多线程快速入门

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。

为什么要使用多线程？

思考生活问题？

现在有1000顿的水，目前只有小明一个人去打水，但是小明每小时打水200顿，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。

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。

多线程创建方式

第一种继承Thread类 重写run方法

/**
 * @classDesc: 功能描述:(创建多线程例子-Thread类 重写run方法)
 * @version: v1.0
 */
class CreateThread extends Thread {
    // run方法中编写 多线程需要执行的代码
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("i:" + i);
        }
    }
}

public class ThreadDemo {

    public static void 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：

alt

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。

alt

第二种实现Runnable接口，重写run方法

代码：

/**
 * @classDesc: 功能描述:(创建多线程例子-Thread类 重写run方法)
 * @version: v1.0
 */
class CreateRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("i:" + i);
        }
    }

}

/**
 * @classDesc: 功能描述:(实现Runnable接口,重写run方法)
 * @version: v1.0
 */
public class ThreadDemo2 {
    public static void 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-----");
    }
}

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-----");

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。

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。

获取线程对象以及名称

常用线程api方法

start()启动线程
currentThread()获取当前线程对象
getID()获取当前线程ID Thread-编号  该编号从0开始
getName()获取当前线程名称
sleep(long mill)休眠线程
Stop（）停止线程

常用线程构造函数

Thread（）分配一个新的 Thread 对象
Thread（String name）分配一个新的 Thread对象，具有指定的 name正如其名。
Thread（Runable r）分配一个新的 Thread对象
Thread（Runable r, String name）分配一个新的 Thread对象

守护线程

Java中有两种线程，一种是用户线程，另一种是守护线程。

用户线程是指用户自定义创建的线程，主线程停止，用户线程不会停止

守护线程当进程不存在或主线程停止，守护线程也会被停止。

使用setDaemon(true)方法设置为守护线程

/**
 * 什么是守护线程? 守护线程 进程线程(主线程挂了) 守护线程也会被自动销毁.
 *
 * @classDesc: 功能描述:(守护线程)
 * @version: v1.0
 */
public class DaemonThread {

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception
                    }
                    System.out.println("我是子线程...");
                }
            }
        });
        thread.setDaemon(true);
        thread.start();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (Exception e) {

            }
            System.out.println("我是主线程");
        }
        System.out.println("主线程执行完毕!");
    }

}

多线程运行状态

alt

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。

新建状态

当用new操作符创建一个线程时，例如new Thread(r)，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。

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。

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。

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；

死亡状态

有两个原因会导致线程死亡：

  1. run方法正常退出而自然死亡，

  2. 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。

join()方法作用

join作用是让其他线程变为等待，t1.join();// 让其他线程变为等待，直到当前t1线程执行完毕，才释放。

thread.Join把指定的线程加入到当前线程，可以将两个交替执行的线程合并为顺序执行的线程。比如在线程B中调用了线程A的Join()方法，直到线程A执行完毕后，才会继续执行线程B。

需求:

创建一个线程，子线程执行完毕后，主线程才能执行。

class JoinThread implements Runnable {

    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---i:" + i);
        }
    }
}

/**
 * @classDesc: 功能描述:(Join方法)
 * @version: v1.0
 */
public class JoinThreadDemo {

    public static void main(String[] args) {
        JoinThread joinThread = new JoinThread();
        Thread t1 = new Thread(joinThread);
        Thread t2 = new Thread(joinThread);
        t1.start();
        t2.start();
        try {
            //其他线程变为等待状态，等t1线程执行完成之后才能执行join方法。
            t1.join();
        } catch (Exception e) {

        }
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("main ---i:" + i);
        }
    }

}

优先级

现代操作系统基本采用时分的形式调度运行的线程，线程分配得到的时间片的多少决定了线程使用处理器资源的多少，也对应了线程优先级这个概念。在JAVA线程中，通过一个int priority来控制优先级，范围为1-10，其中10最高，默认值为5。下面是源码（基于1.8）中关于priority的一些量和方法。

class PrioritytThread implements Runnable {

    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().toString() + "---i:" + i);
        }
    }
}

/**
 * @classDesc: 功能描述:(Join方法)
 * @version: v1.0
 */
public class ThreadDemo4 {

    public static void main(String[] args) {
        PrioritytThread prioritytThread = new PrioritytThread();
        Thread t1 = new Thread(prioritytThread);
        Thread t2 = new Thread(prioritytThread);
        t1.start();
        // 注意设置了优先级， 不代表每次都一定会被执行。 只是CPU调度会有限分配
        t1.setPriority(10);
        t2.start();

    }

}

Yield方法

Thread.yield()方法的作用：暂停当前正在执行的线程，并执行其他线程。（可能没有效果）

yield()让当前正在运行的线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行的机会。因此，使用yield()的目的是让具有相同优先级的线程之间能够适当的轮换执行。但是，实际中无法保证yield()达到让步的目的，因为，让步的线程可能被线程调度程序再次选中。

结论：大多数情况下，yield()将导致线程从运行状态转到可运行状态，但有可能没有效果。

多线程分批处理数据

需求：目前蚂蚁课堂有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

新建用户实体类

/**
 * @classDesc: 功能描述:(用户实体类)
 * @version: v1.0
 */
public class UserEntity {
    private String userId;
    private String userName;

    public String getUserId() {
        return userId;
    }

    public void setUserId(String userId) {
        this.userId = userId;
    }

    public String getUserName() {
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }
}

建立多线程UserThread 执行发送短信

class UserThread extends 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;
    }

    /**
     * @methodDesc: 功能描述:(分批发送短信)
     * @param:
     * @returnType: void
     */
    public void 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
        }
    }
}

初始化数据

/**
 * @methodDesc: 功能描述:(初始化数据)
 * @param:
 * @returnType: void
 */
public static List<UserEntity> init() {
    List<UserEntity> list = new ArrayList<UserEntity>();
    for (int i = 1; i <= 140; i++) {
        UserEntity userEntity = new UserEntity();
        userEntity.setUserId("userId" + i);
        userEntity.setUserName("userName" + i);
        list.add(userEntity);
    }
    returnlist;

}

计算分页工具类

public class ListUtils {
    /**
     * @methodDesc: 功能描述:(list 集合分批切割)
     * @param: @param
     * list
     * @param: @param
     * pageSize
     * @param: @return
     * @returnType:@param list 切割集合
     * @returnType:@param pageSize 分页长度
     * @returnType:@return List<List < T>> 返回分页数据
     */
    static public <T> List<List<T>> splitList(List<T> list, int pageSize) {
        int listSize = list.size();
        int page = (listSize + (pageSize - 1)) / pageSize;
        List<List<T>> listArray = new ArrayList<List<T>>();
        for (int i = 0; i < page; i++) {
            List<T> subList = new ArrayList<T>();
            for (int j = 0; j < listSize; j++) {
                int pageIndex = ((j + 1) + (pageSize - 1)) / pageSize;
                if (pageIndex == (i + 1)) {
                    subList.add(list.get(j));
                }
                if ((j + 1) == ((j + 1) * pageSize)) {
                    break;
                }
            }
            listArray.add(subList);
        }
        return listArray;
    }
}

实现发送短信

public static void 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
    int userThreadPage = 50;
    // 计算所有线程数
    List<List<UserEntity>> splitUserList = ListUtils.splitList(listUserEntity, userThreadPage);
    int threadSaze = splitUserList.size();
    for (int i = 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();
    }

}

作业题

现在有T1、T2、T3三个线程，你怎样保证T2在T1执行完后执行，T3在T2执行完后执行

代码：

public class JoinThreadDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 20; i++) {
                    System.out.println("t1,i:" + i);
                }
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    t1.join();
                } catch (Exception e) {
                    // TODO: handle exception
                }
                for (int i = 0; i < 20; i++) {
                    System.out.println("t2,i:" + i);
                }
            }
        });
        Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    t2.join();
                } catch (Exception e) {
                    // TODO: handle exception
                }
                for (int i = 0; i < 20; i++) {
                    System.out.println("t3,i:" + i);
                }
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

面试题

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。

为什么要用多线程？

答:提高程序效率

多线程创建方式？

答:继承Thread或Runnable 接口。

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。

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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