JAVA基础|多线程

发布于:2024-06-02 ⋅ 阅读:(117) ⋅ 点赞:(0)

什么是线程?

线程(Thread)是一个程序内部的一条执行流程。

多线程是什么?

多线程是指从软硬件上实现的多条执行流程的技术(多条线程由CPU负责调度执行)

一. 如何在程序中创建出多条线程?

Java是通过java.lang.Thread类的对象来代表线程的。

1. 多线程的创建方式一:继承Thread类

  1. 定义一个子类MyThread继承线程类java.lang.Thread,重写run()方法
  2. 创建MyThread类的对象
  3. 调用线程对象的start()方法启动线程(启动后还是执行run方法的)

ThreadTest1.java:

public class ThreadTest {
    // main方法是由一条默认的主线程负责执行的。
    public static void main(String[] args) {
        // 3. 创建Mythread线程类的对象代表一个线程
        Thread t = new MyThread();
        // 4. 启动线程(自动执行run方法的)
        t.start();  // main线程 t线程

        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println("主线程main输出: " + i);
        }
    }
}

MyThread.java:

//1. 让子类继承Thread线程类
public class MyThread extends Thread{
    // 2. 必须重写Thread类的run方法
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println("子线程MyThread线程输出: " + i);
        }
    }
}

方式一的优缺点:

  • 优点:编码简单
  • 缺点:线程类已经继承Thread,无法继承其他类,不利于功能的扩展。

2. 多线程的创建方式二:实现Runnable接口

  1. 定义一个线程任务类MyRunnable实现Runnable接口,重写run()方法
  2. 创建MyRunnable任务对象
  3. 把MyRunnable任务对象交给Thread处理(因为任务对象不是线程对象,不能调用start方法,所以要将他封装为线程对象)使用Thread自带的构造器来做。
  4. 调用线程对象的start()方法启动线程

ThreadTest.java

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 3. 创建任务对象
        Runnable target = new MyRunnable();
        // 4. 把任务对象交给一个线程对象处理
        // public Thread(Runnable target)
        new Thread(target).start();

        for (int i = 0; i <= 5; i++) {
            System.out.println("主线程main输出 ===> " + i);
        }
    }
}

MyRunnable.java: 

// 1. 定义一个任务类,实现Runnable接口
public class MyRunnable implements Runnable {
    // 2. 重写runnable的run方法
    @Override
    public void run() {
        //线程要执行的任务
        for (int i = 0; i <=5; i++) {
            System.out.println("子线程输出 ===》" + i);
        }
    }
}

 方式二的优缺点:

  • 优点:任务类只是实现接口,可以继续继承其他类,实现其他接口,扩展性能
  • 缺点:需要多创建一个Runnable对象(其实也不算啥缺点。。)

方法二的匿名内部类写法:

  1. 可以创建Runnable的匿名内部类对象
  2. 再交给Thread线程对象
  3. 再调用线程对象的start()启动线程 
public class ThreadTest2_2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 直接创建Runnable接口的匿名内部类形式(任务对象)
        Runnable target = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i <= 5; i++) {
                    System.out.println("子线程1输出: " + i);
                }
            }
        };
        new Thread(target).start();

        for (int i = 0; i <= 5; i++) {
            System.out.println("主线程main输出: " + i);
        }
    }
}

简化:

//简化形式1: 
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i <= 5; i++) {
                    System.out.println("子线程1输出: " + i);
                }
            }
        }).start();
        
        //简化形式2:
        new Thread(() -> {
                for (int i = 0; i <= 5; i++) {
                    System.out.println("子线程1输出: " + i);
                }
        }).start();

3. 多线程的创建方式三:实现Callable接口,利用FutureTask类

前两种线程创建方式都存在的一个问题

假如线程执行完毕后有一些数据需要返回,他们重写的run方法均不能直接返回结果。

怎么解决这个这个问题呢?

  • JDK 5.0 提供了Callable接口和FutureTask类来实现(多线程的第三种创建方式)
  • 这种方式最大的优点:可以返回线程执行完毕后的结果。

创建方法

  1. 创建任务对象
  2. 定义一个类实现Callable接口,重写call方法,封装要做的事情和要返回的数据
  3. 把Callable类型的对象封装成FutureTask(线程任务对象)
  4. 把线程任务对象交给Thread对象
  5. 调用Thread对象的start方法启动线程
  6. 线程执行完毕后,通过FutureTask对象的get方法去获取线程任务执行的结果

ThreadTest.java:

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class ThreadTest3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 3. 创建一个Callable的对象
        Callable<String> call = new MyCallable(100);

        // 4. 把Callable的对象封装成一个FutureTask对象(任务对象)
        // 未来任务对象的作用?
        // 1. 是一个任务对象,实现了Runnable对象
        // 2. 可以在线程执行完毕之后,用未来任务对象调用get方法获取线程执行完毕后的结果
        FutureTask<String> f1 = new FutureTask<>(call);
        // 5. 把任务对象交给一个Thread对象
        new Thread(f1).start();

        Callable<String> call2 = new MyCallable(100);
        FutureTask<String> f2 = new FutureTask<>(call2);
        new Thread(f2).start();

        // 6. 获取线程执行完毕后返回的结果
        // 注意:如果执行到这,假如上面的线程还没有执行完毕
        // 这里的代码会暂停,等待上面线程执行完毕后才会获取结果
        String rs = f1.get();
        System.out.println(rs);

        String rs2 = f2.get();
        System.out.println(rs2);T
    }
}

MyCallable.java:

import java.util.concurrent.Callable;

// 1. 实现Callable接口
public class MyCallable implements Callable<String> {
    private int n;
    public MyCallable(int n) {
        this.n = n;
    }

    // 2. 重写call方法
    @Override
    public String call() throws Exception {
        // 描述线程的任务,返回线程执行返回后的结果
        // 需求: 求1-n的和返回
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i <= n; i++) {
            sum += i;
        }
        return "线程求出了1-" + n + "的和是:" + sum;
    }
}

 方式三的优缺点:

  • 优点:线程任务类只是实现接口,可以继续继承类和实现接口,扩展性强;可以在线程执行完毕后去获取线程执行的结果
  • 缺点:编码复杂一点

二. 多线程的注意事项

  1. 启动线程必须是调用start方法,不是调用run方法:使用run的话相当于调用了MyThread对象中的run方法,这样就仍然是单线程。
  2. 不要把主线程任务放在启动子线程之前:这样的话主线程一直是先跑完的,相当于是一个单线程的效果了。

三. Thread的常用方法

 获取当前线程的名字,设置线程名字:

ThreadTest.java:

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new MyThread("1号线程");
        /*t1.setName("1号线程");*/
        t1.start();
        System.out.println(t1.getName());   //Thread-0

        Thread t2 = new MyThread("2号线程");
        /*t2.setName("2号线程");*/
        t2.start();
        System.out.println(t2.getName());   //Thread-1

        //主线程对象的名字
        //哪个线程执行他,他就会得到哪个线程对象
        Thread m = Thread.currentThread();
        System.out.println(m.getName());

        for (int i = 0; i <= 5; i++) {
            System.out.println("main线程输出: " + i);
        }
    }
}

MyThread.java:

public class MyThread extends Thread {
    public MyThread(String name) {
        super(name);    //为当前线程设置名字
    }
    @Override
    public void run() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        for (int i = 0; i <= 3; i++) {
            System.out.println(t.getName()+ "输出: " + i);
        }
    }
}

sleep,join方法

public class ThreadTest2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        for (int i = 0; i <= 5; i++) {
            System.out.println(i);
            // 休眠5s
            if (i ==3) {
                //会让当前执行的线程暂停5秒,再继续执行
                //项目经历让我加上这行代码,如果用户交钱了,我就注释掉! 「Doge」
                Thread.sleep(5000);
            }
        }

        // join方法作用:让当前调用这个方法的线程先执行完
        Thread t1 = new MyThread("1号线程");
        t1.start();
        t1.join();

        Thread t2 = new MyThread("2号线程");
        t2.start();
        t2.join();

        Thread t3 = new MyThread("3号线程");
        t3.start();
        t3.join();
    }
}

四. 线程安全问题

什么是线程安全问题?

多个线程,同时操作同一个共享资源的时候,可能会出现业务安全问题。

用程序模拟线程安全问题

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