第一章 线程
1.1 多线程原理
画一个多线程执行时序图来体现一下多线程程序的执行流程。
代码如下:
自定义线程类:
1 public class MyThread extends Thread { 2 /* 3 * 利用继承中的特点 4 * 将线程名称传递 进行设置 5 */ 6 public MyThread(String name) { 7 super(name); 8 } 9 10 /* 11 * 重写run方法 12 * 定义线程要执行的代码 13 */ 14 public void run() { 15 for (int i = 0; i < 20; i++) { 16 //getName()方法 来自父亲 17 System.out.println(getName() + i); 18 } 19 } 20 }
测试类:
1 public class Demo { 2 public static void main(String[] args) { 3 System.out.println("这里是main线程"); 4 MyThread mt = new MyThread("小强"); 5 mt.start();//开启了一个新的线程 6 for (int i = 0; i < 20; i++) { 7 System.out.println("旺财:" + i); 8 } 9 } 10 }
流程图:
- 程序启动运行main时候,java虚拟机启动一个进程,主线程main在main()调用时候被创建。随着调用mt的对象的start方法,另外一个新的线程也启动了,这样,整个应用就在多线程下运行。
- 通过这张图我们可以很清晰的看到多线程的执行流程,那么为什么可以完成并发执行呢?我们再来讲一讲原理。
- 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。
多线程随机性打印结果:
多线程内存图解:
单线程进行压栈操作,多线程能够开辟新的栈空间,创建的对象在堆内存中。
1.2 Thread类
在之前的内容中我们已经可以完成最基本的线程开启,那么在我们完成操作过程中用到了java.lang.Thread 类,API中该类中定义了有关线程的一些方法,具体如下:
构造方法:
- public Thread() :分配一个新的线程对象。
- public Thread(String name) :分配一个指定名字的新的线程对象。
- public Thread(Runnable target) :分配一个带有指定目标新的线程对象。
- public Thread(Runnable target,String name) :分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。
常用方法:
- public String getName() :获取当前线程名称。
- public void start() :导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。
- public void run() :此线程要执行的任务在此处定义代码。
- public static void sleep(long millis) :使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停(暂时停止执行)。
- public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用。
代码示例:
MyThread.java
1 /* 2 获取线程的名称: 3 1.使用Thread类中的方法getName() 4 String getName() 返回该线程的名称。 5 2.可以先获取到当前正在执行的线程,使用线程中的方法getName()获取线程的名称 6 static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用。 7 */ 8 // 定义一个Thread类的子类 9 public class MyThread extends Thread{ 10 //重写Thread类中的run方法,设置线程任务 11 @Override 12 public void run() { 13 //获取线程名称 14 //String name = getName(); 15 //System.out.println(name); 16 17 //Thread t = Thread.currentThread(); 18 //System.out.println(t);//Thread[Thread-0,5,main] 19 //String name = t.getName(); 20 //System.out.println(name); 21 22 //链式编程 23 System.out.println(Thread.currentThread().getName()); 24 } 25 }
Demo01GetThreadName.java
/* 线程的名称: 主线程: main 新线程: Thread-0,Thread-1,Thread-2 */ public class Demo01GetThreadName { public static void main(String[] args) { //创建Thread类的子类对象 MyThread mt = new MyThread(); //调用start方法,开启新线程,执行run方法 mt.start(); new MyThread().start(); new MyThread().start(); //链式编程 System.out.println(Thread.currentThread().getName()); } }
设置线程名称
1.使用Thread类中的方法setName(名字)
void setName(String name) 改变线程名称,使之与参数 name 相同。
2.创建一个带参数的构造方法,参数传递线程的名称;调用父类的带参构造方法,把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字
Thread(String name) 分配新的 Thread 对象。
代码示例:
MyThread.java:
1 /* 2 设置线程的名称:(了解) 3 1.使用Thread类中的方法setName(名字) 4 void setName(String name) 改变线程名称,使之与参数 name 相同。 5 2.创建一个带参数的构造方法,参数传递线程的名称;调用父类的带参构造方法,把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字 6 Thread(String name) 分配新的 Thread 对象。 7 */ 8 public class MyThread extends Thread{ 9 10 public MyThread(){} 11 12 public MyThread(String name){ 13 super(name);//把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字 14 } 15 16 @Override 17 public void run() { 18 //获取线程的名称 19 System.out.println(Thread.currentThread().getName()); 20 } 21 }
Demo01SetThreadName.java:
1 public class Demo01SetThreadName { 2 public static void main(String[] args) { 3 //开启多线程 4 MyThread mt = new MyThread(); 5 mt.setName("小强"); 6 mt.start(); 7 8 //开启多线程 9 new MyThread("旺财").start(); 10 } 11 }
sleep方法示例代码:
1 /* 2 public static void sleep(long millis):使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停(暂时停止执行)。 3 毫秒数结束之后,线程继续执行 4 */ 5 public class Demo01Sleep { 6 public static void main(String[] args) { 7 //模拟秒表 8 for (int i = 1; i <=60 ; i++) { 9 System.out.println(i); 10 11 //使用Thread类的sleep方法让程序睡眠1秒钟 12 try { 13 Thread.sleep(1000); 14 } catch (InterruptedException e) { 15 e.printStackTrace(); 16 } 17 } 18 } 19 }
1.3 创建线程方式二
创建多线程程序的第二种方式:实现Runnable接口
java.lang.Runnable
Runnable 接口应该由那些打算通过某一线程执行其实例的类来实现。类必须定义一个称为 run 的无参数方法。
java.lang.Thread类的构造方法
Thread(Runnable target) 分配新的 Thread 对象。
Thread(Runnable target, String name) 分配新的 Thread 对象。
实现步骤:
1.创建一个Runnable接口的实现类
2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
3.创建一个Runnable接口的实现类对象
4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法
实现Runnable接口创建多线程程序的好处:
1.避免了单继承的局限性
一个类只能继承一个类(一个人只能有一个亲爹),类继承了Thread类就不能继承其他的类
实现了Runnable接口,还可以继承其他的类,实现其他的接口
2.增强了程序的扩展性,降低了程序的耦合性(解耦)
实现Runnable接口的方式,把设置线程任务和开启新线程进行了分离(解耦)
实现类中,重写了run方法:用来设置线程任务
创建Thread类对象,调用start方法:用来开启新线程
代码示例:
RunnableImpl.java:
1 //1.创建一个Runnable接口的实现类 2 public class RunnableImpl implements Runnable{ 3 //2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务 4 @Override 5 public void run() { 6 for (int i = 0; i <20 ; i++) { 7 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i); 8 } 9 } 10 }
Demo01Runnable.java:
1 public class Demo01Runnable { 2 public static void main(String[] args) { 3 //3.创建一个Runnable接口的实现类对象 4 RunnableImpl run = new RunnableImpl(); 5 //4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 6 //Thread t = new Thread(run);//打印线程名称 7 Thread t = new Thread(new RunnableImpl2());//打印HelloWorld 8 //5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法 9 t.start(); 10 11 for (int i = 0; i <20 ; i++) { 12 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i); 13 } 14 } 15 }
RunnableImpl2.java:
1 //1.创建一个Runnable接口的实现类 2 public class RunnableImpl2 implements Runnable{ 3 //2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务 4 @Override 5 public void run() { 6 for (int i = 0; i <20 ; i++) { 7 System.out.println("HelloWorld"+i); 8 } 9 } 10 }
- 通过实现Runnable接口,使得该类有了多线程类的特征。run()方法是多线程程序的一个执行目标。所有的多线程代码都在run方法里面。Thread类实际上也是实现了Runnable接口的类。
- 在启动的多线程的时候,需要先通过Thread类的构造方法Thread(Runnable target) 构造出对象,然后调用Thread对象的start()方法来运行多线程代码。
- 实际上所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。因此,不管是继承Thread类还是实现Runnable接口来实现多线程,最终还是通过Thread的对象的API来控制线程的,熟悉Thread类的API是进行多线程编程的基础。
·注意:Runnable对象仅仅作为Thread对象的target,Runnable实现类里包含的run()方法仅作为线程执行体。而实际的线程对象依然是Thread实例,只是该Thread线程负责执行其target的run()方法。
1.4 Thread和Runnable的区别
如果一个类继承Thread,则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话,则很容易的实现资源共享。
总结:
实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:
1. 适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。
2. 可以避免java中的单继承的局限性。
3. 增加程序的健壮性,实现解耦操作,代码可以被多个线程共享,代码和线程独立。
4. 线程池只能放入实现Runable或Callable类线程,不能直接放入继承Thread的类。
扩充:在java中,每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程,一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类的时候,实际上都会启动一个JVM,每一个JVM其实在就是在操作系统中启动了一个进程。
1.5 匿名内部类方式实现线程的创建
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。
匿名内部类方式实现线程的创建
匿名:没有名字
内部类:写在其他类内部的类
匿名内部类作用:简化代码
把子类继承父类,重写父类的方法,创建子类对象合一步完成
把实现类实现类接口,重写接口中的方法,创建实现类对象合成一步完成
匿名内部类的最终产物:子类/实现类对象,而这个类没有名字
格式:
new 父类/接口(){
重复父类/接口中的方法
};
代码示例:
1 public class Demo01InnerClassThread { 2 public static void main(String[] args) { 3 //线程的父类是Thread 4 // new MyThread().start(); 5 new Thread(){ 6 //重写run方法,设置线程任务 7 @Override 8 public void run() { 9 for (int i = 0; i <20 ; i++) { 10 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"黑马"); 11 } 12 } 13 }.start(); 14 15 //线程的接口Runnable 16 //Runnable r = new RunnableImpl();//多态 17 Runnable r = new Runnable(){ 18 //重写run方法,设置线程任务 19 @Override 20 public void run() { 21 for (int i = 0; i <20 ; i++) { 22 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"程序员"); 23 } 24 } 25 }; 26 new Thread(r).start(); 27 28 //简化接口的方式 29 new Thread(new Runnable(){ 30 //重写run方法,设置线程任务 31 @Override 32 public void run() { 33 for (int i = 0; i <20 ; i++) { 34 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"传智播客"); 35 } 36 } 37 }).start(); 38 } 39 }
在上一天内容中我们已经可以完成最基本的线程开启,那么在我们完成操作过程中用到了java.lang.Thread 类,API中该类中定义了有关线程的一些方法,具体如下:构造方法: