導論：初識多線程

首先，我們來討論討論什么叫做多線程。舉個簡單的例子，比如說造房子這個任務。如果只有一個人的話，他既要搬磚還得拎砂漿、攪拌水泥之類的（其他工種這里就不一一闡述了），哪怕這個工人技術再熟練，精力再旺盛，他同時也只能干一個工種。那么問題來了，該如何提升效率呢？很簡單，我們可以請多個工人同時來干活，可以同時干多種也可以干同種活兒，這樣效率就高得多。盡管他們各自可干著不同的活兒，但本質都是為了造房子這個任務，這就叫做多進程，即將一個大任務拆分成不同的小任務，分配不同的人來執行，當包工頭也就是處理器下達命令時，他們按照指令來工作。

每個工種的話，比如攪拌水泥的大工優惠叫來幾個小工，都是來干攪拌水泥這個活兒，所以這里叫做多線程。

那么，怎么區分多進程和多線程呢？這里簡單概括：

進程是系統分配資源的最小單位，線程是系統調度的最小單位。一個進程內的線程之間是可以共享資源的。 每個進程至少有一個線程存在，即主線程。

一：動手來創建多線程

1.1 創建一個主線程

請看代碼：

public class ThreadDemo1 {
  static class MyThread extends Thread {
      @Override
      public void run() {
          System.out.println("hello world, 我是一個線程");
          while (true) {

          }
      }
  }

  public static void main(String[] args) {
      // 創建線程需要使用 Thread 類, 來創建一個 Thread 的實例.
      // 另一方面還需要給這個線程指定, 要執行哪些指令/代碼.
      // 指定指令的方式有很多種方式, 此處先用一種簡單的, 直接繼承 Thread 類,
      // 重寫 Thread 類中的 run 方法.

      // [注意!] 當 Thread 對象被創建出來的時候, 內核中并沒有隨之產生一個線程(PCB).
      Thread t = new MyThread();
      // 執行這個 start 方法, 才是真的創建出了一個線程.
      // 此時內核中才隨之出現了一個 PCB, 這個 PCB 就會對應讓 CPU 來執行該線程的代碼. (上面的 run 方法中的邏輯)
      t.start();

      while (true) {
          // 這里啥都不干
      }
  }
}

接下里，我們可以通過jdk里面的一個jconsole來查看，我的文件路徑是C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_192\bin，大家可以對照自己安裝的jdk文件位置來尋找。運行程序，打開jconsole可以看下

這里這個主線程就是我們創建的線程，線程創建成功。

1.2 多線程搶占式執行

創建兩個線程，輸出線程運行前后時間，多次運行發現運行時間不一，這里就體現了現成的搶占式執行方法，看代碼：

public class ThreadDemo2 {
  private static long count = 100_0000_0000L;

  public static void main(String[] args) {
      // serial();
      concurrency();
  }

  private static void serial() {
      long beg = System.currentTimeMillis();

      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.currentTimeMillis();
      System.out.println("time: " + (end - beg) + " ms");
  }

  private static void concurrency() {
      long beg = System.currentTimeMillis();

      Thread t1 = new Thread() {
          @Override
          public void run() {
              int a = 0;
              for (long i = 0; i < count; i++) {
                  a++;
              }
          }
      };

      Thread t2 = new Thread() {
          @Override
          public void run() {
              int b = 0;
              for (long i = 0; i < count; i++) {
                  b++;
              }
          }
      };
      t1.start();
      t2.start();

      try {
          // 線程等待. 讓主線程等待 t1 和 t2 執行結束, 然后再繼續往下執行.
          t1.join();
          t2.join();
      } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
      }

      // t1 t2 和 main 線程之間都是并發執行的.
      // 調用了 t1.start 和 t2.start 之后, 兩個新線程正在緊鑼密鼓的進行計算過程中,
      // 此時主線程仍然會繼續執行, 下面的 end 就隨之被計算了.
      // 正確的做法應該是要保證 t1 和 t2 都計算完畢, 再來計算這個 end 的時間戳.
      long end = System.currentTimeMillis();
      System.out.println("time: " + (end - beg) + " ms");
  }
}

多次運行，會有以下結果：

可以發現線程是搶占式執行。

我們用join關鍵字，可以規定線程運行先后順序，比如這里規定t1運行完后t2再運行，代碼如下：

public class ThreadDemo2 {
  private static long count = 100_0000_0000L;

  public static void main(String[] args) {
       serial();
      //concurrency();
  }

  private static void serial() {
      long beg = System.currentTimeMillis();

      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.currentTimeMillis();
      System.out.println("time: " + (end - beg) + " ms");
  }

  private static void concurrency() {
      long beg = System.currentTimeMillis();

      Thread t1 = new Thread() {
          @Override
          public void run() {
              int a = 0;
              for (long i = 0; i < count; i++) {
                  a++;
              }
          }
      };

      Thread t2 = new Thread() {
          @Override
          public void run() {
              int b = 0;
              for (long i = 0; i < count; i++) {
                  b++;
              }
          }
      };
      t1.start();
      t2.start();

      try {
          // 線程等待. 讓主線程等待 t1 和 t2 執行結束, 然后再繼續往下執行.
          t1.join();
          t2.join();
      } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
      }

      // t1 t2 和 main 線程之間都是并發執行的.
      // 調用了 t1.start 和 t2.start 之后, 兩個新線程正在緊鑼密鼓的進行計算過程中,
      // 此時主線程仍然會繼續執行, 下面的 end 就隨之被計算了.
      // 正確的做法應該是要保證 t1 和 t2 都計算完畢, 再來計算這個 end 的時間戳.
      long end = System.currentTimeMillis();
      System.out.println("time: " + (end - beg) + " ms");
  }
}

多次運行，結果如下：

這里發現，由于規定了線程運行先后時間，導致運行時間大大增長，由此體現了線程并發運行的優勢所在。

這里說明一點：由于線程是搶占式執行，所以每次結果都是不一定的，但誤差會在一定范圍內。

二：創建線程的幾個常用方法

2.2 繼承 Thread 類

可以通過繼承 Thread 來創建一個線程類，該方法的好處是 this 代表的就是當前線程，不需要通過 Thread.currentThread() 來獲取當前線程的引用。

class MyThread extends Thread {

@Override

public void run ()

{ System . out . println ( " 這里是線程運行的代碼 " );

}

}

MyThread t = new MyThread ();

t . start (); // 線程開始運行

2.2 實現 Runnable 接口

通過實現 Runnable 接口，并且調用 Thread 的構造方法時將 Runnable 對象作為 target 參數傳入來創建線程對象。 該方法的好處是可以規避類的單繼承的限制；但需要通過 Thread.currentThread() 來獲取當前線程的引用。

class MyRunnable implements Runnable {

@Override

public void run () {

System . out . println ( Thread . currentThread (). getName () + " 這里是線程運行的代碼 " );

}

}

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

t.start(); // 線程開始運行

2.3 匿名類創建

// 使用匿名類創建 Thread 子類對象

Thread t1 = new Thread() {

@Override

public void run() {

System.out.println(" 使用匿名類創建 Thread 子類對象 ");

}

};

// 使用匿名類創建 Runnable 子類對象

Thread t2 = new Thread(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println(" 使用匿名類創建 Runnable 子類對象 ");

}

});

// 使用 lambda 表達式創建 Runnable 子類對象

Thread t3 = new Thread(() -> System.out.println(" 使用匿名類創建 Thread 子類對象 "));

Thread t4 = new Thread(() -> {

System.out.println(" 使用匿名類創建 Thread 子類對象 ");

});

三：Thread的幾個常見屬性

代碼如下：

public class ThreadDemo {
  public static void main(String[] args) {
      Thread thread = new Thread(() -> {
          for (int i = 0; i < 10; i++) {
              try {
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 我還活著");
                  Thread.sleep(1 * 1000);
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
          System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": 我即將死去");
      });
      thread.start();
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + ": ID: " + thread.getId());
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + ": 名稱: " + thread.getName());
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + ": 狀態: " + thread.getState());
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + ": 優先級: " + thread.getPriority());
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + ": 后臺線程: " + thread.isDaemon());
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + ": 活著: " + thread.isAlive());
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + ": 被中斷: " + thread.isInterrupted());

      while (thread.isAlive()) {}
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()
              + ": 狀態: " + thread.getState());
  }
}

運行結果：

由此可見各個關鍵字的含義，今天的分享就到這里。

記：

最近剛開學，各種事兒，選導師，研一七天都有課，導致時間緊張，希望自己還是可以平衡好學業和代碼的關系吧，謝謝大家支持。

整理不易，大家多多支持。

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