单核CPU和多核CPU:
单核CPU:在一个时间单元内,只能执行一个线程的任务。是一种假的多线程。(单核CPU可以“挂起”一个线程,执行另一个线程,看起来像是多线程)
多核CPU:多线程。
一个Java应用程序java.exe,至少有三个线程:main()主线程,gc()垃圾回收线程,异常处理线程。如果发生异常,会影响主线程。
并行和并发:
并行:多个CPU同时执行多个任务。比如:多个人同时做不同的事。
并发:一个CPU(采用时间片)"同时"执行多个任务。比如:秒杀,多个人做同一件事。
注:“同时”:其实是采用时间片的方式,执行一段A,再执行一段B,只不过时间比较短,看起来就像是同时进行一样。
进程与线程
程序(program):是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码,静态对象。
**进程(process):**是程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序
。是一个动态的过程,有自身的产生、存在和消亡的过程。–生命周期进程是资源分配的单位
,系统在运行时为每个进程分配不同的内存区域。
**线程(thread):**进程可进一步细化为线程,是一个程序内部的一条执行路径
。
线程作为调度和执行的单位,每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc),线程切换开销小;
一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间,它们从同一堆中分配对象,可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能会带来安全隐患。
进程和线程的关系:
1.一个进程至少有一个线程,可以包括多个线程,而一个线程只能属于一个进程。
2.一个进程中的多个线程共享该进程的内存空间即方法区和堆空间。
2.一个进程的崩溃在保护模式下不会对其他进程产生影响,但是一个线程崩溃会影响整个进程死掉。多进程的程序要比多线程的程序健壮性更强。
进程和线程的区别:
1.根本区别:进程是操作系统资源分配的基本单位;
线程是处理器任务调度和执行的基本单位。
2.资源开销:每个进程都有独立的代码可数据空间,程序之间的切换会产生较大的开销;
线程是轻量级的进程,线程共享代码可数据空间,每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器(pc),线程切换开销小;
3.内存分配:系统在运行时为每个进程分配不同的内存区域;
而一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间。
4.所处环境:在操作系统中可以同时运行多个进程,在一个进程中可以有多个线程同时执行。
5.执行过程:进程有程序运行的入口、顺序执行序列及程序出口;而线程不能独立运行,必须依赖于进程中。
6.包含关系:线程是进程的一部分,被称为轻量级进程。
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多线程的优点:
1.提高应用程序的响应,对图形化界面更有意义,可增强用户体验。
2.提高计算机系统CPU的利用率。
3.改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程,独立运行,利于理解和修改。
什么时候需要多线程?
1.程序需要同时执行两个或多个任务。
2.程序需要实现一些等待的任务时,比如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索灯。
3.需要一些后台运行的程序时。
线程的创建和启动:
java语言的JVM允许程序运行多个线程,它通过java.lang.Thread类来体现。
Thread类的特性:
1.每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的,经常把run()方法的主题称为线程体
。
2.通过该Thread对象的start()方法来启动这个线程,而非直接调用run().
Thread类的相关常用方法:
1.start():启动当前线程;调用当前线程的run();
2.run():通常需要重写Thread类中的此方法,将创建的线程要执行的操作声明在此方法中;
3.currentThread():静态方法:返回执行当前代码的线程;
4.getName():获取当前线程的名字;
5.setName():设置当前线程的名字;
6.yield():释放当前CPU的执行权;
7.join():在线程A中调用线程B的join(),此时线程A就进入阻塞状态,直到线程B完全执行完以后,线程A才结束阻塞状态;
8.stop():已过时。当执行此方法时,强制结束当前线程;
9.sleep(long millitime):让当前线程睡眠指定的的millitime毫秒。在指定的millitime时间内,当前线程是阻塞状态;
10.isAlive():判断当前线程是否存活。
线程的优先级:
1.MAX_PRIORITY:10
MIN_PRIORITY:1
NORM_PRIORITY:5
2.如何获取和设置当前线程的优先级?
getPriority():获取线程的优先级
setPriority(int p):设置线程的优先级
tips:高优先级的线程要抢占低优先级线程CPU的执行权,但是从概率上讲,高优先级的线程高概率下会先被执行。
并不意味这只有当高优先级的线程执行完以后,低优先级的线程才会执行。
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多线程的创建
方式一:继承thread类
1.创建一个继承于thread类的子类;
2.重写thread类的run()–>将此线程执行的操作声明在run()中;
3.创建thread类的子类对象;
4.通过此对象调用start():①启动当前线程;②调用当前线程的run().
eg:
子类MyThread Code:
//1.创建一个继承于thread类的子类;
class MyThread extends Thread{
//2.重写thread类的run()
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + i);
}
}
}
}
Test Code:
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
//3.创建thread类的子类对象
//main()的主线程 调用t1对象
MyThread t1 = new MyThread(); //alt + Enter
//4.通过此对象调用start():①启动当前线程;②调用当前线程的run()
t1.start();//调用start(),执行run()之后,t1的分线程执行
//tips1:启动一个线程,必须调用start(),不能通过直接调用run()的方式启动线程。
//t1.run();//相当于只是在main()中调用run方法,并不是Thread中的run(),没有启动分线程
//tips2:如果再启动一个线程,必须重新创建一个Thread子类的对象,调用此对象的start();遍历100以内的偶数,不可以还让已经start()的线程去执行,会报 java.lang.IllegalThreadStateException
// t1.start();
//需要重新创建一个线程的对象
MyThread t2 = new MyThread();
t2.start();
//仍然在main线程中执行,线程交互
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + i + "******main()****************");
}
}
}
}
tips1:启动一个线程,必须调用start(),不能通过直接调用run()的方式启动线程。
tips2:如果再启动一个线程,必须重新创建一个Thread子类的对象,调用此对象的start();
创建多线程的方式二:实现Runnable接口
1.创建一个实现了Runnable接口的类;
2.实现类去实现Runnable中的抽象方法:run();
3.创建实现类的对象;
4.将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread类的对象;
5.通过Thread类的对象调用start();
比较创建多线程的两种方式:
开发中我们优先选择:实现Runnable接口的方式;
原因:1.实现的方式没有类的单继承性的局限性;
2.实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况.
联系:public Thread implements Runnable{} Thread类本身实现了Runnable接口;
相同点:两种方式都需要重写run(),将线程要执行的逻辑声明在run()中.
启动线程都是调用Thread类中的start().
eg:创建三个窗口卖票,总票数100张,使用继承Thread类的方式
class Window extends Thread{
// private int ticket = 100;//修改窗口1的票数,窗口2/3的没变
private static int ticket = 100;//应该改为static,三个线程共享一个
@Override
public void run() {
while(true){
if(ticket > 0){
// System.out.println(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(getName()+"卖票,票号为:"+ticket);
ticket--;
}else{
break;
}
}
}
}
public class WindowTest {
public static void main(String[] args) {
Window w1 = new Window();
Window w2 = new Window();
Window w3 = new Window();//得new三个对象
w1.setName("窗口1");
w2.setName("窗口2");
w3.setName("窗口3");//三个对象分别调用setName();
w1.start();
w2.start();
w3.start();
}
}
创建三个窗口卖票,总票数100张,使用实现Runnable接口的方式;
class Window1 implements Runnable{
private int ticket = 100;//不用加static,本身共享数据
@Override
public void run() {
while (true) {
if (ticket > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票:票号为" + ticket);
ticket--;
} else {
break;
}
}
}
}
public class WindowTest1 {
public static void main(String[] args) {
Window1 w = new Window1();
// Window1 w2 = new Window1();
// Window1 w3 = new Window1();没必要new三个对象
Thread t1 = new Thread(w);
Thread t2 = new Thread(w);
Thread t3 = new Thread(w);//三个线程共享一个new出来的对象
t1.setName("窗口1");
t2.setName("窗口2");
t3.setName("窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}