Java多线程

多线程

线程:一个顺序的单一的程序执行流程就是一个线程。代码一句一句的有先后顺序的执行。

多线程:多个单一顺序执行的流程并发运行。造成"感官上同时运行"的效果。

并发:

多个线程实际运行是走走停停的。线程调度程序会将CPU运行时间划分为若干个时间片段并

尽可能均匀的分配给每个线程，拿到时间片的线程被CPU执行这段时间。当超时后线程调度

程序会再次分配一个时间片段给一个线程使得CPU执行它。如此反复。由于CPU执行时间在

纳秒级别，我们感觉不到切换线程运行的过程。所以微观上走走停停，宏观上感觉一起运行

的现象成为并发运行!

用途:

• 当出现多个代码片段执行顺序有冲突时，希望它们各干各的时就应当放在不同线程上"同时"运行

• 一个线程可以运行，但是多个线程可以更快时，可以使用多线程运行

线程的生命周期图

创建线程有两种方式

方式一:继承Thread并重写run方法

定义一个线程类，重写run方法，在其中定义线程要执行的任务(希望和其他线程并发执行的任务)。

注:启动该线程要调用该线程的start方法，而不是run方法！！！

package thread;
?
/**
 * 多线程
 * 线程:程序中一个单一的顺序执行流程
 * 多线程:多个单一顺序执行流程"同时"执行
 *
 * 多线程改变了代码的执行方式，从原来的单一顺序执行流程变为多个执行流程"同时"执行。
 * 可以让多个代码片段的执行互不打扰。
 *
 * 线程之间是并发执行的，并非真正意义上的同时运行。
 * 常见线程有两种方式:
 * 1:继承Thread并重写run方法
 *
 */
public class ThreadDemo1 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?//创建两个线程
 ? ? ? ?Thread t1 = new MyThread1();
 ? ? ? ?Thread t2 = new MyThread2();
 ? ? ? ?/*
 ? ? ? ? ? ?启动线程,注意:不要调用run方法！！
 ? ? ? ? ? ?线程调用完start方法后会纳入到系统的线程调度器程序中被统一管理。
 ? ? ? ? ? ?线程调度器会分配时间片段给线程，使得CPU执行该线程这段时间，用完后
 ? ? ? ? ? ?线程调度器会再分配一个时间片段给一个线程，如此反复，使得多个线程
 ? ? ? ? ? ?都有机会执行一会，做到走走停停，并发运行。
 ? ? ? ? ? ?线程第一次被分配到时间后会执行它的run方法开始工作。
 ? ? ? ? */
 ? ? ? ?t1.start();
 ? ? ? ?t2.start();
?
 ?  }
}
/**
 * 第一种创建线程的优点:
 * 结构简单，利于匿名内部类形式创建。
 *
 * 缺点:
 * 1:由于java是单继承的，这会导致继承了Thread就无法再继承其他类去复用方法
 * 2:定义线程的同时重写了run方法，这等于将线程的任务定义在了这个线程中导致
 * ? 线程只能干这件事。重(chong)用性很低。
 */
class MyThread1 extends Thread{
 ? ?public void run(){
 ? ? ? ?for (int i=0;i<1000;i++){
 ? ? ? ? ? ?System.out.println("hello姐~");
 ? ? ?  }
 ?  }
}
class MyThread2 extends Thread{
 ? ?public void run(){
 ? ? ? ?for (int i=0;i<1000;i++){
 ? ? ? ? ? ?System.out.println("来了~老弟!");
 ? ? ?  }
 ?  }
}

第一种创建线程的方式

优点:

在于结构简单，便于匿名内部类形式创建。

缺点:

• 1:直接继承线程，会导致不能在继承其他类去复用方法，这在实际开发中是非常不便的。

• 2:定义线程的同时重写了run方法，会导致线程与线程任务绑定在了一起，不利于线程的重用。

方式二:实现Runnable接口单独定义线程任务

package thread;
?
/**
 * 第二种创建线程的方式
 * 实现Runnable接口单独定义线程任务
 */
public class ThreadDemo2 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?//实例化任务
 ? ? ? ?Runnable r1 = new MyRunnable1();
 ? ? ? ?Runnable r2 = new MyRunnable2();
 ? ? ? ?//创建线程并指派任务
 ? ? ? ?Thread t1 = new Thread(r1);
 ? ? ? ?Thread t2 = new Thread(r2);
?
 ? ? ? ?t1.start();
 ? ? ? ?t2.start();
 ?  }
}
class MyRunnable1 implements Runnable{
 ? ?public void run() {
 ? ? ? ?for (int i=0;i<1000;i++){
 ? ? ? ? ? ?System.out.println("你是谁啊?");
 ? ? ?  }
 ?  }
}
class MyRunnable2 implements Runnable{
 ? ?public void run() {
 ? ? ? ?for (int i=0;i<1000;i++){
 ? ? ? ? ? ?System.out.println("开门!查水表的!");
 ? ? ?  }
 ?  }
}

匿名内部类形式的线程创建

package thread;
?
/**
 * 使用匿名内部类完成线程的两种创建
 */
public class ThreadDemo3 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?Thread t1 = new Thread(){
 ? ? ? ? ? ?public void run(){
 ? ? ? ? ? ? ? ?for(int i=0;i<1000;i++){
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("你是谁啊?");
 ? ? ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ?  };
// ? ? ?  Runnable r2 = new Runnable() {
// ? ? ? ? ?  public void run() {
// ? ? ? ? ? ? ?  for(int i=0;i<1000;i++){
// ? ? ? ? ? ? ? ? ?  System.out.println("我是查水表的!");
// ? ? ? ? ? ? ?  }
// ? ? ? ? ?  }
// ? ? ?  };
 ? ? ? ?//Runnable可以使用lambda表达式创建
 ? ? ? ?Runnable r2 = ()->{
 ? ? ? ? ? ? ? ?for(int i=0;i<1000;i++){
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("我是查水表的!");
 ? ? ? ? ? ? ?  }
 ? ? ?  };
?
?
 ? ? ? ?Thread t2 = new Thread(r2);
?
 ? ? ? ?t1.start();
 ? ? ? ?t2.start();
 ?  }
}
?

java中的代码都是靠线程运行的，执行main方法的线程称为"主线程"。

线程提供了一个方法:

• static Thread currentThread()

  该方法可以获取运行这个方法的线程

package thread;
?
/**
 * java中所有的代码都是靠线程执行的，main方法也不例外。JVM启动后会创建一条线程来执行main
 * 方法，该线程的名字叫做"main",所以通常称它为"主线程"。
 * 我们自己定义的线程在不指定名字的情况下系统会分配一个名字，格式为"thread-x"(x是一个数)。
 *
 * Thread提供了一个静态方法:
 * static Thread currentThread()
 * 获取执行该方法的线程。
 *
 */
public class CurrentThreadDemo {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?/*
 ? ? ? ? ? ?后期会学习到一个很重要的API:ThreadLocal,它可以使得我们在一个线程上跨越多个
 ? ? ? ? ? ?方法时共享数据使用，其内部要用到currentThread方法来辨别线程。
 ? ? ? ? ? ?如spring的事物控制就是靠ThreadLocal实现的。
 ? ? ? ? */
 ? ? ? ?Thread main = Thread.currentThread();//获取执行main方法的线程(主线程)
 ? ? ? ?System.out.println("线程:"+main);
?
 ? ? ? ?dosome();//主线程执行dosome方法
 ?  }
 ? ?public static void dosome(){
 ? ? ? ?Thread t = Thread.currentThread();//获取执行dosome方法的线程
 ? ? ? ?System.out.println("执行dosome方法的线程是:"+t);
 ?  }
}
?

使用多线程实现多客户端连接服务端

流程图

服务端代码改造:

package socket;
?
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
?
/**
 * 聊天室服务端
 */
public class Server {
 ? ?/**
 ? ? * 运行在服务端的ServerSocket主要完成两个工作:
 ? ? * 1:向服务端操作系统申请服务端口，客户端就是通过这个端口与ServerSocket建立链接
 ? ? * 2:监听端口，一旦一个客户端建立链接，会立即返回一个Socket。通过这个Socket
 ? ? * ? 就可以和该客户端交互了
 ? ? *
 ? ? * 我们可以把ServerSocket想象成某客服的"总机"。用户打电话到总机，总机分配一个
 ? ? * 电话使得服务端与你沟通。
 ? ? */
 ? ?private ServerSocket serverSocket;
?
 ? ?/**
 ? ? * 服务端构造方法，用来初始化
 ? ? */
 ? ?public Server(){
 ? ? ? ?try {
 ? ? ? ? ? ?System.out.println("正在启动服务端...");
 ? ? ? ? ? ?/*
 ? ? ? ? ? ? ? ?实例化ServerSocket时要指定服务端口，该端口不能与操作系统其他
 ? ? ? ? ? ? ? ?应用程序占用的端口相同，否则会抛出异常:
 ? ? ? ? ? ? ? ?java.net.BindException:address already in use
?
 ? ? ? ? ? ? ? ?端口是一个数字，取值范围:0-65535之间。
 ? ? ? ? ? ? ? ?6000之前的的端口不要使用，密集绑定系统应用和流行应用程序。
 ? ? ? ? ? ? */
 ? ? ? ? ? ?serverSocket = new ServerSocket(8088);
 ? ? ? ? ? ?System.out.println("服务端启动完毕!");
 ? ? ?  } catch (IOException e) {
 ? ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
 ? ? ?  }
 ?  }
?
 ? ?/**
 ? ? * 服务端开始工作的方法
 ? ? */
 ? ?public void start(){
 ? ? ? ?try {
 ? ? ? ? ? ?while(true) {
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("等待客户端链接...");
 ? ? ? ? ? ? ? ?/*
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?ServerSocket提供了接受客户端链接的方法:
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Socket accept()
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?这个方法是一个阻塞方法，调用后方法"卡住"，此时开始等待客户端
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?的链接，直到一个客户端链接，此时该方法会立即返回一个Socket实例
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?通过这个Socket就可以与客户端进行交互了。
?
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?可以理解为此操作是接电话，电话没响时就一直等。
 ? ? ? ? ? ? ? ? */
 ? ? ? ? ? ? ? ?Socket socket = serverSocket.accept();
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("一个客户端链接了！");
 ? ? ? ? ? ? ? ?//启动一个线程与该客户端交互
 ? ? ? ? ? ? ? ?ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(socket);
 ? ? ? ? ? ? ? ?Thread t = new Thread(clientHandler);
 ? ? ? ? ? ? ? ?t.start();
?
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ?  } catch (IOException e) {
 ? ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
 ? ? ?  }
 ?  }
?
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?Server server = new Server();
 ? ? ? ?server.start();
 ?  }
?
 ? ?/**
 ? ? * 定义线程任务
 ? ? * 目的是让一个线程完成与特定客户端的交互工作
 ? ? */
 ? ?private class ClientHandler implements Runnable{
 ? ? ? ?private Socket socket;
 ? ? ? ?public ClientHandler(Socket socket){
 ? ? ? ? ? ?this.socket = socket;
 ? ? ?  }
 ? ? ? ?public void run(){
 ? ? ? ? ? ?try{
 ? ? ? ? ? ? ? ? /*
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Socket提供的方法:
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?InputStream getInputStream()
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?获取的字节输入流读取的是对方计算机发送过来的字节
 ? ? ? ? ? ? ? ? */
 ? ? ? ? ? ? ? ?InputStream in = socket.getInputStream();
 ? ? ? ? ? ? ? ?InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in, "UTF-8");
 ? ? ? ? ? ? ? ?BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
?
 ? ? ? ? ? ? ? ?String message = null;
 ? ? ? ? ? ? ? ?while ((message = br.readLine()) != null) {
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("客户端说:" + message);
 ? ? ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ?  }catch(IOException e){
 ? ? ? ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ?  }
 ?  }
?
?
}

线程API

获取线程相关信息的方法

package thread;
?
/**
 * 获取线程相关信息的一组方法
 */
public class ThreadInfoDemo {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?Thread main = Thread.currentThread();//获取主线程
?
 ? ? ? ?String name = main.getName();//获取线程的名字
 ? ? ? ?System.out.println("名字:"+name);
?
 ? ? ? ?long id = main.getId();//获取该线程的唯一标识
 ? ? ? ?System.out.println("id:"+id);
?
 ? ? ? ?int priority = main.getPriority();//获取该线程的优先级
 ? ? ? ?System.out.println("优先级:"+priority);
?
 ? ? ? ?boolean isAlive = main.isAlive();//该线程是否活着
 ? ? ? ?System.out.println("是否活着:"+isAlive);
?
 ? ? ? ?boolean isDaemon = main.isDaemon();//是否为守护线程
 ? ? ? ?System.out.println("是否为守护线程:"+isDaemon);
?
 ? ? ? ?boolean isInterrupted = main.isInterrupted();//是否被中断了
 ? ? ? ?System.out.println("是否被中断了:"+isInterrupted);
?
 ?  }
}

线程优先级

线程start后会纳入到线程调度器中统一管理,线程只能被动的被分配时间片并发运行,而无法主动索取时间片.线程调度器尽可能均匀的将时间片分配给每个线程.

线程有10个优先级,使用整数1-10表示

• 1为最小优先级,10为最高优先级.5为默认值

• 调整线程的优先级可以最大程度的干涉获取时间片的几率.优先级越高的线程获取时间片的次数越多,反之则越少.

package thread;
?
public class PriorityDemo {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?Thread max = new Thread(){
 ? ? ? ? ? ?public void run(){
 ? ? ? ? ? ? ? ?for(int i=0;i<10000;i++){
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("max");
 ? ? ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ?  };
 ? ? ? ?Thread min = new Thread(){
 ? ? ? ? ? ?public void run(){
 ? ? ? ? ? ? ? ?for(int i=0;i<10000;i++){
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("min");
 ? ? ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ?  };
 ? ? ? ?Thread norm = new Thread(){
 ? ? ? ? ? ?public void run(){
 ? ? ? ? ? ? ? ?for(int i=0;i<10000;i++){
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("nor");
 ? ? ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ?  };
 ? ? ? ?min.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
 ? ? ? ?max.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
 ? ? ? ?min.start();
 ? ? ? ?norm.start();
 ? ? ? ?max.start();
 ?  }
}

sleep阻塞

线程提供了一个静态方法:

• static void sleep(long ms)

• 使运行该方法的线程进入阻塞状态指定的毫秒,超时后线程会自动回到RUNNABLE状态等待再次获取时间片并发运行.

package thread;
?
public class SleepDemo {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?System.out.println("程序开始了!");
 ? ? ? ?try {
 ? ? ? ? ? ?Thread.sleep(5000);//主线程阻塞5秒钟
 ? ? ?  } catch (InterruptedException e) {
 ? ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
 ? ? ?  }
 ? ? ? ?System.out.println("程序结束了!");
 ?  }
}

sleep方法处理异常:InterruptedException.

当一个线程调用sleep方法处于睡眠阻塞的过程中,该线程的interrupt()方法被调用时,sleep方法会抛出该异常从而打断睡眠阻塞.

package thread;
?
/**
 * sleep方法要求必须处理中断异常:InterruptedException
 * 当一个线程调用sleep方法处于睡眠阻塞的过程中，它的interrupt()方法被调用时
 * 会中断该阻塞，此时sleep方法会抛出该异常。
 */
public class SleepDemo2 {
 ? ?public static void main(String[] args) {
 ? ? ? ?Thread lin = new Thread(){
 ? ? ? ? ? ?public void run(){
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("林:刚美完容，睡一会吧~");
 ? ? ? ? ? ? ? ?try {
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Thread.sleep(9999999);
 ? ? ? ? ? ? ?  } catch (InterruptedException e) {
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("林:干嘛呢!干嘛呢!干嘛呢!都破了像了!");
 ? ? ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("林:醒了");
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ?  };
?
 ? ? ? ?Thread huang = new Thread(){
 ? ? ? ? ? ?public void run(){
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("黄:大锤80!小锤40!开始砸墙!");
 ? ? ? ? ? ? ? ?for(int i=0;i<5;i++){
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("黄:80!");
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?try {
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Thread.sleep(1000);
 ? ? ? ? ? ? ? ? ?  } catch (InterruptedException e) {
 ? ? ? ? ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ? ? ?  }
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("咣当!");
 ? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("黄:大哥，搞定!");
 ? ? ? ? ? ? ? ?lin.interrupt();//中断lin的睡眠阻塞
 ? ? ? ? ?  }
 ? ? ?  };
 ? ? ? ?lin.start();
 ? ? ? ?huang.start();
 ?  }
}

总结

多线程

线程:单一的顺序执行流程就是一个线程，顺序执行:代码一句一句的先后执行。

多线程:多个线程并发执行。线程之间的代码是快速被CPU切换执行的，造成一种感官上"同时"执行的效果。

线程的创建方式

1. 继承Thread，重写run方法，在run方法中定义线程要执行的任务

   优点:

   • 结构简单，便于匿名内部类创建

   缺点:

   • 继承冲突:由于java单继承，导致如果继承了线程就无法再继承其他类去复用方法

   • 耦合问题:线程与任务耦合在一起，不利于线程的重用。

2. 实现Runnable接口单独定义线程任务

   优点:

   • 犹豫是实现接口，没有继承冲突问题

   • 线程与任务没有耦合关系，便于线程的重用

   缺点:

   • 创建复杂一些(其实也不能算缺点)

线程Thread类的常用方法

void run():线程本身有run方法，可以在第一种创建线程时重写该方法来定义线程任务。

void start():启动线程的方法。调用后线程被纳入到线程调度器中统一管理，并处于RUNNABLE状态，等待分配时间片开始并发运行。

 ? ? 注:线程第一次获取时间片开始执行时会自动执行run方法。
?
 ? ? ? ? ? ?  **启动线程一定是调用start方法，而不能调用run方法!**

String getName():获取线程名字

long getId():获取线程唯一标识

int getPriority():获取线程优先级，对应的是整数1-10

boolean isAlive():线程是否还活着

boolean isDaemon():是否为守护线程

boolean isInterrupted():是否被中断了

void setPriority(int priority):设置线程优先级，参数可以传入整数1-10。1为最低优先级，5为默认优先级，10为最高优先级

 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 优先级越高的线程获取时间片的次数越多。可以使用Thread的常量MIN_PRIORITY,NORM_PRIORITY,MAX_PRIORITY。他们分别表示 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?  最低，默认，最高优先级

static void sleep(long ms):静态方法sleep可以让运行该方法的线程阻塞参数ms指定的毫秒。

static Thread currentThread():获取运行该方法的线程。

####