【JAVAEE】多線程

一、進程
- - 1.1 進程的定義
  - 1.2 進程和線程的聯系
二、線程
- - 2.1 JConsole工具
  - 2.2 創建線程
  - - 2.2.1 Thread類，start（），run（）
    - 2.2.2 繼承Thread類
    - 2.2.3 實現Runnable接口
    - 2.2.4 匿名內部類
    - 2.2.5 使用Runnable接口的匿名內部類
    - 2.2.6 使用lambda表達式
  - 2.3 Thread類及常用方法
  - - 2.3.1 Thread類的構造方法
    - 2.3.2 Thread類的常見屬性
  - 2.4 線程狀態
  - 2.5 后臺線程和前臺線程
  - 2.6 休眠線程
  - 2.7 線程等待
  - 2.8 終止線程
  - - 2.8.1 自定義標志位終止線程
    - 2.8.2 使用自帶標志位終止線程

博客結尾包含此篇博客的全部代碼！！！

一、進程

1.1 進程的定義

進程（Process）是計算機操作系統中的一個核心概念，它是程序在計算機上的一次動態執行實例。換句話說，進程是程序運行時的活動表現形式。它包含了程序代碼、數據、運行狀態以及系統資源的分配情況。進程相當于一個正在運行的程序。
進程也是系統分配資源的基本單位。

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1.2 進程和線程的聯系

首先，并發編程成為我們的需求！每個客戶端給服務器發送請求，服務器就需要給客戶端提供服務。在90年代，多進程是一種解決方案！！！

那么既然有解決方法，為什么還要引入線程？
線程：線程是輕量級的進程！！！

線程相比于進程：

創建線程比創建進程更快。
銷毀線程比銷毀進程更快。
調度線程比調度進程更快。

舉個例子：

假設這個任務是“消滅”桌子上的兩只雞，在一個房間中有一個桌子，桌子上放了兩只雞。
進程的解決方法：再創建一個房間，將這兩只雞分開，分別“消滅”。
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線程的解決方法：在這個房間中“消滅”這兩只雞。

這兩個對比你發現：相同的人數，進程需要再創建一個房間（開銷很大），而線程則啥都不需要添加。

二、線程

2.1 JConsole工具

在創建線程之前，先給大家介紹一下JConsole 工具， JConsole是JDK 自帶的一款圖形化監控和管理工具，基于 JMX（Java Management Extensions）技術實現。它能夠連接到本地或遠程的 Java 虛擬機（JVM），并實時監控和管理 Java 應用程序的性能和資源使用情況。
這里我們就用它來監控我們的線程！
JConsole：找到我們的JDK安裝的安裝路徑，像我這里安裝的JDK17–>bin–>jconsole.exe
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如何使用？
測試代碼：代碼運行起來才能觀察到，如果線程結束就觀察不到。

class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {while (true) {System.out.println(" hello Thread");}}
}public class Demo1 {public static void main(String[] args) {MyThread t1 = new MyThread();t1.start();}
}

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剛進去出現不安全連接，由于是我是自己練習，所以點不安全連接。

2.2 創建線程

2.2.1 Thread類，start（），run（）

Thread類：線程，是操作系統的概念，操作系統定義了一些api（應用程序編程接口）來供程序員使用，而java中將這些api封裝成Thread類來供使用！Thread類在java.long這個包中，所以用的時候不需要導包。
start（）：用于啟動一個新線程，線程調度器會調用 run() 方法。start() 方法只能被調用一次。如果嘗試多次調用 start()，會拋出 IllegalThreadStateException 異常。
run（）：定義線程的執行邏輯，但不會啟動新線程。如果需要啟動新線程，必須通過 start() 方法。相當于線程的入口。

2.2.2 繼承Thread類

代碼：

class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {while (true) {System.out.println(" hello Thread");}}
}public class Demo1 {public static void main(String[] args) {MyThread t1 = new MyThread();t1.start();while(true) {System.out.println(" hello main");}}
}

2.2.3 實現Runnable接口

實現Runnable接口的MyRunnnable類，將new MyRunnable()當作一個對象傳給Thread的構造函數。
代碼：

class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("Hello Thread");}
}public class Demo2 {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(new MyRunnable());t1.start();}
}

2.2.4 匿名內部類

public class Demo3 {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(){@Overridepublic void run() {System.out.println("Hello Thread");}};thread.start();System.out.println("Hello main");}
}

2.2.5 使用Runnable接口的匿名內部類

public class Demo4 {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(new Runnable(){@Overridepublic void run() {System.out.println("Hello Thread");}});t1.start();}
}

2.2.6 使用lambda表達式

public class Demo5 {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(()->{while(true){System.out.println("Hello Thread");}});thread.start();while(true){System.out.println("Hello main");}}
}

2.3 Thread類及常用方法

2.3.1 Thread類的構造方法

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解釋一下第四個Thread（Runnable target，String name）!


public class Demo6 {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {while (true) {System.out.println("Hello Thread");}}}, "Thread1");thread.start();while (true) {System.out.println("Hello main");}}
}

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2.3.2 Thread類的常見屬性

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? ID 是線程的唯?標識，不同線程不會重復
? 獲取線程的名稱
? 獲取線程的當前狀態，如新建、就緒、運行、阻塞、等待、終止等
? 優先級?的線程理論上來說更容易被調度到
? 關于后臺線程，需要記住?點：JVM會在?個進程的所有?后臺線程結束后，才會結束運?。
? 是否存活，即簡單的理解，為 run ?法是否運?結束了
? 判斷線程是否被中斷。線程的中斷狀態可以通過調用 interrupt() 方法來設置，該方法會改變線程的中斷狀態，但不會停止線程的執行

2.4 線程狀態

public class Demo7 {public static void main(String[] args) {for(Thread.State state: Thread.State.values()) {System.out.println(state);}}
}

獲取線程的所有狀態：
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? NEW:

當線程對象被創建，但尚未調用 start() 方法時，線程處于新建狀態。
在這個狀態下，線程尚未開始執行。

public class Demo7 {public static void main(String[] args) {Thread thread=new Thread(()->{System.out.println("Hello Thread");});System.out.println(thread.getState());thread.start();}
}

? RUNNABLE:

當調用線程的 start() 方法后，線程進入就緒狀態。
在這個狀態下，線程已經準備好運行，等待 CPU 時間片以便執行。
就緒狀態的線程可能正在 JVM 中運行，也可能正在等待操作系統調度。

public class Demo7 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread thread=new Thread(()->{for(int i=0;i<3;i++) {System.out.println("Hello Thread");}});System.out.println(thread.getState());thread.start();System.out.println(thread.getState());}
}

? BLOCKED: 由鎖導致的，后面會出一篇關于線程安全問題，到時候會詳細介紹，這里就不過多介紹了

當線程等待獲取一個排他鎖，如同步塊或同步方法中的鎖時，線程進入阻塞狀態。
線程在等待鎖釋放后才能繼續執行。
阻塞狀態的線程不會被分配 CPU 時間片。

? WAITING:
時間阻塞（這個等待是沒時間上限的）

當線程執行 wait()、join() 或 LockSupport.park() 方法后，線程進入等待狀態。
在這個狀態下，線程需要等待其他線程執行特定的操作（如通知或中斷）才能繼續。
等待狀態的線程不會被分配 CPU 時間片。

public class Demo7 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread thread=new Thread(()->{while(true) {}});System.out.println(thread.getState());thread.start();thread.join();}
}

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發現main線程是waiting。

? TIMED_WAITING:
時間阻塞（這個等待是有時間上限的），不參與CPU調度

public class Demo7 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread thread=new Thread(()->{while(true) {try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});System.out.println(thread.getState());thread.start();Thread.sleep(1000);System.out.println(thread.getState());}
}

? TERMINATED:

當線程的 run() 方法執行完畢，或者線程被 stop() 方法（已廢棄）強制停止，或者線程拋出未捕獲的異常導致運行結束時，線程進入終止狀態。
在這個狀態下，線程已經結束執行，不再消耗任何資源。

public class Demo7 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread thread=new Thread(()->{for(int i=0;i<3;i++) {System.out.println("Hello Thread");}});System.out.println(thread.getState());thread.start();Thread.sleep(6000);System.out.println(thread.getState());}
}

2.5 后臺線程和前臺線程

前臺線程：一般我們創建的線程都是前臺線程，只要前臺線程不結束，JVM就不會退出。
后臺線程：也稱守護線程，后臺線程一般都是輔助性的任務，如果前臺線程全部結束，即使還有后臺線程在運行，JAM也會退出。

public class Demo8 {public static void main(String[] args) {Thread thread1=new Thread(()->{for(int i=0;i<2;i++){System.out.println("Hello Thread");}});thread1.start();System.out.println(thread1.isDaemon());//false 說明他不是守護線程Thread thread2=new Thread(()->{for(int i=0;i<2;i++){System.out.println("Hello Thread");}});thread2.setDaemon(true);thread2.start();System.out.println(thread2.isDaemon());//true}
}

2.6 休眠線程

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下面那個可以達到納秒級別，這種適用于軍工，航天等之類，一把情況下用不到。

這里還有一個需要注意的是：由于 Runnable 接口的 run 方法沒有 throws 子句，所以這里只能用try-catch 來捕獲異常。

2.7 線程等待

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public class Demo10 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread thread = new Thread(()->{for (int i = 0; i < 3; i++){System.out.println("Hello Thread");}});thread.start();thread.join();System.out.println("Hello main");}
}

先執行thread線程，thread線程執行完，再執行main線程。為了防止死等，也可以設置等待時間。

2.8 終止線程

讓run方法盡快結束。

2.8.1 自定義標志位終止線程

public class Demo11 {public static  boolean flag=true;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread thread = new Thread(()->{while(flag){System.out.println("Hello Thread");}System.out.println("Bye Bye Thread");});thread.start();Thread.sleep(1000);flag=false;}
}

將flag設置為全局變量，這里就是匿名內部類訪問外部類，而不是變量捕獲。
為什么不可以將flag設置為局部變量？
在這里插入圖片描述

很有可能是main線程已經執行完，已經將flag銷毀了，但是Thread線程中還沒執行到while(flag)…

2.8.2 使用自帶標志位終止線程

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Java自帶標志位來結束終止線程。先使用Thread.currentThread()來獲取當前線程，在.isInterrupted()獲取標志位。然后再主進程中調用interrupte()方法來將標志位值修改為true。

public class Demo12 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread thread = new Thread(() -> {while (!Thread.currentThread().interrupted()) {System.out.println("Hello Thread");}System.out.println("Bye Bye Thread");});thread.start();Thread.sleep(1000);thread.interrupt();}
}

調用interrupte()方法，不僅會設置標志位，還會提前喚起sleep阻塞

public class Demo12 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread thread = new Thread(() ->{while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {System.out.println("hahah");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {//1.不操作繼續執行線程（因為sleep喚醒后會又將標志位改為true）e.printStackTrace();//2.結束線程break;//3.進行其它操作}}});thread.start();Thread.sleep(1000);thread.interrupt();}
}