摘自:https://www.cnblogs.com/gyyyblog/p/11823842.html
进程和线程
在学习线程之前,首先要理解什么是进程。打开你的任务管理器,导航栏第一个清清楚楚的写着进程,点进去会发现是许许多多的你在运行的程序,这就是一个进程。
like this:
现代操作系统都可以同时执行多个程序,这就是多任务。线程时建立在进程的基础上的,比如QQ音乐这个进程可以同时在执行播放、下载、传输等动作。这就叫多线程,每个线程在执行不同的功能。
在单核CPU系统中,也可以同时运行多个程序,程序运行是抢占式的,QQ
运行0.001S
,chrome
运行0.01s
,这个时间人是感知不出来的,我们就会觉得在同时执行。所以为了提高效率,现在的手机、电脑都是非常多核的。
进程和线程的关系就是:一个进程可以包含一个或多个线程,但至少会有一个线程。
操作系统调度的最小任务单位其实不是进程,而是线程。
进程 VS 线程
进程和线程是包含关系,但是多任务既可以由多进程实现,也可以由线程实现,还可以混合多进程+多线程。
和多线程相比,多进程的缺点是:
- 创建进程比创建线程开销大很多,尤其是在Windows上
- 进程间通信比线程要慢,因为线程见通信就是读写同一个变量,速度很快
多进程的优点:
- 多进程稳定性比多线程高,因为在多进程情况下,一个进程的崩溃不会影响其他进程,任何一个线程崩溃会导致整个进程崩溃。
创建线程
1. Thread
例:
public class MyThread extends Thread { // 线程的主体类
@Override
public void run(){
System.out.println("Thread is starting");
}
}
上面的MyThread
类继承Thread
,覆写了run
方法。一个类只要继承了此类,就表示这个类为线程的主体类。run()
是线程的主方法,多线程要执行的方法都在这写。
但是run()
方法是不能被直接调用的,这牵涉到系统的资源调度问题,想要启动多线程,必须用start()
完成。
调用线程
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
new MyThread().start();
// 启动新线程
}
java语言内置了多线程支持。当Java程序启动的时候其实是启动了一个JVM进程。JVM启动主线程来执行main()
方法,在main()
方法中可以启动其他线程。
start()
只能由 Thread
类型实例调用,表示启动一个线程。
执行结果
"C:Program FilesJavajdk1.8.0_221binjava.exe"
Thread is starting
由此可见,线程创建成功
那么创建一个多线程呢?
创建多线程
// 多线程主体类
public class MyThread extends Thread {
private String title;
public MyThread(){
}
MyThread(String title){
this.title = title;
}
@Override
public void run(){
for (int i = 0; i<10;i++){
System.out.println(this.title + "is starting");
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
}
public static void main(String[] args) {
new Thread(new MyThread("A"),"线程1").start();
new Thread(new MyThread("C"),"线程2").start();
new Thread(new MyThread("B")).start();
}
执行结果:
这个结果中有几个关注点:
- 多线程的执行是无序的,不可控的
- 调用的是
start()
方法,但执行的是run()
方法
我们来看一下源码,分析一下
public synchronized void start() {
if (threadStatus != 0) // 判断线程状态
// 每一个线程的类的对象只允许启动一次,重复启动就会抛出这个异常,由run()抛出
throw new IllegalThreadStateException();
group.add(this);
boolean started = false;
try {
// 调用此方法
start0();
started = true;
} finally {
try {
if (!started) {
group.threadStartFailed(this);
}
} catch (Throwable ignore) {
}
}
}
private native void start0();
// 注释部分被我删掉了,太长了
我们发现start()
方法调用的是start0()
,而start0()
并没有实现,还被native
修饰,那么native
是啥呢?
在Java程序执行的过程中考虑到对于不同层次的开发者需求,支持了本地的操作系统函数调用。这项技术被称为JNI(Java Native Interface)
,但在Java开发过程中并不推荐这样使用。利用这项技术,可以利用操作系统提供的的底层函数,操作一些特殊的处理。
不同的系统在进行资源调度的时候由自己的一套算法,要想调用start()
方法启动线程,就要实现start0()
,这时候JVM
就会根据不同的操作系统来具体实现start0()
,总结就是一切的一切都是跨平台带来的。
这也规定了,启动多线程只有一种方案,调用Thread
类中的start()
方法.
- Thread 构造函数可以接收一个实例对象和线程的名字参数。
Thread.currentThread().getName()
就代表了获取当前线程的名字。
在返回值中还出现了"Thread-3",这是由于Thread会自动给没有命名的线程分配一个不会重复的名字。
这种方式启动多线程固然没错,但存在单继承的隐患。下面就给出另一种模式。
2. Runnable
首先分别来看一下Thread
类的实现
public
class Thread implements Runnable {}
原来Thread
是继承了Runnable
再看一下Runnable
接口
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
/**
* When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used
* to create a thread, starting the thread causes the object's
* <code>run</code> method to be called in that separately executing
* thread.
* <p>
* The general contract of the method <code>run</code> is that it may
* take any action whatsoever.
*
* @see java.lang.Thread#run()
*/
public abstract void run();
}
再次惊讶,原来这个run方法也是从这里继承的。
那就清楚了,来试一下吧。
// 只需要实现 Runnable,重写run()即可,其他丝毫未变
public class MyThread implements Runnable {
private String title;
public MyThread(){
}
MyThread(String title){
this.title = title;
}
@Override
public void run(){
for (int i = 0; i<10;i++){
System.out.println(this.title + "is starting");
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
}
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
new Thread(new MyThread("A线程"),"线程1").start();
new Thread(new MyThread("C线程"),"线程2").start();
new Thread(new MyThread("B线程")).start();
// lambda 语法实现
// new Thread(() -> {
// System.out.println("启动新的线程");
// }).start();
}
}
结果:
完全一致。
在以后的多线程设计实现,优先使用Runnable
接口实现。
还没完,我们依靠Runnable
接口实现的时候,会发现有一个缺陷,就是没有返回值,那有没有带返回值的实现方式呢?有!继续看
3. Callable
在Java1.5
之后为了解决run()
方法没有返回值的问题,引入了新的线程实现java.util.concurrent.Callable
接口.
我们看一下Oracle的api文档:
可以看到Callable定义的时候利用了一个泛型,代表了返回数据的类型,避免了向下转型带来的安全隐患
了解向下转型可以看我的另一篇文章:https://www.cnblogs.com/gyyyblog/p/11806601.html
但是问题又来了,我们上面已经说过了,要想启动多线程,必须使用Thread
类提供的start()
方法调用Runnable
接口的 run()
方法,可是现在 Callable
中并没有run()
方法,那怎么办呢?
再来找到一个FutureTask
类:
public class FutureTask<V>
extends Object
implements RunnableFuture<V>
构造方法:
它的构造方法可以接收一个Callable
类型参数
它又继承了RunnableFuture<V>
,那就继续往上找
public interface RunnableFuture<V>
extends Runnable, Future<V>
出现了,它出现了,Runnable
我们知道了,是没有返回值的,现在看看Future<V>
是个啥
它有一个get()
方法可以得到一个泛型返回值。
OK,现在我们就可以梳理一下找到的这些东西怎么个关系:
具体实现
public class CallableThread implements Callable<String> { // 继承实现Callable<V>
// 覆写call()方法
@Override
public String call() throws Exception{
for (int i = 0;i<10;i++){
System.out.println("*********线程执行、i="+ i);
}
return "线程执行完毕";
}
}
// 调用
FutureTask<String> task = new FutureTask<>(new CallableThread());
new Thread(task).start();
System.out.println("【线程返回数据】" + task.get());
结果:
为了得到一个返回值可真不容易,核心思想还是实例化一个Thread
对象,可通过其构造方法接收一个Rannable
类型参数,调用start()
启动线程.
总结:基本来说就这三种创建多线程模式,根据场景使用。
**纯属个人理解,希望指正错误,共同交流。