多线程，线程的创建和启动，Thread、Runnable、Callable的用法

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多线程，线程的创建和启动，Thread、Runnable、Callable的用法

文章目录

• 前言
• 一、线程和进程的定义
• 二、进程和线程的关系
• 三、线程的创建和启动
• • 3.1 继承java.lang.Thread
  • 3.2 实现java.lang.Runnable接口
  • 3.3 实现java.util.concurrent.Callable接口
• 四、Runnable和Callable对比
• • 4.1 相同点：
  • 4.2 不同点：
• 五、Runnable和Callable与Thread比较
• • 5.1 使用Runnable和Callable的优势
  • 5.2 使用Runnable和Callable的劣势
  • 5.3 使用Thread的劣势
• 拓展思考

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前言

大部分时候我们都作者单线程编程，程序都只有一条顺序执行流：从main方法开始执行，一次向下执行每行代码。

但实际情况是，单线程的程序往往功能非常有限，例如我们要开发一个煎蛋的服务器程序，这个服务器程序需要向不同的客户端提供服务，不同客户端之间互不干扰，这就需要多线程。

多线程程序可以包括多个顺序执行流，多个顺序流之间互不干扰。Java提供了非常优秀的多线程支持，程序可以通过非常简单的方式来启动多线程。

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一、线程和进程的定义

进程就是一个应用程序（一个进程是一个软件）
线程是一个进程中的执行场景/执行单元
一个进程可以启动多个线程

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，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。

举个例子：

	阿里巴巴：进程马云：阿里巴巴的一个线程童文红:阿里巴巴的一个线程京东：进程强东：京东的一个线程奶茶：京东的一个线程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。

二、进程和线程的关系

进程A和进程B之间的内存独立不共享，就像阿里巴巴和京东是两个独立的公司，资源不会共享。QQ一个进程，微信是一个进程，这两个进程是独立的，不共享资源。

但是线程不一样。

同一个进程中的线程A和线程B堆内存和方法区内存共享，栈内存独立，一个线程一个栈。
假设启动10个线程，就会有10个栈空间，每个栈之间互不干扰，各自执行各自的，这就是多线程开发。

多线程的例子：

		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。

三、线程的创建和启动

Java支持多线程机制。并且java已经将多线程实现了，我们只需要继承就行了。

3.1 继承java.lang.Thread

通过继承Thread类来创建并启动多线程步骤：
（1）定义一个类继承Thread，并重写run()方法，该run()方法的方法体代表了该线程需要完成的任务。把run()方法称为线程执行体；
（2）创建Thread子类MyThread的实例，即创建了线程对象；
（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。

public class MyThread  extends Thread {private int i;@Overridepublic void run() {for ( ; i < 100; i++) {System.out.println(getName() + " " + i);}}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < i; i++) {//调用Thread的currentThread().getName()方法获取当前线程System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);}MyThread myThread1 = new MyThread();myThread1.start();MyThread myThread2 = new MyThread();myThread2.start();}
}

运行结果：

3.2 实现java.lang.Runnable接口

通过实现Runnable接口来创建并启动多线程步骤：
（1）定义一个类实现Runnable接口，并重写run()方法，该run()方法的方法体代表了该线程需要完成的任务。把run()方法称为线程执行体；
（2）创建Runnable实现类MyRunnable 的实例，并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象；
（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。

public class MyRunnable implements Runnable {private int i;@Overridepublic void run() {for ( ; i < 100; i++) {//与继承Thread类不同的事，这里不能用getName()方法来获取当前线程//System.out.println(getName() + " " + i);//只能用Thread.currentThread().getName()来获取当前线程System.out.print(Thread.currentThread().getName() + " " + i +";");}}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < i; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);}MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();//此处创建线程的时候取了名字new Thread(myRunnable,"A线程").start();new Thread(myRunnable,"B线程").start();}
}

运行结果：

3.3 实现java.util.concurrent.Callable接口

从Java5开始，Java提供了Callable接口，该接口就像是Runnable接口的增强版，Callable接口提供了一个call()方法可以作为线程执行体，但call()方法比run()方法功能更强大。

利用Callable创建并启动线程步骤：
（1）创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，该call()方法作为线程的执行体，且该call()方法有返回值；
（2）创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值；
（3）使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程；
（4）调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值。

public class MyCallable implements Callable<Integer> {@Overridepublic Integer call() throws Exception {int i = 0;for ( ; i < 100; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "的循环变量i的值："+i );}return i;}public static void main(String[] args) {MyCallable myCallable = new MyCallable();FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(myCallable);for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()  + "的循环变量i的值："+i);new Thread(task).start();}try {System.out.println("子线程的返回值："+task.get());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

运行结果：

四、Runnable和Callable对比

4.1 相同点：

（1）都是接口；
（2）都可以编写多线程程序；
（3）都采用Thread.start()启动线程。

4.2 不同点：

（1）Runnable没有返回值；Callable可以返回执行结果；
（2）Callable接口的call()允许抛出异常；Runnable的run()不能抛出。

二者实现方式基本相同，只是Callable接口里定义的方法有返回值，可以声明抛出异常而已，因此将二者归为一种方式。

五、Runnable和Callable与Thread比较

5.1 使用Runnable和Callable的优势

（1）线程类只是实现了接口，还可以继承其他类；
（2）多个线程可以共享一个target，非常适合多个相同的线程处理同一份资源的情况，从而可以将CPU、代码和数据分开，形成清晰的模型，较好地体现面向对象的思想；
（3）线程池技术，接受Runnable，不接受Thread。

5.2 使用Runnable和Callable的劣势

（1）编程稍稍复杂，如果需要访问当前程序，必须使用Thread.currentThread()方法；

5.3 使用Thread的劣势

（1）线程继承了Thread类，不能继承其他类；

鉴于上面的分析，一般推荐采用实现Runnable和Callable接口方式来创建多线程。

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拓展思考

思考题1：使用多线程后，main方法结束，是不是程序就结束了？

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

思考题2：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。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。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，跟人来的感觉是：多个事情同时在做！！！！！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。电影院采用胶卷播放电影，一个胶卷一个胶卷播放速度达到一定程度之后，人类的眼睛产生了错觉，感觉是动画的。这说明人类的反应速度很慢，就像一根钢针扎到手上，到最终感觉到疼，这个过程是需要“很长的”时间的，在这个期间计算机可以进行亿万次的循环。所以计算机的执行速度很快。