Java多线程与高并发

1、什么是进程？什么是线程？

进程:进程是程序的基本执行实体；另外一种解释是进程是一个应用程序（1个进程是一个软件）。
线程：线程是操作系统能够进行运算调度的最下单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位；是一个进程中的执行场景/执行单元。

注意：。一个进程可以启动多个线程

eg.
对于java程序来说，当在DOS命令窗口中输入：
java HelloWorld 回车之后。会先启动JVM，而JVM就是一个进程。

JVM再启动一个主线程调用main方法（main方法就是主线程）。
同时再启动一个垃圾回收线程负责看护，回收垃圾。

最起码，现在的java程序中至少有两个线程并发，一个是 垃圾回收线程，一个是 执行main方法的主线程。

2、进程和线程是什么关系？

进程：可以看做是现实生活当中的公司。

线程：可以看做是公司当中的某个员工。

注意：进程A和进程B的 内存独立不共享。

魔兽游戏是一个进程
酷狗音乐是一个进程
这两个进程是独立的，不共享资源。

线程A和线程B是什么关系？

在java语言中：
线程A和线程B，堆内存 和 方法区 内存共享。但是 栈内存 独立，一个线程一个栈。

eg.

假设启动10个线程，会有10个栈空间，每个栈和每个栈之间，互不干扰，各自执行各自的，这就是多线程并发。

eg.

火车站，可以看做是一个进程。
火车站中的每一个售票窗口可以看做是一个线程。
我在窗口1购票，你可以在窗口2购票，你不需要等我，我也不需要等你。所以多线程并发可以提高效率。

java中之所以有多线程机制，目的就是为了 提高程序的处理效率。

3、思考一个问题

使用了多线程机制之后，main方法结束，是不是有可能程序也不会结束？

main方法结束只是主线程结束了，主栈空了，其它的栈(线程)可能还在压栈弹栈。

4、分析一个问题

对于单核的CPU来说，真的可以做到真正的多线程并发吗？

对于多核的CPU电脑来说，真正的多线程并发是没问题的。4核CPU表示同一个时间点上，可以真正的有4个进程并发执行。

单核的CPU表示只有一个大脑：
不能够做到真正的多线程并发，但是可以做到给人一种“多线程并发”的感觉。

对于单核的CPU来说，在某一个时间点上实际上只能处理一件事情，但是由于CPU的处理速度极快，多个线程之间频繁切换执行，给别人的感觉是：多个事情同时在做！！！

eg.

线程A：播放音乐

线程B：运行魔兽游戏

线程A和线程B频繁切换执行，人类会感觉音乐一直在播放，游戏一直在运行，
给我们的感觉是同时并发的。（因为计算机的速度很快，我们人的眼睛很慢，所以才会感觉是多线程！）

5、什么是真正的多线程并发？

t1线程执行t1的。
t2线程执行t2的。
t1不会影响t2，t2也不会影响t1。这叫做真正的多线程并发。

关于线程对象的生命周期（附图)？★★★★★

  1. 新建状态
  2. 就绪状态
  3. 运行状态
  4. 阻塞状态
  5. 死亡状态

在这里插入图片描述

线程构造方法

构造方法名备注
Thread()
Thread(String name)name为线程名字
创建线程第二种方式
Thread(Runnable target)
Thread(Runnable target, String name)name为线程名字

6、java语言中，实现线程有两种方式

第一种方式：

编写一个类，直接 继承 java.lang.Thread，重写 run方法。

  1. 怎么创建线程对象？ new继承线程的类。
  2. 怎么启动线程呢？ 调用线程对象的 start() 方法。

伪代码:

// 定义线程类
public class MyThread extends Thread{public void run(){}
}
// 创建线程对象
MyThread t = new MyThread();
// 启动线程。
t.start();

eg:

@SpringBootTest
public class Xiexingguo2ApplicationTests {
@Testvoid contextLoads() {MyThread t = new MyThread();// 启动线程//t.run(); // 不会启动线程，不会分配新的分支栈。（这种方式就是单线程。）t.start();// 这里的代码还是运行在主线程中。for (int i = 0; i < 1000; i++) {System.out.println("主线程--->" + i);}}
}
class MyThread extends Thread{@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 1000; i++) {System.out.println("分支线程 = " + i);}}
}

注意：

  • t.run() 不会启动线程，只是普通的调用方法而已。不会分配新的分支栈。（这种方式就是单线程。）
  • t.start() 方法的作用是：启动一个分支线程，在JVM中开辟一个新的栈空间，这段代码任务完成之后，瞬间就结束了。
    这段代码的任务只是为了开启一个新的栈空间，只要新的栈空间开出来，start()方法就结束了。线程就启动成功了。
    启动成功的线程会自动调用run方法，并且run方法在分支栈的栈底部（压栈）。
    run方法在分支栈的栈底部，main方法在主栈的栈底部。run和main是平级的。

调用run()方法内存图：

在这里插入图片描述

调用start()方法内存图：

在这里插入图片描述

第二种方式：

编写一个类，实现 java.lang.Runnable 接口，实现run方法。

  • 怎么创建线程对象？ new线程类传入可运行的类/接口。
  • 怎么启动线程呢？ 调用线程对象的 start() 方法。

伪代码：

// 定义一个可运行的类
public class MyRunnable implements Runnable {public void run(){}
}
// 创建线程对象
Thread t = new Thread(new MyRunnable());
// 启动线程
t.start();

eg

public class ThreadTest03 {public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(new MyThread());t.start();for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("主线程--->" + i);}}
}
public class MyRunnable implements Runnable {public void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("分支线程 = " + i);}}
}

采用匿名内部类创建：

public class ThreadTest04 {public static void main(String[] args) {// 创建线程对象，采用匿名内部类方式。Thread t = new Thread(new Runnable() {public void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("t线程---> " + i);}}});// 启动线程t.start();for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("main线程---> " + i);}}
}

注意：
第二种方式实现接口比较常用，因为一个类实现了接口，它还可以去继承其它的类，更灵活。

7、获取当前线程对象、获取线程对象名字、修改线程对象名字

方法名作用
static Thread currentThread()获取当前线程对象
String getName()获取线程对象名字
void setName(String name)修改线程对象名字

当线程没有设置名字的时候，默认的名字是什么？

  • Thread-0
  • Thread-1
  • Thread-2
  • Thread-3
  • …

eg

public class MyThread2 extends Thread {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {// currentThread就是当前线程对象。当前线程是谁呢？// 当t1线程执行run方法，那么这个当前线程就是t1// 当t2线程执行run方法，那么这个当前线程就是t2Thread currentThread = Thread.currentThread();System.out.println(currentThread.getName() + "-->" + i);//System.out.println(super.getName() + "-->" + i);//System.out.println(this.getName() + "-->" + i);}}
}

8、关于线程的sleep方法

方法名作用
static void sleep(long millis)让当前线程休眠millis秒
  1. 静态方法：Thread.sleep(1000);
  2. 参数是毫秒
  3. 作用： 让当前线程进入休眠，进入“阻塞状态”，放弃占有CPU时间片，让给其它线程使用。
    这行代码出现在A线程中，A线程就会进入休眠。
    这行代码出现在B线程中，B线程就会进入休眠。
  4. Thread.sleep()方法，可以做到这种效果：间隔特定的时间，去执行一段特定的代码，每隔多久执行一次。

eg

public class ThreadTest05 {public static void main(String[] args) {//每打印一个数字睡1sfor (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + i);// 睡眠一秒try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}

9、关于线程中断sleep()的方法

方法名作用
void interrupt()终止线程的睡眠

eg

public class ThreadTest06 {public static void main(String[] args) {Thread t = new Thread(new MyRunnable2());t.setName("t");t.start();// 希望5秒之后，t线程醒来（5秒之后主线程手里的活儿干完了。）try {Thread.sleep(100*5);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 终断t线程的睡眠（这种终断睡眠的方式依靠了java的异常处理机制。）t.interrupt();}
}
class MyRunnable2 implements Runnable{public void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---> begin");// 睡眠1年try {Thread.sleep(1000 * 60 * 60 * 24 * 365);} catch (InterruptedException e

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