进程(Process)与线程(Thread)
- 程序：指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的定义，是一个静态的概念。
- 进程：执行程序的依次执行过程，一个动态的概念。是系统资源分配的单位。
- 线程：一个进程中包含若干个线程，一个进程至少有一个线程，线程是CPU调度和执行的单位。
线程是独立的执行路径
对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制
* 有一万个人，但一百张票，需要加入控制，否则会出现-9900张票，不安全，需要进行排队。
线程创建
继承Thread类
- 自定义线程类继承Thread类
- 重写run()方法，编写线程执行体
- 创建线程对象，调用start()方法启动线程
创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start开始线程
public class TestThread1 extends Thread {
@Override
public void run() {
//run方法线程体
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("我在看代码--" + i);
}
}
public static void main(String[] args) {
//main主线程
//创建一个线程对象
TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
//调用start()方法开启线程
testThread1.start();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("我在学习多线程" + i);
}
}
}
第14行代码中执行的为start方法，已经开启多线程，运行结果为:
我在学习多线程0
我在看代码--0
我在学习多线程1
我在学习多线程2
我在看代码--1
我在学习多线程3
我在学习多线程4
我在看代码--2
我在看代码--3
我在看代码--4
将第14行中start方法改为run方法，则为顺序执行，并没有启动多线程，运行结果为：
我在看代码--0
我在看代码--1
我在看代码--2
我在看代码--3
我在看代码--4
我在学习多线程0
我在学习多线程1
我在学习多线程2
我在学习多线程3
我在学习多线程4
案例：下载网图
安装库commons-io-2.2.jar 网址https://www.bilibili.com/video/BV1V4411p7EF?p=4&spm_id_from=pageDriver
//联系Thread，实现多线程同步下载图片
public class TestThread extends Thread {
private String url;//网络图片地址
private String name;//保存的文件名
public TestThread(String url, String name) {
this.url = url;
this.name = name;
}
//下载图片线程执行体
@Override
public void run() {
WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
webDownloader.downloader(url, name);
System.out.println("下载文件名为" + name);
}
public static void main(String[] args) {
TestThread testThread1 = new TestThread("https://bkimg.cdn.bcebos.com/pic/9c16fdfaaf51f3deb48f079579a7e71f3a292cf5d3a2?x-bce-process=image/resize,m_lfit,w_536,limit_1/format,f_jpg", "Nezuko.jpg");
TestThread testThread2 = new TestThread("https://bkimg.cdn.bcebos.com/pic/9f2f070828381f30e924ac5844485b086e061c955aa2?x-bce-process=image/resize,m_lfit,w_536,limit_1/format,f_jpg", "Tanjirou.jpg");
TestThread testThread3 = new TestThread("https://bkimg.cdn.bcebos.com/pic/d62a6059252dd42a2834ee965c704cb5c9ea15ce12f0?x-bce-process=image/resize,m_lfit,w_536,limit_1/format,f_jpg", "Zenitsu.jpg");
//并没有按照顺序执行，而是同时执行
testThread1.start();
testThread2.start();
testThread3.start();
}
}
//下载器
class WebDownloader {
//下载方法
public void downloader(String url, String name) {
try {
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));//将网页地址变为文件
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
}
}
}
实现Runnable接口
定义MyRunnable类实现Runnable接口
实现run()方法，编写线程执行体
-
创建线程对象，调用
start()
方法启动线程
推荐使用Runnable对象，因为Java单继承的局限性。避免单进程局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用
//创建线程方式2：实现Runnable接口，重写run方法，执行线程需要丢入Runnable接口实现类，调用start方法
public class TestThread2 implements Runnable {
//重写run方法
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("线程执行" + i);
}
}
public static void main(String[] args) {
//创建runnable接口的实现类对象
TestThread2 testThread2 = new TestThread2();
//创建线程对象，通过线程对象开启线程，代理
new Thread(testThread2).start();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("主线程执行" + i);
}
}
}
初识并发问题(买票系统出错)
//多个线程同时操作同一个对象
//买火车票的例子
//多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全
public class TestThread3 implements Runnable {
//票数
private int ticketNum = 10;
@Override
public void run() {
while (ticketNum != 0) {
if (ticketNum <= 0) break;
else {
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到了第" + ticketNum-- + "张票");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
TestThread3 t3 = new TestThread3();
new Thread(t3, "小明").start();
new Thread(t3, "老师").start();
new Thread(t3, "黄牛").start();
}
}
运行结果为：
老师拿到了第9张票
小明拿到了第10张票
黄牛拿到了第10张票
黄牛拿到了第8张票
小明拿到了第7张票
老师拿到了第6张票
小明拿到了第5张票
黄牛拿到了第4张票
老师拿到了第5张票
小明拿到了第3张票
老师拿到了第2张票
黄牛拿到了第2张票
小明拿到了第1张票
老师拿到了第-1张票
黄牛拿到了第0张票
可以发现出现了错误，多个线程操作同一资源，出现并发问题。
龟兔赛跑
- 设置100米赛道，乌龟兔子分别向前跑，乌龟走一步休息10秒，兔子走一步休息1秒，走到80米睡500秒，判断最后的赢家。
public class Race implements Runnable {
private String winner = null;
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
//判断比赛是否结束
if (gameOver(i)) {
break;
}
//乌龟每走一步，休息10毫秒
if (Thread.currentThread().getName().equals("乌龟")) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} else if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子")) {
//兔子在前80米每步休息1毫秒
if (i < 80) {
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} else { //到了80步睡觉500毫秒
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->跑了" + i + "步");
}
}
private boolean gameOver(int steps) {
boolean gameOver;
//先判断有没有胜利者，若有则比赛结束
if (winner != null) gameOver = true;
else {
//判断是否到达终点，若有则设置为胜利者
if (steps < 100) gameOver = false;
else {
gameOver = true;
winner = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("最后胜利者为" + winner);
}
}
return gameOver;
}
public static void main(String[] args) {
Race race = new Race();
new Thread(race, "乌龟").start();
new Thread(race, "兔子").start();
}
}
实现Callable接口
- 实现Callable接口，需要返回值类型
- 重写call方法，需要抛出异常
- 创建目标对象
- 创建执行服务：ExecutouService ser = Executours.newFixedThreadPool(1);
- 提交执行：Future<Boolean> result1 = ser.submit(t1);
- 获取结果：boolean r1 = result1.get();
- 关闭服务：ser.shutdownNow();
改造下载网图
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
private String url;//网络图片地址
private String name;//保存的文件名
public TestCallable(String url, String name) {
this.url = url;
this.name = name;
}
//下载图片线程执行体
@Override
public Boolean call() {
WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
webDownloader.downloader(url, name);
System.out.println("下载文件" + name);
return true;
}
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
TestCallable t1 = new TestCallable("https://bkimg.cdn.bcebos.com/pic/9c16fdfaaf51f3deb48f079579a7e71f3a292cf5d3a2?x-bce-process=image/resize,m_lfit,w_536,limit_1/format,f_jpg", "Nezuko.jpg");
TestCallable t2 = new TestCallable("https://bkimg.cdn.bcebos.com/pic/9f2f070828381f30e924ac5844485b086e061c955aa2?x-bce-process=image/resize,m_lfit,w_536,limit_1/format,f_jpg", "Tanjirou.jpg");
TestCallable t3 = new TestCallable("https://bkimg.cdn.bcebos.com/pic/d62a6059252dd42a2834ee965c704cb5c9ea15ce12f0?x-bce-process=image/resize,m_lfit,w_536,limit_1/format,f_jpg", "Zenitsu.jpg");
//创建执行服务
ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
//提交执行
Future<Boolean> result1 = ser.submit(t1);
Future<Boolean> result2 = ser.submit(t2);
Future<Boolean> result3 = ser.submit(t3);
//获取结果
Object r1 = result1.get();
//关闭服务
ser.shutdownNow();
}
}
//下载器
class WebDownloader {
//下载方法
public void downloader(String url, String name) {
try {
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));//将网页地址变为文件
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
}
}
}
