摘要:一個進程中是可以有多個線程的,這個應用程序也可以稱之為多線程程序。也就是說線程創建并執行需要給定線程要執行的任務。接口對線程對象和線程任務進行解耦。另外,通過適當的調整線程中的線程數目可以防止出現資源不足的情況。
01進程概念
*A:進程概念
*a:進程:進程指正在運行的程序。確切的來說,當一個程序進入內存運行,
即變成一個進程,進程是處于運行過程中的程序,并且具有一定獨立功能。02線程的概念
*A:線程的概念
*a:線程:線程是進程中的一個執行單元(執行路徑),負責當前進程中程序的執行,
一個進程中至少有一個線程。一個進程中是可以有多個線程的, 這個應用程序也可以稱之為多線程程序。 簡而言之:一個程序運行后至少有一個進程,一個進程中可以包含多個線程03深入線程的概念
A:深入線程的概念
什么是多線程呢? 即就是一個程序中有多個線程在同時執行。 一個核心的CPU在多個線程之間進行著隨即切換動作,由于切換時間很短(毫秒甚至是納秒級別),導致我們感覺不出來 單線程程序:即,若有多個任務只能依次執行。當上一個任務執行結束后,下一個任務開始執行。如去 網吧上網,網吧只能讓一個人上網,當這個人下機后,下一個人才能上網。 多線程程序:即,若有多個任務可以同時執行。如,去網吧上網,網吧能夠讓多個人同時上網。04迅雷的多線程下載
A:迅雷的多線程下載
多線程,每個線程都讀一個文件05線程的運行模式
A:線程的運行模式
a:分時調度 所有線程輪流使用 CPU 的使用權,平均分配每個線程占用 CPU 的時間。 b:搶占式調度 優先讓優先級高的線程使用 CPU,如果線程的優先級相同,那么會隨機選擇一個(線程隨機性),Java使用的為搶占式調度。 大部分操作系統都支持多進程并發運行,現在的操作系統幾乎都支持同時運行多個程序。比如:現在我們上課一邊使用編輯器,一邊使用錄屏軟件,同時還開著畫圖板,dos窗口等軟件。此時,這些程序是在同時運行,”感覺這些軟件好像在同一時刻運行著“。 實際上,CPU(中央處理器)使用搶占式調度模式在多個線程間進行著高速的切換。對于CPU的一個核而言,某個時刻,只能執行一個線程,而 CPU的在多個線程間切換速度相對我們的感覺要快,看上去就是在同一時刻運行。 其實,多線程程序并不能提高程序的運行速度,但能夠提高程序運行效率,讓CPU的使用率更高。06main的主線程
*A:main的主線程
/* * 程序中的主線程 */ public class Demo { public static void main(String[] args) { System.out.println(0/0); function(); System.out.println(Math.abs(-9)); } public static void function(){ for(int i = 0 ; i < 10000;i++){ System.out.println(i); } } }
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07Thread類介紹A:Thread類介紹:Thread是程序中的執行線程。Java 虛擬機允許應用程序并發地運行多個執行線程。
發現創建新執行線程有兩種方法。 ?a:一種方法是將類聲明為 Thread 的子類。該子類應重寫 Thread 類的 run 方法。創建對象,開啟線程。run方法相當于其他線程的main方法。 ?b:另一種方法是聲明一個實現 Runnable 接口的類。該類然后實現 run 方法。然后創建Runnable的子類對象,傳入到某個線程的構造方法中,開啟線程。08實現線程程序繼承Thread
*A:實現線程程序繼承Thread
/* * 創建和啟動一個線程 * 創建Thread子類對象 * 子類對象調用方法start() * 讓線程程序執行,JVM調用線程中的run */ public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { SubThread st = new SubThread(); SubThread st1 = new SubThread(); st.start(); st1.start(); for(int i = 0; i < 50;i++){ System.out.println("main..."+i); } } } /* * 定義子類,繼承Thread * 重寫方法run */ public class SubThread extends Thread{ public void run(){ for(int i = 0; i < 50;i++){ System.out.println("run..."+i); } } }09線程執行的隨機性
*A:線程執行的隨機性
/* 代碼分析: 整個程序就只有三個線程, 一個是主線程 啟動另外兩個線程 st.start(); st1.start(); for(int i = 0; i < 50;i++){ System.out.println("main..."+i); } 一個是st(Thread-0)線程 for(int i = 0; i < 50;i++){ System.out.println("run..."+i); } 一個是st1(Thread-1)線程下 */ public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { SubThread st = new SubThread(); SubThread st1 = new SubThread(); st.start(); st1.start(); for(int i = 0; i < 50;i++){ System.out.println("main..."+i); } } } /* * 定義子類,繼承Thread * 重寫方法run */ public class SubThread extends Thread{ public void run(){ for(int i = 0; i < 50;i++){ System.out.println("run..."+i); } } }10為什么要繼承Thread
*A:什么要繼承Thread
a:我們為什么要繼承Thread類,并調用其的start方法才能開啟線程呢? 繼承Thread類:因為Thread類用來描述線程,具備線程應該有功能。那為什么不直接創建Thread類的對象呢? 如下代碼: Thread t1 = new Thread(); t1.start();//這樣做沒有錯,但是該start調用的是Thread類中的run方法 //而這個run方法沒有做什么事情,更重要的是這個run方法中并沒有定義我們需要讓線程執行的代碼。 b:創建線程的目的是什么? 是為了建立程序多帶帶的執行路徑,讓多部分代碼實現同時執行。也就是說線程創建并執行需要給定線程要執行的任務。 對于之前所講的主線程,它的任務定義在main函數中。自定義線程需要執行的任務都定義在run方法中。11多線程內存圖解
*A:多線程內存圖解
多線程執行時,到底在內存中是如何運行的呢? 多線程執行時,在棧內存中,其實每一個執行線程都有一片自己所屬的棧內存空間。進行方法的壓棧和彈棧。 當執行線程的任務結束了,線程自動在棧內存中釋放了。但是當所有的執行線程都結束了,那么進程就結束了。
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12獲取線程名字Thread類方法getName*A:獲取線程名字Thread類方法getName
/* * 獲取線程名字,父類Thread方法 * String getName() */ public class NameThread extends Thread{ public NameThread(){ super("小強"); } public void run(){ System.out.println(getName()); } } /* * 每個線程,都有自己的名字 * 運行方法main線程,名字就是"main" * 其他新鍵的線程也有名字,默認 "Thread-0","Thread-1" * * JVM開啟主線程,運行方法main,主線程也是線程,是線程必然就是 * Thread類對象 */ public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { NameThread nt = new NameThread(); nt.start(); } }13獲取線程名字Thread類方法currentThread
*A:獲取線程名字Thread類方法currentThread
/*
* 獲取線程名字,父類Thread方法 * String getName() */
public class NameThread extends Thread{
public void run(){ System.out.println(getName()); }
}
/*
* 每個線程,都有自己的名字 * 運行方法main線程,名字就是"main" * 其他新鍵的線程也有名字,默認 "Thread-0","Thread-1" * * JVM開啟主線程,運行方法main,主線程也是線程,是線程必然就是 * Thread類對象 * Thread類中,靜態方法 * static Thread currentThread()返回正在執行的線程對象 */
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) { NameThread nt = new NameThread(); nt.start(); /*Thread t =Thread.currentThread(); System.out.println(t.getName());*/ System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
14線程名字設置A:線程名字設置
/* * 獲取線程名字,父類Thread方法 * String getName() */ public class NameThread extends Thread{ public NameThread(){ super("小強"); } public void run(){ System.out.println(getName()); } } /* * 每個線程,都有自己的名字 * 運行方法main線程,名字就是"main" * 其他新鍵的線程也有名字,默認 "Thread-0","Thread-1" * * JVM開啟主線程,運行方法main,主線程也是線程,是線程必然就是 * Thread類對象 * Thread類中,靜態方法 * static Thread currentThread()返回正在執行的線程對象 */ public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { NameThread nt = new NameThread(); nt.setName("旺財"); nt.start(); } }15Thread類方法sleep
A:Thread類方法sleep
public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) throws Exception{ /*for(int i = 0 ; i < 5 ;i++){ Thread.sleep(50); System.out.println(i); }*/ new SleepThread().start(); } } public class SleepThread extends Thread{ public void run(){ for(int i = 0 ; i < 5 ;i++){ try{ Thread.sleep(500);//睡眠500ms,500ms已到并且cpu切換到該線程繼續向下執行 }catch(Exception ex){ } System.out.println(i); } } }16實現線程的另一種方式實現Runnable接口
A:實現線程的另一種方式實現Runnable接口
/* * 實現接口方式的線程 * 創建Thread類對象,構造方法中,傳遞Runnable接口實現類 * 調用Thread類方法start() */ public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { SubRunnable sr = new SubRunnable(); Thread t = new Thread(sr); t.start(); for(int i = 0 ; i < 50; i++){ System.out.println("main..."+i); } } } /* * 實現線程成功的另一個方式,接口實現 * 實現接口Runnable,重寫run方法 */ public class SubRunnable implements Runnable{ public void run(){ for(int i = 0 ; i < 50; i++){ System.out.println("run..."+i); } } }17實現接口方式的好處
A:實現接口方式的好處 第二種方式實現Runnable接口避免了單繼承的局限性,所以較為常用。 實現Runnable接口的方式,更加的符合面向對象,線程分為兩部分,一部分線程對象,一部分線程任務。 繼承Thread類,線程對象和線程任務耦合在一起。 一旦創建Thread類的子類對象,既是線程對象,有又有線程任務。 實現runnable接口,將線程任務多帶帶分離出來封裝成對象,類型就是Runnable接口類型。Runnable接口對線程對象和線程任務進行解耦。 (降低緊密性或者依賴性,創建線程和執行任務不綁定)18匿名內部類實現線程程序
*A:匿名內部類實現線程程序 /* * 使用匿名內部類,實現多線程程序 * 前提: 繼承或者接口實現 * new 父類或者接口(){ * 重寫抽象方法 * } */ public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { //繼承方式 XXX extends Thread{ public void run(){}} new Thread(){ public void run(){ System.out.println("!!!"); } }.start(); //實現接口方式 XXX implements Runnable{ public void run(){}} Runnable r = new Runnable(){ public void run(){ System.out.println("###"); } }; new Thread(r).start(); new Thread(new Runnable(){ public void run(){ System.out.println("@@@"); } }).start(); } }
=======================第四節課開始=============================================
19線程的狀態圖A:線程的狀態圖
a:參見線程狀態圖.jpg20線程池的原理
A:線程池的原理
1.在java中,如果每個請求到達就創建一個新線程,開銷是相當大的。 2.在實際使用中,創建和銷毀線程花費的時間和消耗的系統資源都相當大,甚至可能要比在處理實際的用戶請求的時間和資源要多的多。 3.除了創建和銷毀線程的開銷之外,活動的線程也需要消耗系統資源。 如果在一個jvm里創建太多的線程,可能會使系統由于過度消耗內存或“切換過度”而導致系統資源不足。 為了防止資源不足,需要采取一些辦法來限制任何給定時刻處理的請求數目,盡可能減少創建和銷毀線程的次數,特別是一些資源耗費比較大的線程的創建和銷毀,盡量利用已有對象來進行服務。 線程池主要用來解決線程生命周期開銷問題和資源不足問題。通過對多個任務重復使用線程,線程創建的開銷就被分攤到了多個任務上了,而且由于在請求到達時線程已經存在,所以消除了線程創建所帶來的延遲。這樣,就可以立即為請求服務,使用應用程序響應更快。另外,通過適當的調整線程中的線程數目可以防止出現資源不足的情況。21JDK5實現線程池
A:JDK5實現線程池 /* * JDK1.5新特性,實現線程池程序 * 使用工廠類 Executors中的靜態方法創建線程對象,指定線程的個數 * static ExecutorService newFixedThreadPool(int 個數) 返回線程池對象 * 返回的是ExecutorService接口的實現類 (線程池對象) * * 接口實現類對象,調用方法submit (Ruunable r) 提交線程執行任務 * */ public class ThreadPoolDemo { public static void main(String[] args) { //調用工廠類的靜態方法,創建線程池對象 //返回線程池對象,是返回的接口 ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2); //調用接口實現類對象es中的方法submit提交線程任務 //將Runnable接口實現類對象,傳遞 es.submit(new ThreadPoolRunnable()); es.submit(new ThreadPoolRunnable()); es.submit(new ThreadPoolRunnable()); } } public class ThreadPoolRunnable implements Runnable { public void run(){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 線程提交任務"); } }22實現線程的Callable接口方式
A:實現線程的Callable接口方式
/* * 實現線程程序的第三個方式,實現Callable接口方式 * 實現步驟 * 工廠類 Executors靜態方法newFixedThreadPool方法,創建線程池對象 * 線程池對象ExecutorService接口實現類,調用方法submit提交線程任務 * submit(Callable c) */ public class ThreadPoolDemo1 { public static void main(String[] args)throws Exception { ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2); //提交線程任務的方法submit方法返回 Future接口的實現類 Future23線程實現異步計算f = es.submit(new ThreadPoolCallable()); String s = f.get(); System.out.println(s); } } /* * Callable 接口的實現類,作為線程提交任務出現 * 使用方法返回值 */ import java.util.concurrent.Callable; public class ThreadPoolCallable implements Callable { public String call(){ return "abc"; } }
A:線程實現異步計算
/* * 使用多線程技術,求和 * 兩個線程,1個線程計算1+100,另一個線程計算1+200的和 * 多線程的異步計算 */ public class ThreadPoolDemo { public static void main(String[] args)throws Exception { ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2); Futuref1 =es.submit(new GetSumCallable(100)); Future f2 =es.submit(new GetSumCallable(200)); System.out.println(f1.get()); System.out.println(f2.get()); es.shutdown(); } } public class GetSumCallable implements Callable { private int a; public GetSumCallable(int a){ this.a=a; } public Integer call(){ int sum = 0 ; for(int i = 1 ; i <=a ; i++){ sum = sum + i ; } return sum; } }
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摘要:最后,我們會通過對源代碼的剖析深入了解線程池的運行過程和具體設計,真正達到知其然而知其所以然的水平。創建線程池既然線程池是一個類,那么最直接的使用方法一定是一個類的對象,例如。單線程線程池單線程線程 我們一般不會選擇直接使用線程類Thread進行多線程編程,而是使用更方便的線程池來進行任務的調度和管理。線程池就像共享單車,我們只要在我們有需要的時候去獲取就可以了。甚至可以說線程池更棒,...
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