Java 多线程(基础)
1 多线程
1.1 多任务
- 现实生活中太多这样同时做多件事的例子了，看起来是多个任务同时都在做，其实本质上我们的大脑在同一时间依旧只能做一件事
1.2 多线程
- 原来是一条路，慢慢地因为车变多了，造成了道路堵塞，使通行效率变低。
为了提高使用的效率，能够充分利用道路，于是加了多个车道，从此，妈妈再也不用担心道路堵塞了
1.3 普通方法调用和多线程
2 进程和线程
2.1 什么是进程(Process)?
进: 正在进行; 程: 程序
程序：程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念；
进程：进程是执行程序的一次执行过程，它是一个动态的概念。是系统资源分配的单位
-
程序是静止的，只有真正运行时的程序，才被称为进程。
-
目前操作系统都是支持多进程，可以同时执行多个进程，通过进程ID区分。
2.2 什么是线程(Thread)?
概念: 线程，又称轻量级进程（Light Weight Process）。
- 进程中的一个执行路径，同时也是CPU的基本调度单位。
- 进程由多个线程组成，彼此间完成不同的工作，抢占式执行，称为多线程。
- 当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义
注意：很多多线程都是模拟出来的，真正的多线程是指有多个CUP，即多核，如服务器。如果是模拟出来的多线程，即在一个CPU的情况下，在同一时间点，CPU只能执行一个代码，只是因为切换的太快，所以便产生了同时执行的错觉；
2.3 进程和线程的区别
- 进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是CPU的基本调度单位。
- 一个程序运行后至少有一个进程。
- 一个进程可以包含多个线程，但是至少需要有一个线程。
- 进程间不能共享数据段地址，但同进程的线程之间可以。
3 线程的实现
3.1 线程的组成
任何一个线程都具有基本的组成部分：
- CPU时间片：操作系统（OS）会为每个线程分配执行时间。
- 运行内存：
- 堆内存：存储线程需使用的对象，多个线程可以共享堆中的对象。
- 栈内存：存储线程需使用的局部变量，每个线程都拥有独立的栈。
- 线程的逻辑代码
3.2 线程执行特点
- 线程抢占式执行，结果随机性。
- 效率高
- 可防止单一线程长时间独占CPU
- 在单核CPU中，宏观上同时执行，微观上顺序执行；多核CPU中，可以真正并发执行。
注意：线程调用不一定立即执行，由CPU调度执行
3.3 线程的创建
运行程序时, JVM会自动创建主线程(main), main线程执行main方法
3.3.1 继承Thread类
- 继承Thread类，重写run()方法，调用start() 方法
- 适合没有资源共享
MyThread01:
public class MyThread01 extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("子线程...."+i);
}
}
}
Test:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建子线程
MyThread01 thread01 = new MyThread01();
//启动子线程
thread01.start();
//thread01.run();调用方法
//main线程执行for
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("main线程......"+i);
}
}
}
面试题: 一个线程能启动两次吗?
答: 不能, 启动多次会出现IllegalThreadStateException错误
获取线程ID和名称
方式 1 :
//方式1 this.getName() this.getId()
System.out.println(this.getName()+" "+this.getId()+"子线程...."+i);
方式 2 :
//方式2 Thread.currentThread().getName()/getId()
System.out.println(
Thread.currentThread().getName()+"..."
+Thread.currentThread().getId()+"子线程...."+i
);
修改线程名称
方式 1 :
//方式1 thread.setName()
thread01.setName("线程-01");
thread02.setName("线程-02");
方式 2 :
//方式2 构造方法
//重写构造方法
public MyThread01(String name) {
super(name);
}
//创建子线程时,修改
MyThread01 thread01 = new MyThread01("线程-01");
MyThread01 thread02 = new MyThread01("线程-02");
课堂案例
实现4个窗口各卖100张票？
内存分析:
SaleTicket:
package StageOne.day19.MyThread;
/**
* @author 胡昊龙
* @version 1.0
* @description: TODO
* @date 2024/1/12 15:22
*/
public class SaleTicket extends Thread{
//总票数
private int count = 100;
//重写构造方法
public SaleTicket(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
while (count > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"卖了第" + count + "张票");
count--;
}
}
}
Test:
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
SaleTicket s1 = new SaleTicket("窗口1");
SaleTicket s2 = new SaleTicket("窗口2");
SaleTicket s3 = new SaleTicket("窗口3");
SaleTicket s4 = new SaleTicket("窗口4");
s1.start();
s2.start();
s3.start();
s4.start();
}
}
3.3.2 实现Runnable接口
实现Runnable接口
- 适合有资源共享
- 操作相同，共享资源类实现Runnable接口
- 操作不同，操作类分开实现Runnable接口，构造方法传递共享资源
MyRunnable:
package StageOne.day19.MyRunnable;
/**
* @author 胡昊龙
* @version 1.0
* @description: TODO
* @date 2024/1/12 16:02
*/
public class MyRunnable implements Runnable{
//重写run()方法
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(
Thread.currentThread().getName()+"子线程"+"..."+i
);
}
}
}
Test:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建可运行对象
MyRunnable runnable = new MyRunnable();
//创建线程对象
Thread t1 = new Thread(runnable,"线程-01");
Thread t2 = new Thread(runnable,"线程-02");
Thread t3 = new Thread(runnable,"线程-03");
//启动线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
//main
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(
"主线程..............."+i
);
}
}
}
课堂案例 1
实现4个窗口共卖100张票？
内存分析:
Ticket:
public class Ticket implements Runnable{
private int count = 100;
@Override
public void run() {
while (count > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
"卖了第" + count + "张票");
count--;
}
}
}
Test:
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
//创建票对象(可运行对象)
Ticket ticket = new Ticket();
//创建线程对象
Thread t1 = new Thread(ticket,"窗口1");
Thread t2 = new Thread(ticket,"窗口2");
Thread t3 = new Thread(ticket,"窗口3");
Thread t4 = new Thread(ticket,"窗口4");
//启动线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
课堂案例 2
你和你女朋友共用一张银行卡，你向卡中存钱，你女朋友从卡中取钱，使用程序模拟过程?
BankCard:
public class BankCard {
private double money;
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
}
Save:
public class Save implements Runnable{
private BankCard card;
public Save(BankCard card) {
this.card = card;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
card.setMoney(card.getMoney()+1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"第"+i+"次存钱存了1000元," +
" 当前余额为" + card.getMoney());
}
}
}
Withdraw:文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-803749.html
public class Withdraw implements Runnable{
private BankCard card;
public Withdraw(BankCard card) {
this.card = card;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
if (card.getMoney()>=1000) {
card.setMoney(card.getMoney()-1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"取走了1000元"
+"当前余额为"+card.getMoney());
} else {
System.out.println("当前余额不足...");
i--;//取款失败不计数,保证把钱取完
}
}
}
}
Test:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-803749.html
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//卡
BankCard card = new BankCard();
//存钱
Save save = new Save(card);
//取钱
Withdraw withdraw = new Withdraw(card);
//线程
Thread t1 = new Thread(save,"小明");
Thread t2 = new Thread(withdraw,"小红");
t1.start();
t2.start();
}
}
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