【JavaEE初阶】线程的概念与创建

迈不过友情╰ 2024-04-17 10:40 20阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  ?线程的概念
 *   *  ?线程是什么
     *  ?为啥要有线程
     *  ?进程和线程的区别
     *  ?Java 的线程 和 操作系统线程 的关系
 *  ?第一个多线程程序
 *   *  ?使用 jconsole 命令观察线程
 *  ?创建线程
 *   *  ?方法一：继承 Thread 类
     *  ?方法2：实现 Runnable 接口
     *  ?方法1、2对比
     *  ?方法3：其他变形
 *  ?多线程的优势
 *  ⭕总结

本节目标

>  *  认识多线程
>  *  创建多线程

## ?线程的概念 ##

### ?线程是什么 ###

Java 给多线程编程提供了内置的支持。 一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

一个线程就是一个 “执行流”. 每个线程之间都可以按照顺讯执行自己的代码. 多个线程之间 “同时” 执行着多份代码。

举个例子：

> 一家公司要去银行办理业务，既要进行财务转账，又要进行福利发放，还得进行缴社保。  
> 如果只有张三一个会计就会忙不过来，耗费的时间特别长。为了让业务更快的办理好，张三又找来两位同事李四、王五一起来帮助他，三个人分别负责一个事情，分别申请一个号码进行排队，自此就有了三个执行流共同完成任务，但本质上他们都是为了办理一家公司的业务。  
> 此时，我们就把这种情况称为多线程，将一个大任务分解成不同小任务，交给不同执行流就分别排队执行。其中李四、王五都是张三叫来的，所以张三一般被称为主线程（Main Thread）

### ?为啥要有线程 ###

***首先, “并发编程” 成为 “刚需”.***

*  单核 CPU 的发展遇到了瓶颈. 要想提高算力, 就需要多核 CPU. 而并发编程能更充分利用多核 CPU  
    资源.
 *  有些任务场景需要 “等待 IO”, 为了让等待 IO 的时间能够去做一些其他的工作, 也需要用到并发编  
    程.

***其次, 虽然多进程也能实现 并发编程, 但是线程比进程更轻量.***

*  创建线程比创建进程更快.
 *  销毁线程比销毁进程更快.
 *  调度线程比调度进程更快.

***最后, 线程虽然比进程轻量, 但是人们还不满足, 于是又有了 “线程池”(ThreadPool) 和 “协程”(Coroutine)***

> 关于线程池和协程博主会在后面一一介绍.此处暂时不做过多讨论.

### ?进程和线程的区别 ###

*  进程是包含线程的. 每个进程至少有一个线程存在，即主线程。
 *  进程和进程之间不共享内存空间. 同一个进程的线程之间共享同一个内存空间.

> 比如之前的多进程例子中，每个客户来银行办理各自的业务，但他们之间的票据肯定是不想让别人知道的，否则钱不就被其他人取走了么。  
> 而上面我们的公司业务中，张三、李四、王五虽然是不同的执行流，但因为办理的都是一家公司的业务，所以票据是共享着的。这个就是多线程和多 进程的最大区别。

*  进程是系统分配资源的最小单位，线程是系统调度的最小单位  
    ![在这里插入图片描述][5973afe9377149afba1eb2a649781635.png]

### ?Java 的线程 和 操作系统线程 的关系 ###

线程是操作系统中的概念. 操作系统内核实现了线程这样的机制, 并且对用户层提供了一些 API 供用户使用(例如 Linux 的 pthread 库).

Java 标准库中 Thread 类可以视为是对操作系统提供的 API 进行了进一步的抽象和封装

## ?第一个多线程程序 ##

感受多线程程序和普通程序的区别:

*  每个线程都是一个独立的执行流
 *  多个线程之间是 “并发” 执行的

程序代码如下：

class MyThread extends Thread {
        
        @Override
        public void run() {
        
            while(true) {
        
                System.out.println("hello thread");
                //休眠一秒
                try {
        
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }
    public class TestMian_1 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Thread t1 = new MyThread();
            t1.start();
    
            while (true) {
        
                System.out.println("hello main");
                //休眠一秒
                try {
        
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }

以上就是一个简单的多线程的程序

> start：真正的创建一个线程（从系统里创建）  
> MyThread里面的run：描述线程需要干啥

如果按照我们以前的思维，因为我们写的是个死循环，所以应该执行一个语句，但是这是多线程，执行结果如下：  
![在这里插入图片描述][b8871f876d5e475aa7bc99a16622ae2f.png]  
结果显示交替进行，这就展现出了多线程与普通程序的区别

### ?使用 jconsole 命令观察线程 ###

我们可以使用jdk自带的工具 jconsole查看当前Java进程中所有的线程

操作流程如下：

1.  第一步，找到jdk  
    ![在这里插入图片描述][a3ff65e492b449e28a9e861f110a5bd0.png]
2.  第二步，点进去，找到里面的bin文件点进去  
    ![在这里插入图片描述][5c31420a1fd34d65be627af966b105ae.png]
3.  第三步，点击bin文件夹里面的jconsole  
    ![在这里插入图片描述][0e37bb61eb2043f28614f65aed6552c6.png]
4.  第四步，找到你所创建进程![在这里插入图片描述][b8e5f20aa23443eaafd20246361cd1ce.png]
5.  第五步，遇到以下情况，直接点击不安全连接就好  
    ![在这里插入图片描述][83f378bd4ed2405b9eb652f18ee1d5c9.png]
6.  第六步，点击线程进行查看  
    ![在这里插入图片描述][5ec50de6148745d391f5417492a4d438.png]

## ?创建线程 ##

### ?方法一：继承 Thread 类 ###

1.  继承 Thread 来创建一个线程类

class MyThread extends Thread {
        
    	@Override
    	public void run() {
        
    		System.out.println("这里是线程运行的代码");
    	}
    }

1.  创建 MyThread 类的实例

MyThread t = new MyThread();

1.  调用 start 方法启动线程

t.start(); // 线程开始运行

### ?方法2：实现 Runnable 接口 ###

1.  实现 Runnable 接口

class MyRunnable implements Runnable {
        
    	@Override
    	public void run() {
        
    		System.out.println("这里是线程运行的代码");
    	}
    }

1.  创建 Thread 类实例, 调用 Thread 的构造方法时将 Runnable 对象作为 target 参数

Thread t = new Thread(new MyRunnable());

1.  调用 start 方法

t.start(); // 线程开始运行

### ?方法1、2对比 ###

对比上面两种方法:

*  继承 Thread 类, 直接使用 this 就表示当前线程对象的引用.
 *  实现 Runnable 接口, this 表示的是 MyRunnable 的引用. 需要使用Thread.currentThread()

### ?方法3：其他变形 ###

*  匿名内部类创建 Thread 子类对象

// 使用匿名类创建 Thread 子类对象
    Thread t1 = new Thread() {
        
    	@Override
    	public void run() {
        
    		System.out.println("使用匿名类创建 Thread 子类对象");
    	}
    };

*  匿名内部类创建 Runnable 子类对象

// 使用匿名类创建 Runnable 子类对象
    Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
        
    	@Override
    	public void run() {
        
    		System.out.println("使用匿名类创建 Runnable 子类对象");
    	}
    });

*  lambda 表达式创建 Runnable 子类对象

// 使用 lambda 表达式创建 Runnable 子类对象
    Thread t3 = new Thread(() -> System.out.println("使用匿名类创建 Thread 子类对象"));
    Thread t4 = new Thread(() -> {
        
    System.out.println("使用匿名类创建 Thread 子类对象");
    });

## ?多线程的优势 ##

增加运行速度

可以观察多线程在一些场合下是可以提高程序的整体运行效率的。

*  使用 System.nanoTime() 可以记录当前系统的 纳秒 级时间戳.
 *  serial 串行的完成一系列运算. concurrency 使用两个线程并行的完成同样的运算

public class ThreadAdvantage {
        
        // 多线程并不一定就能提高速度，可以观察，count 不同，实际的运行效果也是不同的
        private static final long count = 10_0000_0000;
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            // 使用并发方式
            concurrency();
            // 使用串行方式
            serial();
        }
        private static void concurrency() throws InterruptedException {
        
            long begin = System.nanoTime();
            // 利用一个线程计算 a 的值
            Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
        
                @Override
                public void run() {
        
                    int a = 0;
                    for (long i = 0; i < count; i++) {
        
                        a--;
                    }
                }
            });
            Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
        
                @Override
                public void run() {
        
                    int b = 0;
                    for (long i = 0; i < count; i++) {
        
                        b--;
                    }
                }
            });
            thread1.start();
            thread2.start();
            thread1.join();
            thread2.join();
            // 统计耗时
            long end = System.nanoTime();
            double ms = (end - begin) * 1.0 / 1000 / 1000;
            System.out.printf("并发: %f 毫秒%n", ms);
        }
        private static void serial() {
        
            // 全部在主线程内计算 a、b 的值
            long begin = System.nanoTime();
            int a = 0;
            for (long i = 0; i < count; i++) {
        
                a--;
            }
            int b = 0;
            for (long i = 0; i < count; i++) {
        
                b--;
            }
            long end = System.nanoTime();
            double ms = (end - begin) * 1.0 / 1000 / 1000;
            System.out.printf("串行: %f 毫秒%n", ms);
        }
    }

运行结果如下：  
![在这里插入图片描述][8828fbb98ce84f71a95f475e8cf0d223.png]

## ⭕总结 ##

关于《【JavaEE初阶】线程的概念与创建》就讲解到这儿，感谢大家的支持，欢迎各位留言交流以及批评指正，如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注，点赞，收藏支持一下！

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