一个 进程(Process) 可以有多个 线程( Thread ) ,例如视频中同时出现声音、图像、弹幕等,可以理解视频进程包含了处理声音的线程a、处理图像的线程b、处理文字的线程c。进程和线程就是这么一种关系
单线程 和 多线程 比较:
一般的程序,执行到函数run(),原本的线程 暂停 转到run()执行,run()执行完后,再回来继续执行原来的线程
那如果子线程run()和主线程可以 同时执行 ,效率就会大大提高。
- 程序 是指令和数据的集合,是一个静态的概念。
- 进程 是程序的一次执行过程,它是动态的概念。是系统分配资源的单位。
- 一个进程 可以包含 若干个线程 ,至少有一个线程。线程是CPU调度和执行的单位(这属于操作系统部分的知识)。
- 线程 就是程序中独立执行的一条路径。
当然,平时的多线程很多是模拟出来的,真正的多线程是指有多个CPU,即多核,如服务器。 模拟 出来的 多线程 ,因为只有一个CPU,实际上CPU在执行程序时,同一时间只能执行一个线程,但是因为执行的 线程切换 得很快,所以看起来就像多个线程 同时执行 一样。(操作系统:并发和并行的概念)
线程创建
- 方式1.继承Thread类
- 方式2.实现Runnable接口
- 方式3.实现Callable接口
方式1
//继承Thread类,重写run()方法,调用start启动线程
public class TestThread1 extends Thread{
@ Override
public synchronized void start() {
super.start();
}
@Override
public void run() {
//重写run
for(int i = 0;i < 50; i++){
System .out.println("执行了run函数");
}
}
public static void main(String[] args){
//创建一个线程
TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
//启动线程
testThread1.start();
for(int i = 0;i < 50; i++){
System.out.println("主线程");
}
}
}
结果发现,两个线程是交替执行的,这就是模拟的多线程:
demo :多线程下载图片
下载commonsIO包,百度commonsIO包
下载后解压把里面的jar包复制到项目文件夹下,新建个lib用来存放jar包,但是还不能用,右键lib,选择Add as liberary,就可以看到下拉菜单
写代码,方式1-继承Thread类实现多线程功能:
package thread;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
public class TestThread2 extends Thread{
private String url;//网络图片地址
private String name;//保存的文件名
//重写构造器
public TestThread2(String url, String name){
this.url = url;
this.name = name;
}
//重写run方法
@Override
public void run() {
WebDownloader webdownloader = new WebDownloader();
//调用下载器
webdownloader.downloader(url, name);
System.out.println("下载了图片文件名为:"+name);
}
//主程序入口
public static void main(String[] args){
//从网络找图片,复制图片地址
String url1 = " jpg ";
String url2 = "#34;;
String url3 = "#34;;
//创建线程
TestThread2 t1 = new TestThread2(url1,"1.jpg");
TestThread2 t2 = new TestThread2(url2,"2.jpg");
TestThread2 t3 = new TestThread2(url3,"3.jpg");
//启动线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
//下载器
class WebDownloader{
//下载方法
public void downloader(String url, String name){
try {
//args:url,file
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("IO异常,downloader方法出现问题");
}
}
}
下载完成,同样看到线程执行顺序不同于代码编写的顺序,这是系统调度器安排的线程执行顺序。
方式2:实现 Runable接口 来实现多线程(常用):
//创建线程方式2:实现Runnale接口,重写run方法,调用start方法
public class TestThread3 implements Runnable{
@Override
public void run() {
//重写run
for(int i = 0;i < 50; i++){
System.out.println("执行了run函数");
}
}
public static void main(String[] args){
//创建Runnable接口的实现类对象
TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
//创建线程对象,通过线程对象来开启我们的线程,代理
//通过一个Thread,把Runnable接口的实现类testThread3丢进去,来调用start
Thread thread = new Thread(testThread3);
//启动线程
thread.start();
for(int i = 0;i < 50; i++){
System.out.println("主线程");
}
}
}
把下载图片的程序改成方式2,只要两步:
//一、实现接口 :implements Runnable
public class TestThread2_1 implements Runnable{...}
//二、启动线程,new Thread,把实现类的对象丢进去,通过Thread调用start()方法
//t1.start();
new Thread(t1).start();
//t2.start();
new Thread(t2).start();
//t3.start();
new Thread(t3).start();
对比:
继承Thread类
- 子类继承Thread类,实现多线程
- 启动线程:子类对象.start()
- 不推荐,避免OOP单继承局限性
实现Runnable接口:
- 实现接口Runnable接口,实现多线程
- 启动线程:传入目标对象->new Thread对象.start()->
- 推荐使用:灵活方便,方便同一个对象被多个线程使用
实例 :买票问题,多个线程同时操作同一个对象。
public class TestThread4 implements Runnable{
private int ticketNums = 10;
@Override
public void run() {
while(true){
if(ticketNums<=0){
break ;
}
try {//模拟延时,举例发现多线程的问题
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//获取当前线程的名字name
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 拿到了第 "+ticketNums+" 张票");
//减去一张票
ticketNums --;
}
}
public static void main(String[] args){
//接口实现类对象
TestThread4 testThread4 = new TestThread4();
//传入接口实现类对象,通过Thread类调用start()
new Thread(testThread4, "小明").start();
new Thread(testThread4, "小光").start();
new Thread(testThread4, "小黑").start();
}
}
结果看到,同一张票被多个人拿到,这显然不合理。
发现问题:多个线程操作同一个资源的情况下,线程不安全,数据紊乱。
多线程 demo :龟兔赛跑
//包名,自定义的,代码所在的文件夹名
package thread;
public class Race implements Runnable{
private static String winner;
//重写线程运行run方法
@Override
public void run() {
//简单设置跑道100步远
for(int i = 0;i<=100;i++){
//比赛结束的标志-bool变量
boolean flag = gameOver(i);
//判断比赛是否结束
if(flag){
//结束,退出循环
break;
}
//输出当前进程跑了多少步
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"跑了"+i+"步");
}
}
//判断是否有人跑到100步,有则比赛结束
public boolean gameOver(int steps){
if(winner!=null){
return true;
}
//比赛结束,输出胜利者
if(steps>=100){
//获取进程名
winner = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("winner is"+winner);
return true;
}
return false;
}
public static void main(String[] args) {
//定义一条跑道Race,两个人跑
Race race = new Race();
//定义两个比赛者,start!
new Thread(race,"乌龟").start();
new Thread(race,"兔子").start();
}
}
多运行几次,结果都不一样,因为调度器安排的执行顺序每次都不一样。