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Java进程、线程、多线程

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 多线程 比较:

Java进程、线程、多线程

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:

Java进程、线程、多线程


demo :多线程下载图片

下载commonsIO包,百度commonsIO包

Java进程、线程、多线程

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。

Java进程、线程、多线程


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。

Java进程、线程、多线程

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。

文章来源:智云一二三科技

文章标题:Java进程、线程、多线程

文章地址:https://www.zhihuclub.com/197423.shtml

关于作者: 智云科技

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