线程

多线程

我们在之前，学习的程序在没有跳转语句的前提下，都是由上至下依次执行，那现在想要设计一个程序，边打游戏边听歌，怎么设计？

要解决上述问题,咱们得使用多进程或者多线程来解决.

4.1 并发与并行

• 并发：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。

• 并行：指两个或多个事件在同一时刻发生（同时发生）。

 

在操作系统中，安装了多个程序，并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行，这在单 CPU 系统中，每一时刻只能有一道程序执行，即微观上这些程序是分时的交替运行，只不过是给人的感觉是同时运行，那是因为分时交替运行的时间是非常短的。

而在多个 CPU 系统中，则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上（CPU），实现多任务并行执行，即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序，这样多个程序便可以同时执行。目前电脑市场上说的多核 CPU，便是多核处理器，核 越多，并行处理的程序越多，能大大的提高电脑运行的效率。

注意：单核处理器的计算机肯定是不能并行的处理多个任务的，只能是多个任务在单个CPU上并发运行。同理,线程也是一样的，从宏观角度上理解线程是并行运行的，但是从微观角度上分析却是串行运行的，即一个线程一个线程的去运行，当系统只有一个CPU时，线程会以某种顺序执行多个线程，我们把这种情况称之为线程调度。

4.2 线程与进程

• 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

我们可以再电脑底部任务栏，右键----->打开任务管理器,可以查看当前任务的进程：

进程

 

线程

 

线程调度:

• 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。

• 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。

  • 设置线程的优先级

  • 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。

4.3 创建线程类

Java使用java.lang.Thread类代表线程，所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。每个线程的作用是完成一定的任务，实际上就是执行一段程序流即一段顺序执行的代码。Java使用线程执行体来代表这段程序流。Java中通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤如下：

1. 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体。

2. 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象

3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

代码如下：

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);
}
}
}

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
 */
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(getName()+"：正在执行！"+i);
}
}
}

获取线程的名称:

1.使用Thread类中的方法getName() ​ String getName() 返回该线程的名称。 ​ 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 ​ static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用。

package com.itheima.demo01.getName;
// 定义一个Thread类的子类
public class MyThread extends Thread{
   //重写Thread类中的run方法,设置线程任务
   @Override
   public void run() {
       //获取线程名称
       //String name = getName();
       //System.out.println(name);
​
       //Thread t = Thread.currentThread();
       //System.out.println(t);//Thread[Thread-0,5,main]
       //String name = t.getName();
       //System.out.println(name);
​
       //链式编程
       System.out.println(Thread.currentThread().getName());
  }
}

线程的名称: 主线程: main 新线程: Thread-0,Thread-1,Thread-2

package com.itheima.demo01.getName;
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());
  }
}

设置线程的名称:(了解) 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。

main类

public class Demo01SetThreadName {
   public static void main(String[] args) {
       //开启多线程
       MyThread mt = new MyThread();
       mt.setName("小强");
       mt.start();
​
       //开启多线程
       new MyThread("旺财").start();
  }

子类

package com.itheima.demo02.setName;
public class MyThread extends Thread{
​
   public MyThread(){}
​
   public MyThread(String name){
       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
  }
​
   @Override
   public void run() {
       //获取线程的名称
       System.out.println(Thread.currentThread().getName());
  }
}

设置线程暂停时间

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）。 毫秒数结束之后,线程继续执行

package com.itheima.demo03.sleep;
public class Demo01Sleep {
   public static void main(String[] args) {
       //模拟秒表
       for (int i = 1; i <=60 ; i++) {
           System.out.println(i);
​
           //使用Thread类的sleep方法让程序睡眠1秒钟
           try {
               Thread.sleep(1000);
          } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
          }
      }

创建线程类第二种 -Runnable接口

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

package com.itheima.demo04.Runnable;
​
public class Demo01Runnable {
   public static void main(String[] args) {
       //3.创建一个Runnable接口的实现类对象
       RunnableImpl run = new RunnableImpl();
       //4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
       //Thread t = new Thread(run);//打印线程名称
       Thread t = new Thread(new RunnableImpl2());//打印HelloWorld
       //5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法
       t.start();
​
       for (int i = 0; i <20 ; i++) {
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
      }
  }
}

package com.itheima.demo04.Runnable;
//1.创建一个Runnable接口的实现类
public class RunnableImpl implements Runnable{
   //2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
   @Override
   public void run() {
       for (int i = 0; i <20 ; i++) {
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
      }
  }
}

Runnable2

package com.itheima.demo04.Runnable;
//1.创建一个Runnable接口的实现类
public class RunnableImpl2 implements Runnable{
   //2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
   @Override
   public void run() {
       for (int i = 0; i <20 ; i++) {
           System.out.println("HelloWorld"+i);
      }
  }
}

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 };

package com.itheima.demo05.InnerClassThread;
​
public class Demo01InnerClassThread {
   public static void main(String[] args) {
       //线程的父类是Thread
       // new MyThread().start();
       new Thread(){
           //重写run方法,设置线程任务
           @Override
           public void run() {
               for (int i = 0; i <20 ; i++) {
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"黑马");
              }
          }
      }.start();
​
       //线程的接口Runnable
       //Runnable r = new RunnableImpl();//多态
       Runnable r = new Runnable(){
           //重写run方法,设置线程任务
           @Override
           public void run() {
               for (int i = 0; i <20 ; i++) {
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"程序员");
              }
          }
      };
       new Thread(r).start();
​
       //简化接口的方式
       new Thread(new Runnable(){
           //重写run方法,设置线程任务
           @Override
           public void run() {
               for (int i = 0; i <20 ; i++) {
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"传智播客");
              }
          }
      }).start();
  }
}