多線程

1 簡介

1.1 多任務、多線程

• 普通方法調用：只有主線程一條執行路徑

• 多線程：多條執行路徑，主線程和子線程并行交替執行

如下圖所示：

1.2 程序.進程.線程

一個進程可以有多個線程，例如視頻中同時聽聲音、看圖像、發彈幕等等

Process與Thread：

• 首先，程序是指令和數據的有序集合，其本身沒有任何運行的含義，是一個靜態的概念
• 進程則是執行程序的一次執行過程，是一個動態的概念，是系統資源分配的單位
• 通常在一個進程中可以包含若干個線程，且一個進程中至少有一個線程。線程是CPU調度和執行的單位。例如在之前代碼中接觸到的main()函數即為一個主線程。

【注意】很多多線程是模擬出來的，真正的多線程是指有多個CPU，即多核，如服務器。如果是模擬出來的多線程，即在一個CPU的情況下，在同一時間點，CPU只能執行一個代碼，因為切換的很快，所以就有同時執行的錯覺。

1.3 小結

• 線程就是獨立的執行路徑
• 在程序運行時，即使沒有主動創建線程，后臺也會有多個線程，如主線程，gc線程
• main()稱之為主線程，為系統的入口，用于執行整個程序
• 在一個進程中，如果開辟了多個線程，線程的運行由調度器安排調度，調度器是與操作系統緊密相關的，先后順序是不能人為干預的
• 對同一份資源操作時，會存在資源搶奪的問題，需要加入并發控制
• 線程會帶來額外的開銷，例如CPU調度時間，并發控制開銷
• 每個線程在自己的工作內存交互，內存控制不當會造成數據不一致

2 線程創建

三種創建方式：

• Thread class --> 繼承Thread類
• Runnable接口 --> 實現Runnable接口
• Callable接口 --> 實現Callable接口

前兩種創建方式為重點，對于第三種創建方式，現階段了解即可。

2.1 Thread

【學習提示】查看JDK幫助文檔

• 自定義線程類以繼承Thread類
• **重寫run()**方法，編寫線程執行體
• 創建線程對象，**調用start()**方法啟動線程

package com.duo.demo01;//創建線程方式一：繼承Thread類，重寫run()方法，調用start()開啟線程
public class ThreadTest1 extends Thread {@Overridepublic void run() {//run方法線程體for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("在寫代碼" + i);}}public static void main(String[] args) {  //main線程，主線程//創建一個線程對象ThreadTest1 threadTest1 = new ThreadTest1();//調用start()方法開啟線程threadTest1.start();for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("在看視頻" + i);}}
}
//注意：線程開啟不一定立即執行，由CPU調度執行

運行結果：

如果按照之前學習的思路，"在看視頻"字符串應當會按照代碼順序在執行完threadTest1線程后才輸出，然而如上所示，"在看視頻"和"在寫代碼"字符串是交替完成輸出的，這表明主線程與所建線程同時執行，而且可以得出，線程開啟后不一定立即執行，由CPU調度執行。

【練習】多線程同步下載圖片

package com.duo.demo01;import org.apache.commons.io.FileUtils;import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;//練習Thread，實現多線程同步下載圖片
public class ThreadTest2 extends Thread {private String url;  //網絡圖片地址private String name;  //下載保存的圖片文件名public ThreadTest2(String url, String name) {//構造器傳參this.url = url;this.name = name;}//下載圖片線程的執行體@Overridepublic void run() {webDownLoader webDownLoader = new webDownLoader();webDownLoader.downLoader(url, name);System.out.println(name + "已下載完成");}public static void main(String[] args) {ThreadTest2 t1 = new ThreadTest2("https://img-blog.csdnimg.cn/a4bbb67340ce46a293b725868b3997b4.jpeg", "星空.jpg");ThreadTest2 t2 = new ThreadTest2("https://img-blog.csdnimg.cn/8dc90f70dca8437d868c655bcd0db7fc.jpeg", "黃昏.jpg");ThreadTest2 t3 = new ThreadTest2("https://img-blog.csdnimg.cn/cc83486a8a7b46a193dac95decc4ad31.jpeg", "曠野.jpg");t1.start();t2.start();t3.start();}
}//下載器類
class webDownLoader {//下載方法public void downLoader(String url, String name) {try {FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));} catch (IOException e) {System.out.println("IO異常，downLoader方法出現問題");}}
}

運行結果：

同樣可以發現，下載執行的順序并非是按照主線程中t1.start() --> t2.start() --> t3.start()的順序(“星空” --> “黃昏” --> “曠野”)完成。

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