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Java 之多线程基础

news 2024/11/15 15:24:09

1. 什么是多线程？

多线程是指在单个程序中同时执行多个任务。就像一个家庭，多个家庭成员可以同时进行不同的活动，比如做饭、洗衣服、看电视等等。

生活中的例子：

浏览器同时打开多个网页，每个网页都运行在独立的线程中。
手机同时运行着多个应用程序，比如音乐播放器、导航软件和聊天软件等等，这些应用都运行在不同的线程中。

2. 并行和并发

并发：是指多个任务在同一时间段内进行，但是可能不是真正同时执行，而是通过时间片轮流执行。就像一个厨师，可以同时炒菜和煮汤，但实际操作上是先炒菜几分钟，然后再去煮汤几分钟，不断切换。
并行：是指多个任务在同一时间点同时执行，需要多个处理器才能实现。就像两个人一起做菜，一个炒菜，一个煮汤，真正的同时进行。

生活中的例子：

并发：一台单核电脑，可以同时运行多个程序，但是实际上是操作系统将CPU时间分配给不同的程序，轮流执行。
并行：一台多核电脑，可以同时运行多个程序，每个程序都运行在不同的处理器上，真正同时执行。

3. 进程和线程

进程：是操作系统分配资源的最小单位，包含程序代码、数据和系统资源等。可以理解为一个独立运行的程序，比如浏览器、音乐播放器等等。
线程：是进程中的一个执行单元，共享进程的资源，是CPU调度和执行的最小单位。可以理解为一个进程中的一个任务，比如浏览器中的多个网页、音乐播放器中的播放和暂停等。

区别：

进程独立运行，拥有自己的内存空间，线程共享进程的内存空间。
进程之间通信相对困难，线程之间通信比较容易。
进程切换开销大，线程切换开销小。

4. 实现线程的四种方式

4.1 继承 Thread 类：

public class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {System.out.println("我是线程：" + Thread.currentThread().getName());}public static void main(String[] args) {MyThread thread = new MyThread();thread.setName("线程1");thread.start();}
}

4.2 实现 Runnable 接口：

public class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("我是线程：" + Thread.currentThread().getName());}public static void main(String[] args) {MyRunnable runnable = new MyRunnable();Thread thread = new Thread(runnable, "线程2");thread.start();}
}

4.3 实现 Callable 接口：

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;public class MyCallable implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {return "我是线程：" + Thread.currentThread().getName();}public static void main(String[] args) throws Exception {MyCallable callable = new MyCallable();FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(callable);Thread thread = new Thread(futureTask, "线程3");thread.start();System.out.println(futureTask.get());}
}

4.4 使用线程池：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class ThreadPool {public static void main(String[] args) {ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);executor.execute(() -> System.out.println("我是线程：" + Thread.currentThread().getName()));executor.shutdown();}
}

四种方式的异同和优缺点：

方式	优点	缺点
继承 Thread 类	代码简洁	无法继承其他类
实现 Runnable 接口	可继承其他类	代码略复杂
实现 Callable 接口	可返回结果	代码略复杂
线程池	管理线程，提高效率	使用相对复杂

5. 线程休眠、优先级和守护线程

5.1 线程休眠：

概念：让线程暂停一段时间，让其他线程运行。
方法：Thread.sleep(long millis)
示例：

public class SleepThread extends Thread {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("我是线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，i = " + i);try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}

5.2 线程优先级

概念：设置线程的优先级，优先级高的线程更容易获得CPU时间片。
方法：Thread.setPriority(int priority)，优先级范围为 1（最低）到 10（最高），默认5。
示例：

public class PriorityThread extends Thread {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("我是线程：" + Thread.currentThread().getName() + "，i = " + i);}}
}public class PriorityTest {public static void main(String[] args) {PriorityThread thread1 = new PriorityThread();thread1.setName("线程1");thread1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);PriorityThread thread2 = new PriorityThread();thread2.setName("线程2");thread2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);thread1.start();thread2.start();}
}

5.3 守护线程：

概念：守护线程是为其他线程服务的，当所有用户线程都结束时，守护线程也会自动结束。
方法：Thread.setDaemon(true)
示例：

public class DaemonThread extends Thread {@Overridepublic void run() {while (true) {System.out.println("我是守护线程，正在运行...");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}public class DaemonTest {public static void main(String[] args) {DaemonThread daemonThread = new DaemonThread();daemonThread.setDaemon(true);daemonThread.start();System.out.println("我是主线程，即将结束...");try {Thread.sleep(5000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

总结：

多线程是Java程序中重要的并发机制，可以提高程序效率，实现更复杂的应用。了解并行和并发、进程和线程的区别、实现线程的四种方式以及线程相关的概念，如休眠、优先级和守护线程，是学习Java多线程的基础。希望对各位看官有所帮助，感谢各位看官的观看，也祝大家今天中秋快乐，下期见，谢谢~

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http://www.mrgr.cn/news/28761.html