Java多线程快速入门

痛定思痛。 2023-10-08 22:03 69阅读 0赞

一、课程目标

线程与进程为什么要使用多线程？多线程应用场景多线程创建方式练习题线程生命周期面试总结练习题

二、线程与进程区别

每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。线程是一组指令的集合，或者是程序的特殊段，它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程，它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理，程序的运行速度可能加快，在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等，线程就比较有用了。在这种情况下可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。如果有大量的线程,会影响性能，因为操作系统需要在它们之间切换，更多的线程需要更多的内存空间，线程的中止需要考虑其对程序运行的影响。通常块模型数据是在多个线程间共享的，需要防止线程死锁情况的发生。总结:进程是所有线程的集合，每一个线程是进程中的一条执行路径。

三、为什么要使用多线程？

3.1.思考生活问题？

现在有一千克的水，目前只有小明一个人去打水，但是小明每小时打水200千克，现在要求一小时内把水全部打完，请问怎么解决？如果小明一个人将水全部打完需要五个小时。解决办法:在加四个人同时打水，分别为小军、小红、小玲、小小，加上小明一共五个人同时去打水，五个人每小时打水200千克，那么一小时后就可以完成打完一顿水。总结:多线程的好处提高程序的效率。

四、多线程应用场景？

答:主要能体现到多线程提高程序效率。举例: 迅雷多线程下载、分批发送短信等。

五、多线程创建方式

5.1第一种继承Thread类 重写run方法

class CreateThread extends Thread \{ // run方法中编写 多线程需要执行的代码 publicvoid run() \{ for (inti = 0; i< 10; i++) \{ System.out.println("i:" + i); \} \} \}publicclass ThreadDemo \{ publicstaticvoid main(String\[\] args) \{ System.out.println("-----多线程创建开始-----"); // 1.创建一个线程 CreateThread createThread = new CreateThread(); // 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法 System.out.println("-----多线程创建启动-----"); createThread.start(); System.out.println("-----多线程创建结束-----"); \}\}

运行结果:

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调用start方法后，代码并没有从上往下执行，而是有一条新的执行分之

注意：画图演示多线程不同执行路径。

5.2第二种实现Runnable接口,重写run方法

代码:

class CreateRunnable implements Runnable \{ @Override publicvoid run() \{ for (inti = 0; i< 10; i++) \{ System.out.println("i:" + i); \} \}\}publicclass ThreadDemo2 \{ publicstaticvoid main(String\[\] args) \{ System.out.println("-----多线程创建开始-----"); // 1.创建一个线程 CreateRunnable createThread = new CreateRunnable(); // 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法 System.out.println("-----多线程创建启动-----"); Thread thread = new Thread(createThread); thread.start(); System.out.println("-----多线程创建结束-----"); \}\}

5.3第三种使用匿名内部类方式

System.out.println("-----多线程创建开始-----"); Thread thread = new Thread(new Runnable() \{ public void run() \{ for (int i = 0; i< 10; i++) \{ System.out.println("i:" + i); \} \} \}); thread.start(); System.out.println("-----多线程创建结束-----");

5.4使用继承Thread类还是使用实现Runnable接口好？

使用实现实现Runnable接口好，原因实现了接口还可以继续继承，继承了类不能再继承。

5.5 启动线程是使用调用start方法还是run方法？

开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法调用run知识使用实例调用方法。

六、获取线程对象以及名称

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七、多线程运行状态

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线程从创建、运行到结束总是处于下面五个状态之一：新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态及死亡状态。

7.1 新建状态

当用new操作符创建一个线程时， 例如new Thread，线程还没有开始运行，此时线程处在新建状态。 当一个线程处于新生状态时，程序还没有开始运行线程中的代码

7.2 就绪状态

一个新创建的线程并不自动开始运行，要执行线程，必须调用线程的start()方法。当线程对象调用start()方法即启动了线程，start()方法创建线程运行的系统资源，并调度线程运行run()方法。当start()方法返回后，线程就处于就绪状态。处于就绪状态的线程并不一定立即运行run()方法，线程还必须同其他线程竞争CPU时间，只有获得CPU时间才可以运行线程。因为在单CPU的计算机系统中，不可能同时运行多个线程，一个时刻仅有一个线程处于运行状态。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。对多个处于就绪状态的线程是由Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度的。

7.3 运行状态

当线程获得CPU时间后，它才进入运行状态，真正开始执行run()方法.

7.4 阻塞状态

线程运行过程中，可能由于各种原因进入阻塞状态: 1>线程通过调用sleep方法进入睡眠状态； 2>线程调用一个在I/O上被阻塞的操作，即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者； 3>线程试图得到一个锁，而该锁正被其他线程持有； 4>线程在等待某个触发条件；

7.5 死亡状态

有两个原因会导致线程死亡：

run方法正常退出而自然死亡，一个未捕获的异常终止了run方法而使线程猝死。为了确定线程在当前是否存活着（就是要么是可运行的，要么是被阻塞了），需要使用isAlive方法。如果是可运行或被阻塞，这个方法返回true； 如果线程仍旧是new状态且不是可运行的， 或者线程死亡了，则返回false.

八、多线程分批处理数据

需求:目前有10万个用户，现在蚂蚁课堂需要做活动，给每一个用户发送一条祝福短信。为了提高数程序的效率，请使用多线程技术分批发送据。每开一个线程，都会占用CPU资源服务器（电脑）配置 CPU 核数

8.1建立项目名称:itmayiedu\_thread\_batch

8.2新建用户实体类

publicclass UserEntity \{private String userId;private String userName;public String getUserId() \{returnuserId;\}publicvoid setUserId(String userId) \{this.userId = userId;\}public String getUserName() \{return userName;\}publicvoid setUserName(String userName) \{this.userName = userName;\}\}

8.3建立多线程UserThread 执行发送短信

Class UserThreadextends Thread \{ private List<UserEntity>list;/\*\* \* 通过构造函数 传入每个线程需要执行的发送短信内容 \* \* @param list \*/ public UserThread(List<UserEntity>list) \{ this.list = list; \}publicvoid run() \{ for (UserEntity userEntity : list) \{ System.out.println("threadName:" + Thread.currentThread().getName() + "-学员编号:" + userEntity.getUserId() + "---学员名称:" + userEntity.getUserName()); // 调用发送短信具体代码 \} \}\}

8.4初始化数据

publicstatic List<UserEntity> init() \{ List<UserEntity>list = new ArrayList<UserEntity>(); for (inti = 1; i<= 140; i++) \{ UserEntity userEntity = new UserEntity(); userEntity.setUserId("userId" + i); userEntity.setUserName("userName" + i); list.add(userEntity); \} returnlist; \}

8.5计算分页工具类

Public class ListUtils \{ Static public<T> List<List<T>> splitList(List<T>list, intpageSize) \{ intlistSize = list.size(); intpage = (listSize + (pageSize - 1)) / pageSize; List<List<T>>listArray = new ArrayList<List<T>>(); for (inti = 0; i<page; i++) \{ List<T>subList = new ArrayList<T>(); for (intj = 0; j<listSize; j++) \{ intpageIndex = ((j + 1) + (pageSize - 1)) / pageSize; if (pageIndex == (i + 1)) \{ subList.add(list.get(j)); \} if ((j + 1) == ((j + 1) \* pageSize)) \{ break; \} \} listArray.add(subList); \} returnlistArray; \}\}

8.6实现发送短信

Public staticvoid main(String\[\] args) \{ // 1.初始化用户数据 List<UserEntity>listUserEntity = init(); // 2.计算创建创建多少个线程并且每一个线程需要执行“分批发送短信用户” // 每一个线程分批跑多少 intuserThreadPage = 50; // 计算所有线程数 List<List<UserEntity>>splitUserList = ListUtils.splitList(listUserEntity, userThreadPage); intthreadSaze = splitUserList.size(); for (inti = 0; i<threadSaze; i++) \{List<UserEntity>list = splitUserList.get(i); UserThread userThread = new UserThread(list); // 3.执行任务发送短信 userThread.start(); \} \}

九、面试题

1.进程与线程的区别？

答:进程是所有线程的集合，每一个线程是进程中的一条执行路径，线程只是一条执行路径。

2.为什么要用多线程？

答:提高程序效率

3.多线程创建方式？

答:继承Thread或Runnable 接口。

4.是继承Thread类好还是实现Runnable接口好？

答:Runnable接口好，因为实现了接口还可以继续继承。继承Thread类不能再继承。

5.你在哪里用到了多线程？

答:主要能体现到多线程提高程序效率。举例:分批发送短信、迅雷多线程下载等。

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