多线程基础
什么是多线程？多线程的优点与缺点？
多线程：多线程是指程序中包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务。
优点：可以提高 CPU 的利用率。在多线程程序中，一个线程必须等待的时候，CPU 可以运行其它的线程而不是等待，这样就大大提高了程序的效率。也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。
缺点：
- 线程也是程序，所以线程需要占用内存，线程越多占用内存也越多
- 多线程需要协调和管理，所以需要CPU时间跟踪线程
- 线程之间对共享资源的访问会相互影响，必须解决竞用共享资源的问题
创建线程的四种方式
继承Thread类，java是单继承
- 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该方法的方法体就是线程需要完成的任务，run()方法也称为线程执行体；
- 创建Thread子类的实例，也就是创建了线程对象
- 启动线程，调用线程的start()方法
public class CreateThread extends Thread{@Overridepublic void run() {//获取线程名System.out.println(Thread.currentThread().getName());}public static void main(String[] args) {CreateThread createThread = new CreateThread();//线程启动createThread.start();}
}
实现Runnable接口
- 定义Runnable接口的实现类，一样要重写run()方法，这个run()方法和Thread中的run()方法一样是线程的执行体。
- 创建Runnable实现类的实例，并用这个实例作为Thread的target来创建Thread对象，这个Thread对象才是真正的线程对象。
- 调用线程对象的start()方法来启动线程。
public class RunnableCreateThread implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println("实现Runnable接口创建线程");}public static void main(String[] args) {new Thread(new RunnableCreateThread()).start();}
}
匿名内部类:
new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// 调用资源方法，完成业务逻辑}
}, "your thread name").start();
lambda表达式:
new Thread(() -> {}, "your thread name").start();
- 实现Callable接口
- 使用Executor工具类创建线程池
使用Callable和Future创建线程
与 Runnable 接口不一样，Callable 接口提供了一个 call() 方法作为线程执行体，call() 方法比 run() 方法功能要强大，比如：call() 方法可以有返回值、call() 方法可以声明抛出异常。
- 创建实现 Callable 接口的类 CreateThread1；
- 以 createThread1为参数创建 FutureTask 对象；
- 将 FutureTask 作为参数创建 Thread 对象
- 调用线程对象的 start() 方法
public class CreateThread1 implements Callable {@Overridepublic Object call() throws Exception {System.out.println(Thread.currentThread().getName());return "call() 方法可以有返回值、call() 方法可以声明抛出异常";}public static void main(String[] args) {//创建 FutureTask 对象FutureTask futureTask = new FutureTask<>(new CreateThread1());//创建线程并启动Thread thread = new Thread(futureTask);thread.start();try {Thread.sleep(1000);//获取返回值System.out.println("返回的结果是：" + futureTask.get());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}
基于线程池创建线程
(可去查看线程池的章节)
public class CreateThreadByExecutors implements Runnable {public static void main(String[] args) {ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();CreateThreadByExecutors thread = new CreateThreadByExecutors();for (int i = 0; i < 10; i++) {service.execute(thread);System.out.println("=======任务开始=========");service.shutdown();}}@Overridepublic void run() {System.out.println("hello Thread");}
}
Runnable和callable有什么区别
相同点：
- 两个都是接口。
- 都是编写多线程程序。
- 都是采用Thread.start()启动程序。
区别：
- Runnable的**run()方法无返回值，callable的call()**方法提供返回值用来表示任务运行的结果。
- Runnable提供**run()方法，无法通过throws抛出异常，异常必须在run()方法内部处理。callable提供call()**方法，直接抛出异常。
线程的状态有哪些
线程5个状态：创建、就绪、运行、阻塞和死亡。
- 新建（new）：新创建了一个线程对象。
- 就绪（runnable）：线程对象创建后，当调用线程对象的start()方法，该线程可能处于运行状态，可能处于就绪状态，等待被线程调度选中，获取cpu使用权。
- 运行（running）：线程获取CPU权限执行
- 阻塞（blocked）：阻塞包含三种情况：等待阻塞，同步阻塞，其他阻塞
- 等待阻塞：wait()，进入等待队列，需要notify唤醒（但notify唤醒的线程是随机的）
- 同步阻塞：获取同步锁失败进入阻塞
- 其他阻塞：sleep(),join(),发出IO请求
- 等待（WAITING）
- 定时等待（Timed Waiting）
- 消亡（terminated）：线程执行结束
线程的 run()和 start()有什么区别？
- 每个线程都是通过某个特定Thread对象所对应的方法run()来完成其操作的，run()方法称为线程体。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程。
- start() 方法用于启动线程，run() 方法用于执行线程的运行时代码。run() 可以重复调用，而 start()只能调用一次。
- start()方法来启动一个线程，真正实现了多线程运行。调用start()方法无需等待run方法体代码执行完毕，可以直接继续执行其他的代码； 此时线程是处于就绪状态，并没有运行。 然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行状态， run()方法运行结束， 此线程终止。然后CPU再调度其它线程。
- run()方法是在本线程里的，只是线程里的一个函数，而不是多线程的。 如果直接调用run()，其实就相当于是调用了一个普通函数而已，直接待用run()方法必须等待run()方法执行完毕才能执行下面的代码，所以执行路径还是只有一条，根本就没有线程的特征，所以在多线程执行时要使用start()方法而不是run()方法。
为什么我们调用 start() 方法时会执行 run() 方法，为什么我们不能直接调用run() 方法？
- new 一个线程Thread，线程进入新建状态；调用start()，会启动一个线程并使线程进入就绪状态，当分配到时间片就可以开始工作了，start()会执行线程的相应准备工作，然后自动执行run()方法的内容，这是真正的多线程工作。
- 而直接执行 run() 方法，会把 run 方法当成一个 main 线程下的普通方法去执行，并不会在某个线程中执行它，所以这并不是多线程工作。
调用 start 方法方可启动线程并使线程进入就绪状态，而 run 方法只是 thread 的一个普通方法调用，还是在主线程里执行。
