建 Runnable 子类对象
Thread t3 new Thread(() - System.out.println(使用匿名类创建 Thread 子类对象));
Thread t4 new Thread(() - {System.out.println(使用匿名类创建 Thread 子类对象);
});三.Thread类详解
不管是上述创建线程中的哪一种方法归根结底都是由 Thread 类延申开来的Thread 类是 JVM 用来管理线程的一个类换句话说每个线程都有一个唯一的 Thread 对象与之关联。而 Thread 类的对象就是用来描述一个线程执行流的JVM 会将这些 Thread 对象组织起来用于线程调度线程管理。
Thread常见构造方法
方法说明Thread()创建线程对象Thread(Runnable target)使用Runnable对象创建线程对象Thread(String name)创建线程对象并命名Thread(Runnable target, String name)使用Runnable对象创建线程对象并命名Thread(ThreadGroup group, Runnable target)线程可以被用来分组管理分好的组即为线程组
Thread常见属性
属性获取方法 ID getId()名称getName()状态getState()优先级getPriority()是否后台线程isDaemon()是否存活isAlive()是否被中断isInterrupted()
其中 ID 是线程的唯一标识不同线程不会重复优先级高的线程理论上来说更容易被调度到是否存活简单的理解的话就是 run 方法是否运行结束了
Thread常见方法
start() 与 run()
start()方法是Thread类中的一个方法用于启动一个新的线程。当调用start()方法时系统会创建一个新的线程并在新的线程中执行run()方法的内容。start()方法会在新的线程中执行一些准备工作然后调用run()方法。run()方法是实现了Runnable接口的类中的一个方法。在启动一个线程后系统会自动调用该线程对象的run()方法。run()方法中包含了线程的主体代码即线程要执行的任务。
前文中我们已经了解了如何通过重写 run 方法创建一个线程对象但线程对象被创建出来并不意味着线程就开始运行了。重写 run 方法是提供给线程要做的事情的指令清单线程对象可以认为是把李四、王五叫过来了而调用start() 方法就是喊一声“行动起来”线程才真正独立去执行。
public class MyThread extends Thread {public void run() {// 线程执行逻辑}public static void main(String[] args) {MyThread thread new MyThread();thread.start();}
}就拿上面这段代码来说我们能不能不管start方法直接调用线程的run方法呢 其实是可以调用run方法的但是直接调用run方法只会在当前线程中运行run方法的代码不会启动新的线程去执行run方法。 而调用start方法则会启动一个新的线程然后在新的线程中执行run方法的代码。所以如果只调用run方法而不调用start方法则不会创建新的线程无法实现多线程的并发执行。 也就是说我们可以这样做但是这样做的话就不会实现多线程始终我们都只能在一个线程中运行。因此在实际开发中并不建议这样做。
还有一点需要注意的是对于start方法我们只能调用一次不能重复调用不然会报非法线程状态异常因为在调用start方法后线程就已经处于Runnable状态对于已经是Runnable状态的线程再让它start为Runnable状态显然是不合理的。
sleep() 与 yield()
在多线程编程中可以使用sleep和yield方法来控制线程的执行。
sleep方法sleep方法是Thread类提供的静态方法可以使当前线程暂停一段时间让其他线程有机会执行。调用sleep方法后线程会进入阻塞状态不会占用CPU资源。sleep方法的语法是Thread.sleep(long millis)其中millis参数表示暂停的时间以毫秒为单位。例如Thread.sleep(100)表示暂停100毫秒。yield方法yield方法是Thread类提供的静态方法可以使当前线程让出CPU资源使其他同优先级的线程有机会执行。调用yield方法后线程会进入就绪状态让出CPU资源但并不是完全放弃CPU资源可能会立即重新获取CPU资源。yield方法的语法是Thread.yield()。例如Thread.yield()表示当前线程让出CPU资源给其他同优先级的线程执行的机会。
总的来说sleep方法是让当前线程暂停一段时间不会占用CPU资源适合用于控制线程执行的时间间隔。yield方法是让当前线程主动让出CPU资源给其他同优先级的线程执行的机会适合用于在多个线程之间平衡负载提高系统的性能。
join()
join()方法是Thread类的一个方法它用于等待该线程完成执行。具体而言当调用一个线程的join()方法时当前线程会被阻塞直到该线程执行完成。
join()方法有两个重载版本
join()等待被调用线程执行完成。join(long millis)等待被调用线程执行完成但最多等待millis毫秒。
下面是一个例子演示如何使用join()方法等待线程执行完成
public class JoinExample {public static void main(String[] args) {Thread thread1 new Thread(new MyRunnable(), Thread 1);Thread thread2 new Thread(new MyRunnable(), Thread 2);thread1.start();thread2.start();try {thread1.join();thread2.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(All threads have finished execution.);}
}class MyRunnable implements Runnable {Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() is executing.);try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() has finished execution.);}
}在上面的例子中我们创建了两个线程thread1和thread2并将它们启动。然后我们使用join()方法等待这两个线程执行完成。最后当两个线程都执行完成后才会打印All threads have finished execution.。
inerrupt()
在Java中线程的interrupt()方法用于中断线程。当一个线程调用interrupt()方法时如果目标线程当前正在执行可中断的操作如sleep()、join()、wait()等它将会收到一个InterruptedException异常从而提前退出。
如果目标线程没有在可中断操作中阻塞而是在运行中那么调用interrupt()方法将设置目标线程的中断标志位为true。这样目标线程可以通过检查自己的中断标志位来自行决定是否中断执行。
下面是一个示例
public class MyThread extends Thread {public void run() {while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {// 执行一些操作}System.out.println(线程被中断);}public static void main(String[] args) {MyThread thread new MyThread();thread.start();try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}thread.interrupt();}
}在上述示例中我们创建了一个继承自Thread类的自定义线程MyThread。在run() 方法中我们使用了一个循环来模拟线程的执行操作。每次循环都会检查中断标志位如果为true则退出循环并输出线程被中断。在前文的Thread类常见属性也说过了使用 isInterrupted() 方法就可以获取当前线程的中断标志位。 备注和 isInterrupted() 相似的还有一个方法叫做 interrupt() 二者都能判断线程是否被打断但是不同的点在于前者只是做出判断并不会手动修改这个标记而后者会在判断后手动清除打断标记也就是置为false。 在main方法中我们创建了一个MyThread对象并启动线程。然后通过调用Thread.sleep() 方法来让主线程睡眠1秒最后调用thread.interrupt() 方法中断线程。当调用interrupt() 方法时MyThread线程在下一个循环迭代时会检查到中断标志位为true从而退出了循环并输出线程被中断。 本次的分享就到此为止了希望我的分享能给您带来帮助创作不易也欢迎大家三连支持你们的点赞就是博主更新最大的动力如有不同意见欢迎评论区积极讨论交流让我们一起学习进步有相关问题也可以私信博主评论区和私信都会认真查看的我们下次再见
