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基础讲解多线程,并发并行,线程与进程

微言记 2022-04-14 阅读 182
java

一、并发与并行

并发:指两个或多个事件在同一个时间段内发生。

并行:指两个或多个事件在同一时刻发生(同时发生)。

并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行,这在单 CPU 系统中,每 一时刻只能有一道程序执行,即微观上这些程序是分时的交替运行,只不过是给人的感觉是同时运行,那是因为分 时交替运行的时间是非常短的。

而在多个 CPU 系统中,则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上(CPU),实现多任务并行执行, 即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序,这样多个程序便可以同时执行。目前电脑市场上说的多核 CPU,便是多核处理器,核越多,并行处理的程序越多,能大大的提高电脑运行的效率。

单核处理器的计算机肯定是不能并行的处理多个任务的,只能是多个任务在单个CPU上并发运行。同 理,线程也是一样的,从宏观角度上理解线程是并行运行的,但是从微观角度上分析却是串行运行的,即一个 线程一个线程的去运行,当系统只有一个CPU时,线程会以某种顺序执行多个线程,我们把这种情况称之为线程调度。

二、线程与进程

进程:是指一个内存中运行的应用程序,每个进程都有一个独立的内存空间,一个应用程序可以同时运行多个进程;进程也是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位;系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。

线程:线程是进程中的一个执行单元,负责当前进程中程序的执行,一个进程中至少有一个线程。一个进程 中是可以有多个线程的,这个应用程序也可以称之为多线程程序。

简而言之:一个程序运行后至少有一个进程,一个进程中可以包含多个线程

 

线程调度:

  1.分时调度 所有线程轮流使用 CPU 的使用权,平均分配每个线程占用 CPU 的时间。

  2.抢占式调度 优先让优先级高的线程使用 CPU,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个(线程随机性),Java使用的为抢占式调度。 设置线程的优先级

实际上,CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而 言,某个时刻,只能执行一个线程,而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快,看上去就是 在同一时刻运行。 其实,多线程程序并不能提高程序的运行速度,但能够提高程序运行效率,让CPU的使用率更高。

 三、创建线程类

Java使用 java.lang.Thread 类代表线程

主线程:执行main方法的线程

单线程程序:java中只有一个程序,执行从main方法开始,从上到下依次执行

单线程的弊端:如果一个发生错误,其他的不会执行

创建多线程的方法:

【1.】Java中通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤如下:

          1. 创建Thread类的子类,并重写该类的run()方法,该run()方法的方法体就代表了线程                    要完成的任务,因此把 run()方法称为线程执行体。

           2. 创建Thread子类的实例,即创建了线程对象

           3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

测试类:
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
//创建自定义线程对象
MyThread mt = new MyThread("新的线程!");
//开启新线程
mt.start();
//在主方法中执行for循环
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("main线程!"+i);
}
}
}
自定义线程类:
public class MyThread extends Thread {
//定义指定线程名称的构造方法
public MyThread(String name) {
//调用父类的String参数的构造方法,指定线程的名称
super(name);
}
/**
* 重写run方法,完成该线程执行的逻辑
*/
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(getName()+":正在执行!"+i);
}
}
}

这个结果是打乱的,因为java是抢占式的,谁的优先级高就先执行谁

Thread类里的start方法

【2】实现 java.lang.Runnable ,我们只需要重写run方法即可。

  步骤如下:

1. 定义Runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。

2. 创建Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正 的线程对象。

3. 调用线程对象的start()方法来启动线程。

注意:Runnable里的run方法是抽象的 

//1.创建线程实现Runnable
public class MyRunnable implements Runnable{
@Override
//2.重写run方法
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
}
}
}
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
//3.创建自定义类对象 线程任务对象
MyRunnable mr = new MyRunnable();
//4.创建线程对象,是带两个参数的构造函数
Thread t = new Thread(mr, "小强");
//5.开启线程
t.start();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("旺财 " + i);
}
}
}

 

【3】匿名内部类方式实现线程的创建

 

 

多线程程序执行结果随机的原理

 多线程内存图

当创建的新线程,调用start方法时,就会开辟一个新的栈空间,在栈空间里执行run方法。

四、常用方法

public String getName() :获取当前线程名称。是Thread类中的方法

  public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用。

public void start() :导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。

public static void sleep(long millis) :使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停(暂时停止执行)。

 public void run() :此线程要执行的任务在此处定义代码。

设置线程名称的方法:

 

 

 

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