线程和进程、创建线程的创建方式：Thread类、Runnable接口、Callable接口

本是古典何须时尚 2024-04-08 12:55 89阅读 0赞

> [Java知识点总结：想看的可以从这里进入][Java]

#### 目录 ####

*   *  9、线程
     *   *  9.1、线程和进程
         *  9.2、线程的实现
         *   *  9.2.1、Thread类
             *  9.2.2、Runnable接口
             *  9.2.3、Callable接口

### 9、线程 ###

--------------------

#### 9.1、线程和进程 ####

进程是电脑级别的概念，它是具有一定独立功能的程序的一次执行过程，是正在运行的一个程序，而进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。（简单说一个进程就相当于一个正在运行的app，而一个进程就是正在运行app的其中一个执行路径）

![image-20230205160450894][] ![image-20230205160543617][]

线程是基于进程来讲的，线程是进程的一个实体，是程序执行的最小单位，一个标准的线程由线程ID，当前指令指针(PC)，寄存器集合和堆栈组成。一个进程可以同时执行多个线程。线程可以让程序并行执行。

1.  进程是资源分配最小单位，线程是程序执行的最小单位；
2.  进程有自己独立的地址空间，每启动一个进程，系统都会为其分配地址空间，建立数据表来维护代码段、堆栈段和数据段。所以多进程程序更安全，生命力更强，一个进程死掉不会对另一个进程造成影响
3.  线程没有独立的地址空间，它使用相同的地址空间共享数据、所以多线程程序不易维护，一个线程死掉，整个进程就死掉了；
4.  创建一个线程比进程开销小，线程占用的资源要⽐进程少很多，CPU切换一个线程比切换进程花费小
5.  线程之间通信更方便，同一个进程下，线程共享全局变量，静态变量等数据，进程之间的通信需要以通信的方式（IPC）进行
6.  进程对资源保护要求高，开销大，效率相对较低，线程资源保护要求不高，但开销小，效率高，可频繁切换；

一个程序在运行时，允许同一时间并行执行多个进程，那它就是就是支持多线程的。我们平时运行的Java程序，最少也会有三个线程：main()方法主线程、gc垃圾回收线程、异常处理线程。

#### 9.2、线程的实现 ####

Java的JVM允许程序运行多个线程，它通过 java.lang.Thread 类来体现。

![image-20230207150436998][]

##### 9.2.1、Thread类 #####

1.  创建一个类去继承Thread类：
2.  然后重写run方法：线程执行的方法
    
        //编写一个打印机类，继承Thread类
        public class MyPrinter extends Thread{
              
            private  String name;
            public Printer(String name) {
              
                this.name = name;
            }
            //编写打印方法
            public void print(){
              
                for (int i = 0; i <5; i++) {
              
                    System.out.println(name+"打印机："+i);
                }
            }
            //线程执行的方法
            @Override
            public void run() {
              
                print();
            }
        }
3.  创建对象，调用start方法：提示线程可以开始执行了，并执行后续的代码。线程执行时，执行的是run方法。
    
    run()方法需要由JVM调用，才会开启一个线程，但是这个线程什么时候执行、怎么执行都不知道，只是表示线程可以开始执行了，需要分配CPU等资源后才会执行。
    
    一个线程对象只能调用一次start()方法启动，如果重复调用了，则将抛出以上的异常“IllegalThreadStateException”。

在非线程执行的时候会按代码顺序依次执行

public class TestThread {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Printer printer1 = new Printer("1号");
            Printer printer2 = new Printer("2号");
            printer1.print();
            System.out.println("1号打印机执行完毕");
            printer2.print();
            System.out.println("2号打印机执行完毕");
        }
    }

![image-20230205161539211][]

运行线程执行打印：

public class TestThread {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Printer printer1 = new Printer("1号");
            Printer printer2 = new Printer("2号");
            printer1.start();
            System.out.println("1号打印机执行完毕");
            printer2.start();
            System.out.println("2号打印机执行完毕");
        }
    }

![image-20230205161753391][]

##### 9.2.2、Runnable接口 #####

1.  编写类实现Runnable接口
2.  实现run方法
    
        public class Printer implements Runnable{
              
            public void print(){
              
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
              
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"打印机："+i);
                }
            }
            @Override
            public void run() {
              
                print();
            }
        }
3.  通过Thread类含参构造器创建线程对象，将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造器中，然后调用start方法
    
    ![image-20230206141522044][]
    
    真正的线程对象是Thread的实例(负责调用start启动线程)，而实现了Runnable接口的类，其实例对象是作为Thread的一个属性进行传递的，其run()方法仅仅作为线程执行体。所以要获取当前线程对象只能通过Thread.currentThread()方法。
    
        public class TestThread {
              
            public static void main(String[] args) {
              
                Printer printer = new Printer();
        
                Thread th1 = new Thread(printer);
                th1.setName("1号");
                th1.start();
        
                Thread th2 = new Thread(printer);
                th2.setName("2号");
                th2.start();
            }
        }
    
    ![image-20230205164343416][]

> 使用匿名内部类：
> 
>  *  如果某个线程我们确定了仅仅只是使用一次就不再使用了，那么专门创建一个类并不是非常合适，所以可以使用匿名内部类的方式创建线程（要确定这个线程在其他地方不再使用）
>     
>         new Thread(new Runnable() {
>                
>             @Override
>             public void run() {
>                
>                 int cycles = 10;
>                 for(int i=0; i<cycles; i++){
>                
>                     System.out.println("打印："+i);
>                 }
>             }
>         }).start();
>     
>     ![image-20220809164600086][]
>  *  从JAVA8开始，Runnable接口使用了@FunctionlInterface修饰，可以使用Runnable表达式。更加快捷
>     
>         new Thread(() -> {
>                
>             int cycles = 10;
>             for(int i=0; i<cycles; i++){
>                
>                 System.out.println("打印："+i);
>             }
>         }).start();

##### 9.2.3、Callable接口 #####

JDK5.0 提供了一个Callable接口来实现线程。

1.  编写一个类实现Callable
2.  实现call方法(相当于run方法)，方法内是线程的循环体，可以有返回值、抛出异常
    
        public class CallableTest implements Callable<Integer> {
              
            private int sum;
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
              
                for (int i=0; i<=5; i++){
              
                    sum+=i;
                }
                return sum;
            }
        }
3.  需要使用FutureTask类创建对象，此对象可以获取call方法的返回值，此方法底层是：Runnable, Future两个接口
    
    ![image-20230207150902583][] ![image-20230207150931061][]
4.  创建 Thread对象，将FutureTask对象当做参数传递
5.  可以利用FutureTask提供的get方法获取返回值(这就是比使用Runnable接口有优势的地方)
    
        public static void main(String[] args) {
              
            CallableTest test = new CallableTest();
            //创建FutureTask对象
            FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(test);
            //启动线程
            new Thread(task).start();
            //可以获取返回值，也可以不使用
            try {
              
                Integer sum = task.get();
                System.out.println(sum);
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
              
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    
    ![image-20230207151235823][]

[Java]: https://blog.csdn.net/yuandfeng/article/details/114333525
[image-20230205160450894]: https://yudejava.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/typora/202302051604948.png
[image-20230205160543617]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/08/9bb4dbe95afa474cbae61bd73d3ff2de.png
[image-20230207150436998]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/08/66d6cd6ce6934a7ba3535c20f6ab9572.png
[image-20230205161539211]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/08/99b1ce6791fc482fb08d7871c53da8b3.png
[image-20230205161753391]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/08/89a4ec7e78da4dfebfe7926caca065ff.png
[image-20230206141522044]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/08/5e7608d1043148ae9d17377ba9101539.png
[image-20230205164343416]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/08/ff99bbafe45c4a8399f8dd7df2027b3f.png
[image-20220809164600086]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/08/4b060db3184f42c0a95860eb0d16242a.png
[image-20230207150902583]: https://yudejava.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/typora/202302071509681.png
[image-20230207150931061]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/08/181306b3454f45f985059527fdbc7df5.png
[image-20230207151235823]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/08/a1ed9af473424b7198a5ed3b21cf854d.png