Java多线程与高并发

发布于:2024-05-16 ⋅ 阅读:(50) ⋅ 点赞:(0)

1、什么是进程?什么是线程?

进程:进程是程序的基本执行实体;另外一种解释是进程是一个应用程序(1个进程是一个软件)。
线程:线程是操作系统能够进行运算调度的最下单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位;是一个进程中的执行场景/执行单元。

注意:。一个进程可以启动多个线程

eg.
对于java程序来说,当在DOS命令窗口中输入:
java HelloWorld 回车之后。会先启动JVM,而JVM就是一个进程。

JVM再启动一个主线程调用main方法(main方法就是主线程)。
同时再启动一个垃圾回收线程负责看护,回收垃圾。

最起码,现在的java程序中至少有两个线程并发,一个是 垃圾回收线程,一个是 执行main方法的主线程。

2、进程和线程是什么关系?

进程:可以看做是现实生活当中的公司。

线程:可以看做是公司当中的某个员工。

注意:进程A和进程B的 内存独立不共享。

魔兽游戏是一个进程
酷狗音乐是一个进程
这两个进程是独立的,不共享资源。

线程A和线程B是什么关系?

在java语言中:
线程A和线程B,堆内存 和 方法区 内存共享。但是 栈内存 独立,一个线程一个栈。

eg.

假设启动10个线程,会有10个栈空间,每个栈和每个栈之间,互不干扰,各自执行各自的,这就是多线程并发。

eg.

火车站,可以看做是一个进程。
火车站中的每一个售票窗口可以看做是一个线程。
我在窗口1购票,你可以在窗口2购票,你不需要等我,我也不需要等你。所以多线程并发可以提高效率。


java中之所以有多线程机制,目的就是为了 提高程序的处理效率。

3、思考一个问题

使用了多线程机制之后,main方法结束,是不是有可能程序也不会结束?

main方法结束只是主线程结束了,主栈空了,其它的栈(线程)可能还在压栈弹栈。

4、分析一个问题

对于单核的CPU来说,真的可以做到真正的多线程并发吗?

对于多核的CPU电脑来说,真正的多线程并发是没问题的。4核CPU表示同一个时间点上,可以真正的有4个进程并发执行。

单核的CPU表示只有一个大脑:
不能够做到真正的多线程并发,但是可以做到给人一种“多线程并发”的感觉。

对于单核的CPU来说,在某一个时间点上实际上只能处理一件事情,但是由于CPU的处理速度极快,多个线程之间频繁切换执行,给别人的感觉是:多个事情同时在做!!!

eg.

线程A:播放音乐

线程B:运行魔兽游戏

线程A和线程B频繁切换执行,人类会感觉音乐一直在播放,游戏一直在运行,
给我们的感觉是同时并发的。(因为计算机的速度很快,我们人的眼睛很慢,所以才会感觉是多线程!)


5、什么是真正的多线程并发?

t1线程执行t1的。
t2线程执行t2的。
t1不会影响t2,t2也不会影响t1。这叫做真正的多线程并发。

关于线程对象的生命周期(附图)?★★★★★

  1. 新建状态
  2. 就绪状态
  3. 运行状态
  4. 阻塞状态
  5. 死亡状态

在这里插入图片描述

线程构造方法

构造方法名 备注
Thread()
Thread(String name) name为线程名字
创建线程第二种方式
Thread(Runnable target)
Thread(Runnable target, String name) name为线程名字

6、java语言中,实现线程有两种方式

第一种方式:

编写一个类,直接 继承 java.lang.Thread,重写 run方法。

  1. 怎么创建线程对象? new继承线程的类。
  2. 怎么启动线程呢? 调用线程对象的 start() 方法。

伪代码:

// 定义线程类
public class MyThread extends Thread{
   
	public void run(){
   
	
	}
}
// 创建线程对象
MyThread t = new MyThread();
// 启动线程。
t.start();

eg:

@SpringBootTest
public class Xiexingguo2ApplicationTests {
   
@Test
    void contextLoads() {
   
        MyThread t = new MyThread();
        // 启动线程
        //t.run(); // 不会启动线程,不会分配新的分支栈。(这种方式就是单线程。)
        t.start();
        // 这里的代码还是运行在主线程中。
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
   
            System.out.println("主线程--->" + i);
        }
    }
}
class MyThread extends Thread{
   
    @Override
    public void run() {
   
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
   
            System.out.println("分支线程 = " + i);
        }
    }
}

注意

  • t.run() 不会启动线程,只是普通的调用方法而已。不会分配新的分支栈。(这种方式就是单线程。)
  • t.start() 方法的作用是:启动一个分支线程,在JVM中开辟一个新的栈空间,这段代码任务完成之后,瞬间就结束了。
    这段代码的任务只是为了开启一个新的栈空间,只要新的栈空间开出来,start()方法就结束了。线程就启动成功了。
    启动成功的线程会自动调用run方法,并且run方法在分支栈的栈底部(压栈)。
    run方法在分支栈的栈底部,main方法在主栈的栈底部。run和main是平级的。

调用run()方法内存图:

在这里插入图片描述

调用start()方法内存图:

在这里插入图片描述

第二种方式:

编写一个类,实现 java.lang.Runnable 接口,实现run方法。

  • 怎么创建线程对象? new线程类传入可运行的类/接口。
  • 怎么启动线程呢? 调用线程对象的 start() 方法。

伪代码:

// 定义一个可运行的类
public class MyRunnable implements Runnable {
   
	public void run(){
   
	
	}
}
// 创建线程对象
Thread t = new Thread(new MyRunnable());
// 启动线程
t.start();

eg

public class ThreadTest03 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        Thread t = new Thread(new MyThread());
        t.start();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
   
            System.out.println("主线程--->" + i);
        }
    }
}
public class MyRunnable implements Runnable {
   
    public void run() {
   
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
   
            System.out.println("分支线程 = " + i);
        }
    }
}

采用匿名内部类创建:

public class ThreadTest04 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        // 创建线程对象,采用匿名内部类方式。
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
   
            public void run() {
   
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
   
                    System.out.println("t线程---> " + i);
                }
            }
        });
        // 启动线程
        t.start();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
   
            System.out.println("main线程---> " + i);
        }
    }
}

注意:
第二种方式实现接口比较常用,因为一个类实现了接口,它还可以去继承其它的类,更灵活。

7、获取当前线程对象、获取线程对象名字、修改线程对象名字

方法名 作用
static Thread currentThread() 获取当前线程对象
String getName() 获取线程对象名字
void setName(String name) 修改线程对象名字

当线程没有设置名字的时候,默认的名字是什么?

  • Thread-0
  • Thread-1
  • Thread-2
  • Thread-3

eg

public class MyThread2 extends Thread {
   
    @Override
    public void run() {
   
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
   
            // currentThread就是当前线程对象。当前线程是谁呢?
            // 当t1线程执行run方法,那么这个当前线程就是t1
            // 当t2线程执行run方法,那么这个当前线程就是t2
            Thread currentThread = Thread.currentThread();
            System.out.println(currentThread.getName() + "-->" + i);
            //System.out.println(super.getName() + "-->" + i);
            //System.out.println(this.getName() + "-->" + i);
        }
    }
}

8、关于线程的sleep方法

方法名 作用
static void sleep(long millis) 让当前线程休眠millis秒
  1. 静态方法:Thread.sleep(1000);
  2. 参数是毫秒
  3. 作用: 让当前线程进入休眠,进入“阻塞状态”,放弃占有CPU时间片,让给其它线程使用。
    这行代码出现在A线程中,A线程就会进入休眠。
    这行代码出现在B线程中,B线程就会进入休眠。
  4. Thread.sleep()方法,可以做到这种效果:间隔特定的时间,去执行一段特定的代码,每隔多久执行一次。

eg

public class ThreadTest05 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        //每打印一个数字睡1s
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
   
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + i);
            // 睡眠一秒
            try {
   
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
   
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

9、关于线程中断sleep()的方法

方法名 作用
void interrupt() 终止线程的睡眠

eg

public class ThreadTest06 {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        Thread t = new Thread(new MyRunnable2());
        t.setName("t");
        t.start();
        // 希望5秒之后,t线程醒来(5秒之后主线程手里的活儿干完了。)
        try {
   
            Thread.sleep(100*5);
        } catch (InterruptedException e) {
   
            e.printStackTrace();
        }
        // 终断t线程的睡眠(这种终断睡眠的方式依靠了java的异常处理机制。)
        t.interrupt();
    }
}
class MyRunnable2 implements Runnable{
   

    public void run() {
   
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---> begin");
        // 睡眠1年
        try {
   
            Thread.sleep(1000 * 60 * 60 * 24 * 365);
        } catch (InterruptedException e

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