前言:
🌟🌟本期讲解多线程的知识哟~~~,希望能帮到屏幕前的你。
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目录
[2.4 线程原理总结](#2.4 线程原理总结)
📚️1.引言
Hello!!!家人们,小编又回来啦,上期讲解了关于计算机中的重要知识进程,后面我们讲到进程在频繁的申请和销毁时会造成系统开销很大,那么就要引入线程了,接下来本期就开始讲解关于后端开发的重要知识"多线程",开始发车了。加油加油~~~🥳🥳🥳
且听小编讲解,包你学会!!!
📚️2.线程内部原理
2.1线程的作用
线程:线程可以看做是轻量化的进程
注意: 线程既可以保持独立调度执行,满足了并发执行,并且省去了分配资源和释放资源带来的额外开销;这就使得线程较好的弥补了进程的缺点
2.2线程和进程的区别
前面用PCB来描述进程,本期用PCB来表示线程
操作系统对于"多任务的调度"本质上是对PCB进程的调度,而线程和进程属性基本一致,都有状态,优先级,记账信息等;
这两者的较大区别:
此时可以看到:每个进程要申请一个内存空间,而每一个线程都共用一个内存空间;
注意: 此时就有一个重要的属性概念:内存指针,多线程的PCB的内存指针指向的是同一个内存地址;那么在第一个线程申请了分配资过后,后面创建的线程就不用分配资源了,直接省去了资源分配带来的系统消耗;
当然除了内存空间,还有文件描述附表(操作硬盘)这也是多线程共用的;
注意:能够把资源共享的线程,分成一组叫做线程组,线程组是进程的一部分
图例如下:
注意:
在没有线程之前,进程既是分配资源的基本单位,也是调度执行的基本单位。
线程存在后,进程是资源分配的基本单位,线程是调度执行的基本单位;
对于两者有啥意义上的区别:
假如有一个桌子上有40个水果,要把这个水果吃完,就有两种方式
第一种:
第二种:
**此时就能够发现:**第一种模拟的是进程的方法,第二种模拟的是线程的方法,那么就可以发现:进程种方法在并发执行任务时会不断分配资源(就是房间),线程执行的时候,就公用一个内存空间(公用一个房间),就不会重新分配新资源;
2.3线程的缺点
1.引入更多的线程
图例如下:
此时可以看到,当我们引入更多的线程之后,他们之间会相互竞争,会造成拥挤(即抢占去吃苹果),这就会造成,引入过多的线程后,执行效率反而不高了;
结果:当线程有太多的时候,线程会相互竞争CPU资源了(CPU的核心数量是有限的),这样不但不会提升执行效率,还会增加系统调度的开销;
2.线程冲突
假如线程1和线程二看上了同一块苹果,那么就会存在两个线程之间的冲突,苹果是谁的,也不确定
结果:线程冲突,会导致代码出现逻辑上的错误即线程安全问题;
2.4 线程原理总结
1.每个线程都是一个独立的执行流,都可以单独参与到CPU的调度中去
2.每个进程都有自己的资源,进程中的线程共用这一份资源
3.进程和进程之间不会相互影响,但是进程中的线程之间,当一个线程抛出异常,其他线程会受到影响,导致整个线程异常终止
4同一个进程内的线程之间会相互影响,导致线程安全问题
5.线程不是越多越好,太多了会导致系统调度开销增大
📚️3.多线程编程
在写代码的时候可以用多进程编程,和多线程编程;但是在Java库中对应的多进程编程是没有对应API的,并且前面也讲到多线程编程在资源分配上优于多进程编程,所以就用多线程编程;
3.1代码实现
首先创建一个类去继承Thread类,这里的Thread类是由java.lang包里的,并要重写run()方法,这个方法即是线程的入口,代码如下:
java
class mythread extends Thread{
//重写run方法,该线程的入口方法
@Override
public void run(){
}
}
}
注意事项;
1.这里的方法不用调用,当线程创建好之后,JVM会自动帮我们进行调用;
2.每个进程中都有至少有一个线程,进程中的第一个线程就是主线程,所以我们的main方法就是主线程的入口;
3.Thread类本身会有一个run()方法
创建实例,调用start方法,这样才会在系统内核中创建真正的线程,代码如下:
java
public static void main(String[] args) {
//构造实例
mythread t=new mythread();
//Thread t=new Thread();
t.start();
注意:
在实例化对象时,可以直接用mythread类,但是也可以使用Thread来接收,这就是完成了一个向上转型
这里如果直接new一个Thread的对象后,创建线程后,JVM会自动调用这个类本身的run()
我们这里简单演示一下,线程的代码和结果;
java
public class threadDeom1 {
public static void main(String[] args) {
//构造实例
//mythread t=new mythread();
Thread t=new mythread();
t.start();
}
}
//写一个类继承thrad
class mythread extends Thread{
//重写run方法,该线程的入口方法
@Override
public void run(){
while (true){
System.out.println("这是thread线程");
//防止打印过快
try {
Thread.sleep(1000);
}catch (InterruptedException e){
throw new RuntimeException();//抛出异常
}
}
}
}
注意:这里的Sleep是线程休眠的意思,1000代表的ms所以这里就是一秒,并且此时还要抛出异常,程序才能正常执行;
结果:
此时这张图只是一部分,线程会不断执行,这里小编只是截取了一小部分;
3.2两个线程执行
这里的代码如下:
java
public static void main(String[] args) {
//构造实例
//mythread t=new mythread();
Thread t=new mythread();
t.start();
while (true){
System.out.println("这是main线程");
try {
Thread.sleep(1000);
}catch (InterruptedException e){
throw new RuntimeException();
}
}
}
}
//写一个类继承thrad
class mythread extends Thread{
//重写run方法,该线程的入口方法
@Override
public void run(){
while (true){
System.out.println("这是thread线程");
//防止打印过快
try {
Thread.sleep(1000);
}catch (InterruptedException e){
throw new RuntimeException();//抛出异常
}
}
}
这里存在两个死循环,但是这两个输出语句仍然进行了打印,这是为什么呢???
注意:线程是两个独立的执行流,所以此处在调用start方法后,线程就有两种,一路继续沿着main方法、即主线程,另一种就是进入线程的run方法;
这里的打印顺序是不确定的,因为操作系统内核中有"调度器这一模块",即一种随机调度的效果
随机调度 :
一个线程什么时候被CPU调度是不确定的;
一个线程什么时候从CPU上下来,给其他线程让位也是不确定的;
上述代码输出结果:
这里大家可以多次实验一下,可以看到为第一个输出的总是main线程呢???
注意:当使用start方法后,主线程会直接向下执行,但是操作系统的内核就要根据刚才的api创建出线程来,并执行run方法;又因为创建线程也有开销(比进程小很多,但是不为0),所以会导致主线程更快;
3.3线程创建的方式
1.直接继承Thread并重写run方法
代码实现:
java
public static void main(String[] args) {
//构造实例
//mythread t=new mythread();
Thread t=new mythread();
t.start();
}
}
//写一个类继承thrad
class mythread extends Thread{
//重写run方法,该线程的入口方法
@Override
public void run(){
}
注意:重写为了特定功能的展开,满足我们特定的需求;
2.实现Runnable接口,重写run方法
代码实现如下:
java
public static void main(String[] args) {
Runnable runnable=new mythread1();
//实现runnable接口
Thread t=new Thread(runnable);
t.start();
//第二种写法
Thread t=new Thread(new mythread1());
t.start();
//第三种写法
mythread1 mythread1=new mythread1();
Thread t=new Thread(mythread1);
t.start();
}
}
class mythread1 implements Runnable{
@Override
public void run() {
}
注意:小编这里介绍了三种写法,其实本质都是一样的,都是输入线程对象,并且在实例化对象时,一个使用了向上转型,还有一个没有使用向上转型而已;
3.继承Thread,重写run并使用匿名内部类
代码实现如下:
java
public static void main(String[] args) {
Thread t=new Thread(){
public void run(){
}
};
t.start();
while (true){
System.out.println("这是main线程");
try {
Thread.sleep(1000);
}catch (InterruptedException e){
throw new RuntimeException();
}
}
}
注意:{}中可以主要是定义子类的属性和方法,这里最主要还是进行run方法的重写;下面的死循环是为了方便进行两种线程存在执行情况;
4.实现Runnable,重写run,使用匿名内部类
代码实现如下:
java
public static void main(String[] args) {
Thread t=new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
}
});
t.start();
while (true){
System.out.println("这是mian线程");
try {
Thread.sleep(1000);
}catch (InterruptedException e){
throw new RuntimeException();
}
}
}
注意:这里Thread括号里使用的参数,是Runnable接口匿名内部类的实例,这个就像是之前在lambda表达式中,比较器的写法,这里大家可以参考一下:【数据结构】Lambda表达式的应用-CSDN博客
5.lambda表达式
代码如下:
java
public static void main(String[] args) {
//lambda表达式
Thread t=new Thread(()->{
while (true){
}
});
t.start();
while (true){
System.out.println("这是main线程");
try {
Thread.sleep(1000);
}catch (InterruptedException e){
throw new RuntimeException();
}
}
}
注意:这里的lambda表达式中()内没有参数,其实这就是实现Runnable接口匿名内部类的一种写法,由于只有一个方法,且参数为空,所以这个括号内也就是空,并且后面的方法体就是重写run()方法;
📚️5.总结
💬💬小编本期讲解了JavaEE初阶的重要知识线程,以及和进程之间的关系,以及线程的优点和缺点,并且讲述了在编程中线程的实现,以及线程的创建的五种方式,还附上了代码供小伙伴参考参考~~~
代码上传Gitee啦: 朱海洋/Thread (gitee.com)
🌅🌅🌅~~~~最后希望与诸君共勉,共同进步!!!
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