多线程基础

线程和进程的区别?

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,或者是程序的特殊段,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。所以线程基本上是轻量级的进程,它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。

使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理,程序的运行速度可能加快,在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等,线程就比较有用了。在这种情况下可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。

如果有大量的线程,会影响性能,因为操作系统需要在它们之间切换,更多的线程需要更多的内存空间,线程的中止需要考虑其对程序运行的影响。通常块模型数据是在多个线程间共享的,需要防止线程死锁情况的发生。

总结:进程是所有线程的集合,每一个线程是进程中的一条执行路径。

多线程的应用场景?

答:主要能体现到多线程提高程序效率。

举例: 迅雷多线程下载、分批发送短信等。

多线程创建方式?

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n11" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;">1. 第一种继承Thread类 重写run方法
2. 第二种实现Runnable接口,重写run方法
3. 第三种使用匿名内部类方式</pre>

继承Thread类和实现Runnable接口哪个好?

使用实现实现Runnable接口好,原因实现了接口还可以继续继承,继承了类不能再继承。

线程常用api?

常用方法

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n16" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;">1.start() 启动线程
2.currentThread() 获取当前线程对象
3.getID() 获取当前线程ID Thread-编号 该编号从0开始
4.getName() 获取当前线程名称
5.sleep(long mill) 休眠线程
6.Stop() 停止线</pre>

常用构造方法

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n18" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;">1.Thread() 分配一个新的 Thread 对象
2.Thread(String name) 分配一个新的 Thread对象,具有指定的 name正如其名。
3.Thread(Runable r) 分配一个新的 Thread对象
4.Thread(Runable r, String name) 分配一个新的 Thread对象</pre>

线程的状态?

[图片上传失败...(image-1a700-1588172414147)]

线程从创建、运行到结束总是处于下面五个状态之一:新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态及死亡状态。

新建状态

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n23" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;"> 当用new操作符创建一个线程时, 例如new Thread(r),线程还没有开始运行,此时线程处在新建状态。 当一个线程处于新生状态时,程序还没有开始运行线程中的代码</pre>

就绪状态

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n25" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;"> 一个新创建的线程并不自动开始运行,要执行线程,必须调用线程的start()方法。当线程对象调用start()方法即启动了线程,start()方法创建线程运行的系统资源,并调度线程运行run()方法。当start()方法返回后,线程就处于就绪状态。
处于就绪状态的线程并不一定立即运行run()方法,线程还必须同其他线程竞争CPU时间,只有获得CPU时间才可以运行线程。因为在单CPU的计算机系统中,不可能同时运行多个线程,一个时刻仅有一个线程处于运行状态。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。对多个处于就绪状态的线程是由Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度的。</pre>

运行状态

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n27" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;">当线程获得CPU时间后,它才进入运行状态,真正开始执行run()方法.</pre>

阻塞状态

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n29" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;">线程运行过程中,可能由于各种原因进入阻塞状态:
1.线程通过调用sleep方法进入睡眠状态;
2.线程调用一个在I/O上被阻塞的操作,即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者;
3.线程试图得到一个锁,而该锁正被其他线程持有;
4.线程在等待某个触发条件;</pre>

死亡状态

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n31" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;">有两个原因会导致线程死亡:
1.run方法正常退出而自然死亡。
2.一个未捕获的异常终止了run方法而使线程猝死。</pre>

为了确定线程在当前是否存活着(就是要么是可运行的,要么是被阻塞了),需要使用isAlive方法。如果是可运行或被阻塞,这个方法返回true; 如果线程仍旧是new状态且不是可运行的, 或者线程死亡了,则返回false.

简单小实战

多线程分批处理数据

需求:目前蚂蚁课堂有10万个用户,现在蚂蚁课堂需要做活动,给每一个用户发送一条祝福短信。

为了提高数程序的效率,请使用多线程技术分批发送据。

  1. 建立项目名称:itmayiedu_thread_batch

  2. 新建用户实体类

    <pre spellcheck="false" class="md-fences mock-cm md-end-block" lang="java" cid="n42" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: pre-wrap; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;">package com.itmayiedu.enity;

    publicclass UserEntity {
    private String userId;
    private String userName;
    public String getUserId() {
    return userId;
    }
    public void setUserId(String userId) {
    this.userId = userId;
    }
    public String getUserName() {
    return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }
    

    }

    </pre>

  3. 建立多线程UserThread 执行发送短信

    <pre spellcheck="false" class="md-fences mock-cm md-end-block" lang="java" cid="n45" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: pre-wrap; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;">Class UserThread extends Thread {
    private List<UserEntity>list;
    /**
    * 通过构造函数 传入每个线程需要执行的发送短信内容
    * @param list
    */
    public UserThread(List<UserEntity>list) {
    this.list = list;
    }

    public void run() {
        for (UserEntity userEntity : list) {
            // 调用发送短信具体代码
            System.out.println("threadName:" + Thread.currentThread().getName()
                               +"发送短信内容XXX给"
                               +"-学员编号:" + userEntity.getUserId()
                               + "---学员名称:" + userEntity.getUserName());
        }
    }
    

    }
    </pre>

  4. 初始化数据(模拟大量用户信息)

    <pre spellcheck="false" class="md-fences mock-cm md-end-block" lang="java" cid="n49" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: pre-wrap; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;">
    public static List<UserEntity> init() {
    List<UserEntity> list = new ArrayList<>();
    for (int i = 1; i<= 140; i++) {
    UserEntity userEntity = new UserEntity();
    userEntity.setUserId("userId" + i);
    userEntity.setUserName("userName" + i);
    list.add(userEntity);
    }
    return list;
    }
    </pre>

  5. 计算分页工具类(将一个集合类按照指定数量进行拆分)

    <pre spellcheck="false" class="md-fences mock-cm md-end-block" lang="java" cid="n53" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: pre-wrap; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit;">
    Public class ListUtils {
    Static public<T> List<List<T>> splitList(List<T>list, intpageSize) {
    int listSize = list.size();
    int page = (listSize + (pageSize - 1)) / pageSize;
    List<List<T>> listArray = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i<page; i++) {
    List<T> subList = new ArrayList<T>();
    for (int j = 0; j< listSize; j++) {
    int pageIndex = ((j + 1) + (pageSize - 1)) / pageSize;
    if (pageIndex == (i + 1)) {
    subList.add(list.get(j));
    }
    if ((j + 1) == ((j + 1) * pageSize)) {
    break;
    }
    }
    listArray.add(subList);
    }
    return listArray;
    }
    }
    </pre>

  6. 实现发送短信(运行主流程)

    <pre spellcheck="false" class="md-fences mock-cm md-end-block" lang="java" cid="n56" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: pre-wrap; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">public static void main(String[] args) {
    // 1.初始化用户数据
    List<UserEntity> listUserEntity = init();
    // 2.计算创建创建多少个线程并且每一个线程需要执行“分批发送短信用户”
    // 每一个线程分批跑多少
    intuserThreadPage = 50;
    // 计算所有线程数
    List<List<UserEntity>> splitUserList = ListUtils.splitList(listUserEntity, userThreadPage);
    int threadSize = splitUserList.size();
    for (int i = 0; i< threadSize; i++) {
    List<UserEntity> list = splitUserList.get(i);
    UserThread userThread = new UserThread(list);
    // 3.执行任务发送短信
    userThread.start();
    }
    }
    </pre>

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