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程序、进程、线程

什么是进程？

什么是线程

线程与进程的区别？

二、多线程

实现多线程方式一：继承Thread类

实现多线程方式二：实现Runnable接口

实现多线程方式三: 实现Callable接口

​ 三种实现方式的对比

设置和获取线程名称

线程休眠

线程优先级

守护线程

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程序、进程、线程

• 程序：程序如果不运行，就是物理磁盘上的文件，是静态的，比如我们电脑上的360.

• 进程：是正在运行的程序，程序运行会向操作系统申请资源，进程是资源分配的基本单元。相对于程序，是动态的，比如我们电脑上的360双击运行。

• 线程：是进程中的一条执行路径，是CPU调度执行的基本单元，一个进程下有可能包含多个线程。比如360下可以同时运行木马查杀、电脑清理等。

什么是进程？

进程是指在计算机中运行的程序的实例。它是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程，每个线程都共享该进程的资源，如内存、文件和打开的网络连接等。每个进程都有自己的地址空间，即独立的内存区域。

什么是线程

线程是进程内的执行单元，也是cpu的最小执行单元。一个进程可以包含多个线程，每个线程执行不同的任务。线程共享进程的资源，包括内存、文件和打开的网络连接等。线程之间通过共享内存进行通信，因此比进程间通信更高效。由于线程共享同一进程的地址空间，所以多线程之间的切换更快。

例如：我们启动JVM运行一个Java程序，其实就是启动了一个 JVM 的进程。在JVM的进程中，又包含了main ：主线程、Reference Handler：清理线程、Finalizer：线程（用于调用对象 的finalize()方法）等线程。

线程与进程的区别？

根本区别：进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是处理器任务调度和执行的基本单位；

资源开销：每个进程都有独立的代码副本和数据空间，进程之间的切换，资源开销较大；线程可以看做轻量级的进程，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器，线程之间切换，资源开销小；

内存分配：同一进程内的所有线程共享本进程的内存空间和资源；进程之间的内存空间和资源相互独立；

影响关系：一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响；一个线程崩溃，会导致整个进程退出。所以多进程要比多线程健壮；

执行过程：每个独立的进程有程序运行的入口和程序出口。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序（进程）中，由应用程序提供多个线程执行控制；

包含关系：一个进程内包含有多个线程，在执行过程，线程的执行不是线性串行的，而是多条线程并行共同完成；

 

并发和并行​：

​并行：在同一时刻，有多个线程在多个CPU上同时执行。

并发：在同一时刻，有多个线程在单个CPU上交替执行。

二、多线程

实现多线程方式一：继承Thread类

实现步骤

• 定义一个类MyThread继承Thread类

• 在MyThread类中重写run()方法

• 创建MyThread类的对象

• 启动线程

public class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {for(int i=0; i<100; i++) {System.out.println(i);}}
}
public class MyThreadDemo {public static void main(String[] args) {MyThread my1 = new MyThread();MyThread my2 = new MyThread();//        my1.run();
//        my2.run();//void start() 导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法my1.start();my2.start();}
}

• 为什么要重写run()方法？

  因为run()是用来封装被线程执行的代码

• run()方法和start()方法的区别？

  run()：封装线程执行的代码，直接调用，相当于普通方法的调用

  start()：启动线程；然后由JVM调用此线程的run()方法

实现多线程方式二：实现Runnable接口

• 实现步骤

  • 定义一个类MyRunnable实现Runnable接口

  • 在MyRunnable类中重写run()方法

  • 创建MyRunnable类的对象

  • 创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数

  • 启动线程

• 代码演示

public class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {for(int i=0; i<100; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);}}
}
public class MyRunnableDemo {public static void main(String[] args) {//创建MyRunnable类的对象MyRunnable my = new MyRunnable();//创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数//Thread(Runnable target)
//        Thread t1 = new Thread(my);
//        Thread t2 = new Thread(my);//Thread(Runnable target, String name)Thread t1 = new Thread(my,"坦克");Thread t2 = new Thread(my,"飞机");//启动线程t1.start();t2.start();}
}

实现多线程方式三: 实现Callable接口

public class MyCallable implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println("跟女孩表白" + i);}//返回值就表示线程运行完毕之后的结果return "答应";}
}
public class Demo {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {//线程开启之后需要执行里面的call方法MyCallable mc = new MyCallable();//Thread t1 = new Thread(mc);//可以获取线程执行完毕之后的结果.也可以作为参数传递给Thread对象FutureTask<String> ft = new FutureTask<>(mc);//创建线程对象Thread t1 = new Thread(ft);//String s = ft.get();//开启线程t1.start();//获取执行之后的结果String s = ft.get();System.out.println(s);}
}

​ 三种实现方式的对比

• 实现Runnable、Callable接口

  • 好处: 扩展性强，实现该接口的同时还可以继承其他的类

  • 缺点: 编程相对复杂，不能直接使用Thread类中的方法

• 继承Thread类

  • 好处: 编程比较简单，可以直接使用Thread类中的方法

  • 缺点: 可以扩展性较差，不能再继承其他的类

设置和获取线程名称

public class MyThread extends Thread {public MyThread() {}public MyThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println(getName()+":"+i);}}
}
public class MyThreadDemo {public static void main(String[] args) {MyThread my1 = new MyThread();MyThread my2 = new MyThread();//void setName(String name)：将此线程的名称更改为等于参数 namemy1.setName("高铁");my2.setName("飞机");//Thread(String name)MyThread my1 = new MyThread("高铁");MyThread my2 = new MyThread("飞机");my1.start();my2.start();//static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用System.out.println(Thread.currentThread().getName());}
}

线程休眠

public class MyRunnable implements Runnable {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + i);}}
}
public class Demo {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {/*System.out.println("睡觉前");Thread.sleep(3000);System.out.println("睡醒了");*/MyRunnable mr = new MyRunnable();Thread t1 = new Thread(mr);Thread t2 = new Thread(mr);t1.start();t2.start();}
}

线程优先级

线程调度

• 两种调度方式

  • 分时调度模型：所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间片

  • 抢占式调度模型：优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程获取的 CPU 时间片相对多一些

• Java使用的是抢占式调度模型

• 随机性

  假如计算机只有一个 CPU，那么 CPU 在某一个时刻只能执行一条指令，线程只有得到CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性，因为谁抢到CPU的使用权是不一定的

 

public class MyCallable implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + i);}return "线程执行完毕了";}
}
public class Demo {public static void main(String[] args) {//优先级: 1 - 10 默认值:5MyCallable mc = new MyCallable();FutureTask<String> ft = new FutureTask<>(mc);Thread t1 = new Thread(ft);t1.setName("飞机");t1.setPriority(10);//System.out.println(t1.getPriority());//5t1.start();MyCallable mc2 = new MyCallable();FutureTask<String> ft2 = new FutureTask<>(mc2);Thread t2 = new Thread(ft2);t2.setName("坦克");t2.setPriority(1);//System.out.println(t2.getPriority());//5t2.start();}
}

守护线程

• 用户线程和守护线程

  我们自己写的线程就叫做用户线程，当给这个线程通过setDaemon设置成true之后，用户线程就变成了守护线程。

  守护线程的特点： 当用户线程都执行完成之后，守护线程就没有执行的必要了。

• 相关方法

public class MyThread1 extends Thread {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println(getName() + "---" + i);}}
}
public class MyThread2 extends Thread {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println(getName() + "---" + i);}}
}
public class Demo {public static void main(String[] args) {MyThread1 t1 = new MyThread1();MyThread2 t2 = new MyThread2();t1.setName("女神");t2.setName("备胎");//把第二个线程设置为守护线程//当普通线程执行完之后,那么守护线程也没有继续运行下去的必要了.t2.setDaemon(true);t1.start();t2.start();}
}