1 什么是多线程
每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。线程是一组指令的集合,它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。它负责在单个程序里执行多任务。通常由CPU负责线程的调度和执行。
2 为什么要使用多线程
先说结论,使用 多线程可以提高程序的效率。怎么说?分为两种情况:
- 我们前面介绍到线程是由CPU进行调度执行的,如果你的计算机有多个CPU,而只有一个线程,那么把CPU的资源浪费掉了。如果有多个线程,那么就可以很好的利用CPU资源
- 那如果只有一个CPU的情况下,多线程也能提高程序效率吗?答案是肯定的,在开发or浏览网页操作的时候,我们经常会遇到比如上传,下载这种io的操作。如果是单线程的话,那么就会阻塞(卡住),对用户体验来说非常不好,阻塞的时候 CPU 也会闲置,之道IO结束。如果有多个线程,那么CPU就会调度到其它的线程上继续工作。比如我们在迅雷上,可以边下载,边操作。
3 线程创建常见的三种方式
创建线程的常用方法有三种,继承 Thread 、实现 Runnable 接口的方式和实现内部类的方式创建。下面就用售票的一个例子(三个售票窗口共卖十张票)来看看两种创建方法的区别。
下面的两个demo先不去考虑线程安全的问题
1)继承 Thread
_1ExtendThreadDemo.class
public class _1ExtendThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
new MyExtendsThread().start();
new MyExtendsThread().start();
new MyExtendsThread().start();
}
}
class MyExtendsThread extends Thread{
private Integer ticket = 10;
@Override
public void run() {
for(int i = 1 ; i <= 10; ++i) {
if(ticket > 0)
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---卖第" + (this.ticket--) + "张票");
}
}
}
结果
Thread-0---卖第1张票
Thread-0---卖第2张票
Thread-0---卖第3张票
Thread-0---卖第4张票
Thread-0---卖第5张票
Thread-0---卖第6张票
Thread-0---卖第7张票
Thread-0---卖第8张票
Thread-0---卖第9张票
Thread-0---卖第10张票
Thread-1---卖第1张票
Thread-2---卖第1张票
Thread-2---卖第2张票
Thread-2---卖第3张票
Thread-2---卖第4张票
Thread-1---卖第2张票
Thread-2---卖第5张票
Thread-1---卖第3张票
Thread-1---卖第4张票
Thread-1---卖第5张票
Thread-1---卖第6张票
Thread-1---卖第7张票
Thread-1---卖第8张票
Thread-1---卖第9张票
Thread-1---卖第10张票
Thread-2---卖第6张票
Thread-2---卖第7张票
Thread-2---卖第8张票
Thread-2---卖第9张票
Thread-2---卖第10张票
从 main
方法中我们看出,我们创建了三个子线程去售票,每个线程都卖十张票。没有达到我们想要的结果,即资源的共享。
2)实现 Runnable
_2ImplRunnableDemo.class
public class _2ImplRunnableDemo {
public static void main(String[] args) {
Runnable rn = new MyImplRunnable();
new Thread(rn).start();
new Thread(rn).start();
new Thread(rn).start();
}
}
class MyImplRunnable implements Runnable{
private Integer ticket = 10;
@Override
public void run() {
for(int i = 1 ; i <= 10; ++i) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if(ticket > 0)
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---
卖第" + (this.ticket--) + "张票");
}
}
}
结果
Thread-0---卖第10张票
Thread-1---卖第9张票
Thread-2---卖第8张票
Thread-0---卖第7张票
Thread-1---卖第6张票
Thread-2---卖第6张票
Thread-0---卖第5张票
Thread-1---卖第4张票
Thread-2---卖第3张票
Thread-0---卖第2张票
Thread-1---卖第1张票
当我们使用了实现 Runnable
接口的方式来创建线程时,我们可以看到我们同样是开了三个窗口去售票,但是我们得到了我们想要的结果,即三个窗口共卖十张票,达到了资源共享,不会像使用继承的方式那样,每个线程各玩各的。
当然我们在创建线程的时候一般也是使用实现 Runnable
接口的方式来创建,这种方式相比继承的方式有以下几个优点:
- 可以实现多个接口,避免了继承的局限性
- 资源的共享
其中 Thread
类也是 Runnable
的子类。(public class Thread extends Object implements Runnable)
4 线程的生命周期
线程是一个动态执行的过程,每个线程都有以下几个状态。
其中:
-
新建状态:当我们创建一个线程对象时,该线程对象就处于该状态,直到程序执行
start()
方法 -
就绪状态:当程序执行
start()
方法后,线程进入就绪状态,但还没有执行,而是处于就绪队列中,需要等待JVM的调度 -
运行状态:当就绪状态下的线程获取到CPU的资源时,JVM进行调度,就会执行
run()
方法 - 阻塞状态:当一个线程失去了CPU资源时,该线程就会从运行状态转换为阻塞状态。阻塞状态分为以下三种:
- 等待阻塞:正在运行的线程执行
wait()
方法后进入到等待阻塞状态 - 同步阻塞:线程在尝试获取
synchronized
同步锁时,因其它线程未释放该锁而进入阻塞状态 - 其它阻塞:当线程调用
sleep()
或join()
方法后线程进入阻塞状态。
join 方法
当在主线程中调用 t1.join() 方法后,那么执行权就会从主线程转移到 t1 线程上。
yield 方法
停止当前正在运行的线程,回到就绪状态,重新等待 CPU 的调度。
5 线程分类
用户线程
用户自定义的线程,主线程结束后,用户线程不会停止
守护线程
程序在运行的时候,会在后台进行的一种通用线程。线程不存在或主线程结束,那么守护线程也会结束。