场景一:一个业务逻辑有很多次的循环,每次循环之间没有影响,比如验证1万条url路径是否存在,正常情况要循环1万次,逐个去验证每一条URL,这样效率会很低,假设验证一条需要1分钟,总共就需要1万分钟,有点恐怖。这时可以用多线程,将1万条URL分成50等份,开50个线程,没个线程只需验证200条,这样所有的线程执行完是远小于1万分钟的。
场景二:需要知道一个任务的执行进度,比如我们常看到的进度条,实现方式可以是在任务中加入一个整型属性变量(这样不同方法可以共享),任务执行一定程度就给变量值加1,另外开一个线程按时间间隔不断去访问这个变量,并反馈给用户。
总之使用多线程就是为了充分利用cpu的资源,提高程序执行效率,当你发现一个业务逻辑执行效率特别低,耗时特别长,就可以考虑使用多线程。不过CPU执行哪个线程的时间和顺序是不确定的,即使设置了线程的优先级,因此使用多线程的风险也是比较大的,会出现很多预料不到的问题,一定要多熟悉概念,多构造不同的场景去测试才能够掌握!
我有一个微信公众号,每天都会分享一些Java相关的干货文章,还有一些学习资源。如果你喜欢我的分享,可以用微信搜索“Java团长”或者“javatuanzhang”关注。
1、 认识Thread和RunnableJava中实现多线程有两种途径:继承Thread类或者实现Runnable接口。Runnable是接口,建议用接口的方式生成线程,因为接口可以实现多继承,况且Runnable只有一个run方法,很适合继承。在使用Thread的时候只需继承Thread,并且new一个实例出来,调用start()方法即可以启动一个线程。
Thread Test = new Thread()
Test.start()
在使用Runnable的时候需要先new一个实现Runnable的实例,之后启动Thread即可。
Test impelements Runnable
Test t = new Test()
Thread test = new Thread(t)
test.start()
总结:Thread和Runnable是实现java多线程的2种方式,runable是接口,thread是类,建议使用runable实现java多线程,不管如何,最终都需要通过thread.start()来使线程处于可运行状态。
2、 认识Thread的start和run
1) start:
用start方法来启动线程,真正实现了多线程运行,这时无需等待run方法体代码执行完毕而直接继续执行下面的代码。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程,这时此线程处于就绪(可运行)状态,并没有运行,一旦得到spu时间片,就开始执行run()方法,这里方法run()称为线程体,它包含了要执行的这个线程的内容,Run方法运行结束,此线程随即终止。
2) run:
run()方法只是类的一个普通方法而已,如果直接调用Run方法,程序中依然只有主线程这一个线程,其程序执行路径还是只有一条,还是要顺序执行,还是要等待run方法体执行完毕后才可继续执行下面的代码,这样就没有达到写线程的目的。
总结:调用start方法方可启动线程,而run方法只是thread的一个普通方法调用,还是在主线程里执行。
3、 线程状态说明
线程状态从大的方面来说,可归结为:初始状态、可运行状态、不可运行状态和消亡状态,具体可细分为上图所示7个状态,说明如下:
1) 线程的实现有两种方式,一是继承Thread类,二是实现Runnable接口,但不管怎样,当我们new了thread实例后,线程就进入了初始状态;
2) 当该对象调用了start()方法,就进入可运行状态;
3) 进入可运行状态后,当该对象被操作系统选中,获得CPU时间片就会进入运行状态;
4) 进入运行状态后case就比较多,大致有如下情形:
·run()方法或main()方法结束后,线程就进入终止状态;
·当线程调用了自身的sleep()方法或其他线程的join()方法,就会进入阻塞状态(该状态既停止当前线程,但并不释放所占有的资源)。当sleep()结束或join()结束后,该线程进入可运行状态,继续等待OS分配时间片;
·当线程刚进入可运行状态(注意,还没运行),发现将要调用的资源被锁牢(synchroniza,lock),将会立即进入锁池状态,等待获取锁标记(这时的锁池里也许已经有了其他线程在等待获取锁标记,这时它们处于队列状态,既先到先得),一旦线程获得锁标记后,就转入可运行状态,等待OS分配CPU时间片;
·当线程调用wait()方法后会进入等待队列(进入这个状态会释放所占有的所有资源,与阻塞状态不同),进入这个状态后,是不能自动唤醒的,必须依靠其他线程调用notify()或notifyAll()方法才能被唤醒(由于notify()只是唤醒一个线程,但我们由不能确定具体唤醒的是哪一个线程,也许我们需要唤醒的线程不能够被唤醒,因此在实际使用时,一般都用notifyAll()方法,唤醒有所线程),线程被唤醒后会进入锁池,等待获取锁标记。
·当线程调用stop方法,即可使线程进入消亡状态,但是由于stop方法是不安全的,不鼓励使用,大家可以通过run方法里的条件变通实现线程的stop。
进程是程序在处理机中的一次运行。一个进程既包括其所要执行的指令,也包括了执行指令所需的系统资源,不同进程所占用的系统资源相对独立。所以进程是重量级的任务,它们之间的通信和转换都需要操作系统付出较大的开销。线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源,但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。所以线程是轻量级的任务,它们之间的通信和转换只需要较小的系统开销。
Java支持多线程编程,因此用Java编写的应用程序可以同时执行多个任务。Java的多线程机制使用起来非常方便,用户只需关注程序细节的实现,而不用担心后台的多任务系统。
Java语言里,线程表现为线程类。Thread线程类封装了所有需要的线程操作控制。在设计程序时,必须很清晰地区分开线程对象和运行线程,可以将线程对象看作是运行线程的控制面板。在线程对象里有很多方法来控制一个线程是否运行,睡眠,挂起或停止。线程类是控制线程行为的唯一的手段。一旦一个Java程序启动后,就已经有一个线程在运行。可通过调用Thread.currentThread方法来查看当前运行的是哪一个线程。
class ThreadTest{
public static void main(String args[]){
Thread t = Thread.currentThread()
t.setName("单线程")//对线程取名为"单线程"
t.setPriority(8)
//设置线程优先级为8,最高为10,最低为1,默认为5
System.out.println("The running thread: " + t)
// 显示线程信息
try{
for(int i=0i<3i++){
System.out.println("Sleep time " + i)
Thread.sleep(100) // 睡眠100毫秒
}
}catch(InterruptedException e){// 捕获异常
System.out.println("thread has wrong")
}
}
}
多线程的实现方法
继承Thread类
可通过继承Thread类并重写其中的run()方法来定义线程体以实现线程的具体行为,然后创建该子类的对象以创建线程。
在继承Thread类的子类ThreadSubclassName中重写run()方法来定义线程体的一般格式为:
public class ThreadSubclassName extends Thread{
public ThreadSubclassName(){
..... // 编写子类的构造方法,可缺省
}
public void run(){
..... // 编写自己的线程代码
}
}
用定义的线程子类ThreadSubclassName创建线程对象的一般格式为:
ThreadSubclassName ThreadObject =
new ThreadSubclassName()
然后,就可启动该线程对象表示的线程:
ThreadObject.start() //启动线程
应用继承类Thread的方法实现多线程的程序。本程序创建了三个单独的线程,它们分别打印自己的“Hello World!”。
class ThreadDemo extends Thread{
private String whoami
private int delay
public ThreadDemo(String s,int d){
whoami=s
delay=d
}
public void run(){
try{
sleep(delay)
}catch(InterruptedException e){ }
System.out.println("Hello World!" + whoami
+ " " +delay)
}
}
public class MultiThread{
public static void main(String args[]){
ThreadDemo t1,t2,t3
t1 = new ThreadDemo("Thread1",
(int)(Math.random()*2000))
t2 = new ThreadDemo("Thread2",
(int)(Math.random()*2000))
t3 = new ThreadDemo("Thread3",
(int)(Math.random()*2000))
t1.start()
t2.start()
t3.start()
}
}
实现Runnable接口
编写多线程程序的另一种的方法是实现Runnable接口。在一个类中实现Runnable接口(以后称实现Runnable接口的类为Runnable类),并在该类中定义run()方法,然后用带有Runnable参数的Thread类构造方法创建线程。
创建线程对象可用下面的两个步骤来完成:
(1)生成Runnable类ClassName的对象
ClassName RunnableObject = new ClassName()
(2)用带有Runnable参数的Thread类构造方法创建线程对象。新创建的线程的指针将指向Runnable类的实例。用该Runnable类的实例为线程提供 run()方法---线程体。
Thread ThreadObject = new Thread(RunnableObject)
然后,就可启动线程对象ThreadObject表示的线程:
ThreadObject.start()
在Thread类中带有Runnable接口的构造方法有:
public Thread(Runnable target)
public Thread(Runnable target, String name)
public Thread(String name)
public Thread(ThreadGroup group,Runnable target)
public Thread(ThreadGroup group,Runnable target,
String name)
其中,参数Runnable target表示该线程执行时运行target的run()方法,String name以指定名字构造线程,ThreadGroup group表示创建线程组。
用Runnable接口实现的多线程。
class TwoThread implements Runnable{
TwoThread(){
Thread t1 = Thread.currentThread()
t1.setName("第一主线程")
System.out.println("正在运行的线程: " + t1)
Thread t2 = new Thread(this,"第二线程")
System.out.println("创建第二线程")
t2.start()
try{
System.out.println("第一线程休眠")
Thread.sleep(3000)
}catch(InterruptedException e){
System.out.println("第一线程有错")
}
System.out.println("第一线程退出")
}
public void run(){
try{
for(int i = 0i <5i++){
System.out.println(“第二线程的休眠时间:”
+ i)
Thread.sleep(1000)
}
}catch(InterruptedException e){
System.out.println("线程有错")
}
System.out.println("第二线程退出")
}
public static void main(String args[]){
new TwoThread()
}
}
程序运行结果如下:
正在运行的线程: Thread[第一主线程,5,main
创建第二线程
第一线程休眠
第二线程的休眠时间:0
第二线程的休眠时间:1
第二线程的休眠时间:2
第一线程退出
第二线程的休眠时间:3
第二线程的休眠时间:4
第二线程退出
至于一个处理器同时处理多个程序,其实不是同时运行多个程序的,简单的说,如果是单核的CPU,在运行多个程序的时候其实是每个程序轮流占用CPU的,只是每个程序占用的时间很短,所以我们人为的感觉是“同时”运行多个程序。