初学者想学网站建设,wordpress提示插件安装,电子工程师兼职平台,北京新闻发布会第1章 多线程1.1 多线程介绍学习多线程之前#xff0c;我们先要了解几个关于多线程有关的概念。进程#xff1a;进程指正在运行的程序。确切的来说#xff0c;当一个程序进入内存运行#xff0c;即变成一个进程#xff0c;进程是处于运行过程中的程序#xff0c;并且具有…第1章 多线程1.1 多线程介绍学习多线程之前我们先要了解几个关于多线程有关的概念。进程进程指正在运行的程序。确切的来说当一个程序进入内存运行即变成一个进程进程是处于运行过程中的程序并且具有一定独立功能。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什么是多线程呢即就是一个程序中有多个线程在同时执行。通过下图来区别单线程程序与多线程程序的不同l 单线程程序即若有多个任务只能依次执行。当上一个任务执行结束后下一个任务开始执行。如去网吧上网网吧只能让一个人上网当这个人下机后下一个人才能上网。l 多线程程序即若有多个任务可以同时执行。如去网吧上网网吧能够让多个人同时上网。1.2 程序运行原理l 分时调度所有线程轮流使用 CPU 的使用权平均分配每个线程占用CPU的时间。l 抢占式调度优先让优先级高的线程使用 CPU如果线程的优先级相同那么会随机选择一个(线程随机性)Java使用的为抢占式调度。1.2.1 抢占式调度详解大部分操作系统都支持多进程并发运行现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序。比如现在我们上课一边使用编辑器一边使用录屏软件同时还开着画图板dos窗口等软件。此时这些程序是在同时运行”感觉这些软件好像在同一时刻运行着“。实际上CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而言某个时刻只能执行一个线程而CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快看上去就是在同一时刻运行。其实多线程程序并不能提高程序的运行速度但能够提高程序运行效率让CPU的使用率更高。1.3 主线程回想我们以前学习中写过的代码当我们在dos命令行中输入java空格类名回车后启动JVM并且加载对应的class文件。虚拟机并会从main方法开始执行我们的程序代码一直把main方法的代码执行结束。如果在执行过程遇到循环时间比较长的代码那么在循环之后的其他代码是不会被马上执行的。如下代码演示class Demo{String name;Demo(String name){this.name name;}void show() {for (int i1;i10000 ;i ) {System.out.println(namename,ii);}}}class ThreadDemo {public static void main(String[] args) {Demo d new Demo(小强);Demo d2 new Demo(旺财);d.show();d2.show();System.out.println(Hello World!);}}若在上述代码中show方法中的循环执行次数很多这时在d.show();下面的代码是不会马上执行的并且在dos窗口会看到不停的输出name小强,i值这样的语句。为什么会这样呢原因是jvm启动后必然有一个执行路径(线程)从main方法开始的一直执行到main方法结束这个线程在java中称之为主线程。当程序的主线程执行时如果遇到了循环而导致程序在指定位置停留时间过长则无法马上执行下面的程序需要等待循环结束后能够执行。那么能否实现一个主线程负责执行其中一个循环再由另一个线程负责其他代码的执行最终实现多部分代码同时执行的效果能够实现同时执行通过Java中的多线程技术来解决该问题。1.4 Thread类该如何创建线程呢通过API中搜索查到Thread类。通过阅读Thread类中的描述。Thread是程序中的执行线程。Java 虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程。l 构造方法l 常用方法继续阅读发现创建新执行线程有两种方法。l 一种方法是将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。创建对象开启线程。run方法相当于其他线程的main方法。l 另一种方法是声明一个实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象传入到某个线程的构造方法中开启线程。1.5 创建线程方式一继承Thread类创建线程的步骤1 定义一个类继承Thread。2 重写run方法。3 创建子类对象就是创建线程对象。4 调用start方法开启线程并让线程执行同时还会告诉jvm去调用run方法。l 测试类public class Demo01 {public static void main(String[] args) {//创建自定义线程对象MyThread mt new MyThread(新的线程);//开启新线程mt.start();//在主方法中执行for循环for (int i 0; i 10; i) {System.out.println(main线程i);}}}l 自定义线程类public class MyThread extends Thread {//定义指定线程名称的构造方法public MyThread(String name) {//调用父类的String参数的构造方法指定线程的名称super(name);}/*** 重写run方法完成该线程执行的逻辑*/Overridepublic void run() {for (int i 0; i 10; i) {System.out.println(getName()正在执行i);}}}思考线程对象调用 run方法和调用start方法区别线程对象调用run方法不开启线程。仅是对象调用方法。线程对象调用start开启线程并让jvm调用run方法在开启的线程中执行。1.5.1 继承Thread类原理我们为什么要继承Thread类并调用其的start方法才能开启线程呢继承Thread类因为Thread类用来描述线程具备线程应该有功能。那为什么不直接创建Thread类的对象呢如下代码Thread t1 new Thread();t1.start();//这样做没有错但是该start调用的是Thread类中的run方法而这个run方法没有做什么事情更重要的是这个run方法中并没有定义我们需要让线程执行的代码。创建线程的目的是什么是为了建立程序单独的执行路径让多部分代码实现同时执行。也就是说线程创建并执行需要给定线程要执行的任务。对于之前所讲的主线程它的任务定义在main函数中。自定义线程需要执行的任务都定义在run方法中。Thread类run方法中的任务并不是我们所需要的只有重写这个run方法。既然Thread类已经定义了线程任务的编写位置(run方法)那么只要在编写位置(run方法)中定义任务代码即可。所以进行了重写run方法动作。1.5.2 多线程的内存图解多线程执行时到底在内存中是如何运行的呢以上个程序为例进行图解说明多线程执行时在栈内存中其实每一个执行线程都有一片自己所属的栈内存空间。进行方法的压栈和弹栈。当执行线程的任务结束了线程自动在栈内存中释放了。但是当所有的执行线程都结束了那么进程就结束了。1.5.3 获取线程名称开启的线程都会有自己的独立运行栈内存那么这些运行的线程的名字是什么呢该如何获取呢既然是线程的名字按照面向对象的特点是哪个对象的属性和谁的功能那么我们就去找那个对象就可以了。查阅Thread类的API文档发现有个方法是获取当前正在运行的线程对象。还有个方法是获取当前线程对象的名称。既然找到了我们就可以试试。l Thread.currentThread()获取当前线程对象l Thread.currentThread().getName();获取当前线程对象的名称class MyThread extends Thread { //继承ThreadMyThread(String name){super(name);}//复写其中的run方法public void run(){for (int i1;i20 ;i ){System.out.println(Thread.currentThread().getName(),ii);}}}class ThreadDemo {public static void main(String[] args) {//创建两个线程任务MyThread d new MyThread();MyThread d2 new MyThread();d.run();//没有开启新线程,在主线程调用run方法d2.start();//开启一个新线程新线程调用run方法}}通过结果观察原来主线程的名称main自定义的线程Thread-0线程多个时数字顺延。如Thread-1......进行多线程编程时不要忘记了Java程序运行是从主线程开始main方法就是主线程的线程执行内容。1.6 创建线程方式—实现Runnable接口创建线程的另一种方法是声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现run方法。然后创建Runnable的子类对象传入到某个线程的构造方法中开启线程。为何要实现Runnable接口Runable是啥玩意呢继续API搜索。查看Runnable接口说明文档Runnable接口用来指定每个线程要执行的任务。包含了一个run的无参数抽象方法需要由接口实现类重写该方法。l 接口中的方法l Thread类构造方法创建线程的步骤。1、定义类实现Runnable接口。2、覆盖接口中的run方法。。3、创建Thread类的对象4、将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。5、调用Thread类的start方法开启线程。l 代码演示public class Demo02 {public static void main(String[] args) {//创建线程执行目标类对象Runnable runn new MyRunnable();//将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数Thread thread new Thread(runn);Thread thread2 new Thread(runn);//开启线程thread.start();thread2.start();for (int i 0; i 10; i) {System.out.println(main线程正在执行i);}}}l 自定义线程执行任务类public class MyRunnable implements Runnable{//定义线程要执行的run方法逻辑Overridepublic void run() {for (int i 0; i 10; i) {System.out.println(我的线程正在执行i);}}}1.6.1 实现Runnable的原理为什么需要定一个类去实现Runnable接口呢继承Thread类和实现Runnable接口有啥区别呢实现Runnable接口避免了继承Thread类的单继承局限性。覆盖Runnable接口中的run方法将线程任务代码定义到run方法中。创建Thread类的对象只有创建Thread类的对象才可以创建线程。线程任务已被封装到Runnable接口的run方法中而这个run方法所属于Runnable接口的子类对象所以将这个子类对象作为参数传递给Thread的构造函数这样线程对象创建时就可以明确要运行的线程的任务。1.6.2 实现Runnable的好处第二种方式实现Runnable接口避免了单继承的局限性所以较为常用。实现Runnable接口的方式更加的符合面向对象线程分为两部分一部分线程对象一部分线程任务。继承Thread类线程对象和线程任务耦合在一起。一旦创建Thread类的子类对象既是线程对象有又有线程任务。实现runnable接口将线程任务单独分离出来封装成对象类型就是Runnable接口类型。Runnable接口对线程对象和线程任务进行解耦。1.7 线程的匿名内部类使用使用线程的内匿名内部类方式可以方便的实现每个线程执行不同的线程任务操作。l 方式1创建线程对象时直接重写Thread类中的run方法new Thread() {public void run() {for (int x 0; x 40; x) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() ...X.... x);}}}.start();l 方式2使用匿名内部类的方式实现Runnable接口重新Runnable接口中的run方法Runnable r new Runnable() {public void run() {for (int x 0; x 40; x) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() ...Y.... x);}}};new Thread(r).start();第2章 线程池2.1 线程池概念线程池其实就是一个容纳多个线程的容器其中的线程可以反复使用省去了频繁创建线程对象的操作无需反复创建线程而消耗过多资源。我们详细的解释一下为什么要使用线程池在java中如果每个请求到达就创建一个新线程开销是相当大的。在实际使用中创建和销毁线程花费的时间和消耗的系统资源都相当大甚至可能要比在处理实际的用户请求的时间和资源要多的多。除了创建和销毁线程的开销之外活动的线程也需要消耗系统资源。如果在一个jvm里创建太多的线程可能会使系统由于过度消耗内存或“切换过度”而导致系统资源不足。为了防止资源不足需要采取一些办法来限制任何给定时刻处理的请求数目尽可能减少创建和销毁线程的次数特别是一些资源耗费比较大的线程的创建和销毁尽量利用已有对象来进行服务。线程池主要用来解决线程生命周期开销问题和资源不足问题。通过对多个任务重复使用线程线程创建的开销就被分摊到了多个任务上了而且由于在请求到达时线程已经存在所以消除了线程创建所带来的延迟。这样就可以立即为请求服务使用应用程序响应更快。另外通过适当的调整线程中的线程数目可以防止出现资源不足的情况。2.2 使用线程池方式--Runnable接口通常线程池都是通过线程池工厂创建再调用线程池中的方法获取线程再通过线程去执行任务方法。l Executors线程池创建工厂类l public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)返回线程池对象l ExecutorService线程池类l Future submit(Runnable task)获取线程池中的某一个线程对象并执行l Future接口用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用l 使用线程池中线程对象的步骤l 创建线程池对象l 创建Runnable接口子类对象l 提交Runnable接口子类对象l 关闭线程池代码演示public class ThreadPoolDemo {public static void main(String[] args) {//创建线程池对象ExecutorService service Executors.newFixedThreadPool(2);//包含2个线程对象//创建Runnable实例对象MyRunnable r new MyRunnable();//自己创建线程对象的方式//Thread t new Thread(r);//t.start(); --- 调用MyRunnable中的run()//从线程池中获取线程对象,然后调用MyRunnable中的run()service.submit(r);//再获取个线程对象调用MyRunnable中的run()service.submit(r);service.submit(r);//注意submit方法调用结束后程序并不终止是因为线程池控制了线程的关闭。将使用完的线程又归还到了线程池中//关闭线程池//service.shutdown();}}l Runnable接口实现类public class MyRunnable implements Runnable {Overridepublic void run() {System.out.println(我要一个教练);try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(教练来了 Thread.currentThread().getName());System.out.println(教我游泳,交完后教练回到了游泳池);}}2.3 使用线程池方式—Callable接口l Callable接口与Runnable接口功能相似用来指定线程的任务。其中的call()方法用来返回线程任务执行完毕后的结果call方法可抛出异常。l ExecutorService线程池类l Future submit(Callable task)获取线程池中的某一个线程对象并执行线程中的call()方法l Future接口用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用l 使用线程池中线程对象的步骤l 创建线程池对象l 创建Callable接口子类对象l 提交Callable接口子类对象l 关闭线程池代码演示public class ThreadPoolDemo {public static void main(String[] args) {//创建线程池对象ExecutorService service Executors.newFixedThreadPool(2);//包含2个线程对象//创建Callable对象MyCallable c new MyCallable();//从线程池中获取线程对象,然后调用MyRunnable中的run()service.submit(c);//再获取个教练service.submit(c);service.submit(c);//注意submit方法调用结束后程序并不终止是因为线程池控制了线程的关闭。将使用完的线程又归还到了线程池中//关闭线程池//service.shutdown();}}l Callable接口实现类,call方法可抛出异常、返回线程任务执行完毕后的结果public class MyCallable implements Callable {Overridepublic Object call() throws Exception {System.out.println(我要一个教练:call);Thread.sleep(2000);System.out.println(教练来了 Thread.currentThread().getName());System.out.println(教我游泳,交完后,教练回到了游泳池);return null;}}2.4 线程池练习返回两个数相加的结果要求通过线程池中的线程对象使用Callable接口完成两个数求和操作l Future接口用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用l V get() 获取Future对象中封装的数据结果代码演示public class ThreadPoolDemo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {//创建线程池对象ExecutorService threadPool Executors.newFixedThreadPool(2);//创建一个Callable接口子类对象//MyCallable c new MyCallable();MyCallable c new MyCallable(100, 200);MyCallable c2 new MyCallable(10, 20);//获取线程池中的线程调用Callable接口子类对象中的call()方法,完成求和操作// Future submit(Callable task)// Future 结果对象Future result threadPool.submit(c);//此Future的get方法所返回的结果类型Integer sum result.get();System.out.println(sum sum);//再演示result threadPool.submit(c2);sum result.get();System.out.println(sum sum);//关闭线程池(可以不关闭)}}l Callable接口实现类public class MyCallable implements Callable {//成员变量int x 5;int y 3;//构造方法public MyCallable(){}public MyCallable(int x, int y){this.x x;this.y y;}Overridepublic Integer call() throws Exception {return xy;}}第3章 总结3.1 知识点总结l 创建线程的方式l 方式1继承Thread线程类l 步骤1 自定义类继承Thread类2 在自定义类中重写Thread类的run方法3 创建自定义类对象(线程对象)4 调用start方法启动线程通过JVM调用线程中的run方法l 方式2实现Runnable接口l 步骤1 创建线程任务类 实现Runnable接口2 在线程任务类中 重写接口中的run方法3 创建线程任务类对象4 创建线程对象把线程任务类对象作为Thread类构造方法的参数使用5 调用start方法启动线程通过JVM调用线程任务类中的run方法
