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- 线程的概念
2.1常识引入
- 我们知道CPU是计算机中央处理器,用来处理任务的,那么他是如何处理任务的,在实际使用过程中,听说过多线程软件,比如迅雷,快播,等下载速度比较快....。
2.2什么是线程
- 任务管理器可以有多个进程,每个进程运行的都是可执行程序,一个可执行程序就是一个软件,可执行程序的本质就是在计算机当中运行的一块代码
进程:可以看成是在计算机当中运行的一块代码
线程:可以看成是在计算机当中运行的一小块代码
2.3线程与进程的关系
- 一个进程中可以有多个线程,至少得有一个线程;
- 上面说一个进程可以狭隘的看成是一大段代码,那其实线程也是一段代码
- 线程是进程中的最小单位;
- 也可以把线程看成是一个轻量级的进程
注意常识 : 计算机安装一个软件,软件是由代码构成,当启动一个软件之后,代码被放入内存中,为什么会放入到内存中,因为内存的读写速度比较快,这时候CPU就开始处理内存当中的任务,也就是当前软件程序[ 代码 ]运行起来了。
2.4 CPU如何处理任务?
- 在单位时间时间片上只能执行一个线程
- CPU看到内存中有很多的线程,CPU在单位时间片(时间片:很微小的时间单位)上高速切换线程执行
2.5多线程下载软件为什么快
- 问题:很多使用多线程技术开发的软件,下载速度比较快,例如,迅雷.....某些软件,QQ影音,快播..迅雷影音等等...为什么下载速度会比较快
- 假设上面软件都是运行在同一台电脑上面,两款软件运行,肯定是由一个CPU在处理该任务
- CPU处理任务最小单位是线程,CPU是通过资源分配的方式,在多个线程之间,以时间片(时间片:很微小的时间单位)为单位,高速切换内存中要执行的线程任务。
- 在同一个时间片上,只能处理一个线程
- 在CPU的眼中,只看到内存中有很多线程,大家都是平等的,获取到CPU处理的机会是均等的,CPU会平均分配资源给每一个线程
- 假设每个线程执行一分钟,快播软件占用CPU时间为三分钟,迅雷占用CPU处理任务的时间为1分钟,自然快播处理的任务会更多,下载的内容更多
2.6线程的作用
- 线程的作用:看下面两种理解方式:
①可以将代码中(软件)的某些独立的功能包装起来,单独作为任务交给CPU处理!
②将需做的某个功能封装成一个线程体,该线程可以独立的获得CPU分配的资源
从而实现多功能同时运行。
- 自定义第一个线程
3.1 场景描述
- 开发一个游戏(LOL),实现的功能一边玩游戏,一边播放背景音乐
3.2 实现流程分析
- 游戏的本质也是软件:该软件包含两项功能
①玩游戏,暂时使用一个打印语句来代替该功能的演示
②播放背景音乐,暂时也使用一个打印语句来代替该功能
3.3 代码实现
思考:根据上面的分析如何下手写? |
- 将功能代码写在哪里
-
- 将功能主体代码写到Thread类中run方法里面?
- 如果Thread类当中,写了游戏功能,那么播放音乐怎么办???
- 所以不能写在Thread类当中
-
- 我们需要自己定义类继承Thread类,不但具有里面的东西,还具有Thread类的特性,自定义类也是一个线程类,然后覆写run方法,然后把我们的代码写在我们覆写的run方法里面,然后启动
- 根据上面的场景我们需要创建哪些类?
① 玩游戏的线程类
② 放音乐的线程类
③ 测试类:创建① ②的对象,然后调用start方法启动
- 代码清单:
public class PlayGameThread extends Thread{
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("double kill...");
}
}
}
public class MusicThread extends Thread{
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("摩擦。。。摩擦...");
}
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
PlayGameThread pgt = new PlayGameThread();
MusicThread mt = new MusicThread();
pgt.start();
mt.start();
}
}
3.4 小结:创建启动线程的方式一(继承Thread类)
- 先明确我们需要把什么事情封装成一个线程对象(现有相应的代码)
- 自定义一个类 extends Thread
- 覆写run方法,在这里写1步中的代码
- 创建一个自定义类的对象 t
- 启动线程 t.start();
- 注意执行过程:本质是代码执行到一个位置之后,如果切换到另一个线程,在切换回来,那么会从刚才切换走的代码位置继续执行:产生线程安全问题的原因,就在此...
3.4 注意事项
直接调用run方法和start的区别?
- 可以直接调用run方法,但是没有启动一个独立的线程;
- 只有调用start 才回启动一个独立的线程;
自己启动的线程和主线程有关系吗?
- 直接写一个最简单的hello word 程序,就有一个主线程
- 一个线程一旦启动就是独立的了,和创建启动它的环境没有直接的包含关系
代码清单:
public class Test2 {
/** 测试主线程执行完毕我们自定义的线程还是会继续执行(前提就是主线程完了,自定义的线程还没有执行完)*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println("hello...");
new ThreadTest().start();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("main"+i);
}
}
}
class ThreadTest extends Thread{
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("自定义线程"+i);
}
}
}
线程的创建启动方式二
线程的作用 |
- 将需做的某个功能封装成一个线程体,该线程可以独立的获得CPU分配的资源
从而实现多功能同时运行。
Thread线程类本质是实现Runnable接口 |
- 通过查看API得知,Thread当中的run方法不是来自于自身,而是通过实现Runable接口里面的run方法,从而实现某个类的实例,可以通过线程的方式实现功能,类必须定义一个名为run的无参数方法
- 本质Thread也是通过实现接口来实现线程功能的
- 如果自定义一个类,完全可以是通过实现该接口从而,通过线程实现功能
自定义类通过实现Runable的方式来实现线程,如何启动 |
- 通过实现Runable实现线程的,自定义类,的对象A。放在一个空壳的Thread线程对象当中
- 然后通过该对象来调用start方法启动线程A
代码清单: |
public class TicketThread implements Runnable{
private int num = 50;
public void run() {
// 最终的代码
while(num>0){
System.out.println("您的票号是:"+num);
num--;
}
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
/*
* 只需要创建一个TicketThread的对象 tt
* 以tt为参数来创建3个Thread对象
*/
TicketThread tt = new TicketThread();
Thread t1 = new Thread(tt);
Thread t2 = new Thread(tt);
Thread t3 = new Thread(tt);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
问题:
为什么上面没有static,也只销售50张票左右,而没有销售150张,本质其实只创建了一个对象,在被三个线程对象共享
5.2 小结:实现方式启动线程的流程
- 明确线程主体(自己需要实现的代码);
- 自定义一个类实现Runnable接口
- 覆写run方法 : 写第一步中的代码
- 创建一个自定义类的对象 t
- 以t为参数来构造一个Thread对象 tt;
Thread tt = new Thread(tt);
- tt.start();//启动线程对象tt,对线程对象t 的主体代码进行访问
5.3 继承Thread 和实现Runnable的区别
- 继承有局限,Java中类只能够单继承
- 实现的方式,我们的类在业务上可以继承它本应该有的类,同时可以实现接口变成一个线程类
- 关于数据共享的问题:就看所谓被共享的数据所在的类的对象被创建了几个
6. Thread类
6.1 线程休眠sleep
什么是线程休眠 |
线程类Thread当中有一个static void sleep(long millis)方法,在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠
注意 : 当前正在执行的线程就是主线程
线程休眠应用 |
- 可以做倒计时
代码清单:
Frame f = new Frame();
Label label = new Label("10");
label.setBackground(Color.RED);
// 字体对象
Font font = new Font("宋体",Font.BOLD,666);
label.setFont(font);
label.setAlignment(Label.CENTER);
f.add(label);
f.setSize(780, 780);
f.setLocationRelativeTo(null);
f.setVisible(true);
for (int i = 10; i >= 0; i--) {
label.setText(i+"");
Thread.sleep(1000);
}
- 可以用来模拟网络延迟
6.2 线程的优先级
1.线程优先级概念: |
- 每个线程[线程对象]都有一个优先级,高优先级线程的执行优先于低优先级线程(简单说:如果一个线程的优先级越高,获得CPU资源的机会更大,不等于高优先级的就最先执行)
2.如何设置优先级呢? 调用方法 |
- int getPriority() 返回线程的优先级
- void setPriority(int newPriority) 更改线程的优先级
3.希望验证一下上面的理论 |
- 先通过主线程来测试获得和设置优先级
public static void main(String[] args) {
//获取主线程
Thread m = Thread.currentThread();
System.out.println(m.getPriority());//输出主线程优先级
m.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//设置主线程优先级
System.out.println(m.getPriority());//输出主线程设置优先级之后的优先级
}
- 设置自己定义的线程的优先级
- 线程的默认优先级和创建它的环境线程的当前优先级一致,主线程的默认优先级是5
- 小结:
- 知道调用对应的方法来获得和设置线程的优先级
- 想办法测试高优先级的执行机会高于低优先级?
-
6.3 守护线程
什么守护线程
- 守护线程(精灵线程/后台线程)
-
①每个线程都可以或不可以标记为一个守护程序
②后台线程仅仅就是对线程的一个分类或者标记
- 特点:
-
① 一般来说后台线程是为前台线程服务的(例如gc线程);
② 如果所有的前台线程都死了,那么后台线程也会自动的死亡;但是前台线程死了,后台线程不一定立即死亡(可能还需要收尸...)
③ 一个线程的默认状态和创建它的环境线程状态一致
测试把一个线程标记为守护线程
① 相关的方法:
boolean isDaemon() 测试该线程是否为守护线程
void setDaemon(boolean on) 将该线程标记为守护线程或用户线程
如果上面从参数为true 表示是后台线程
② 先以主线程来进行测试:1获得 2 尝试修改
③ 自定义的线程: 1 获得 2 尝试修改
- 小结
-
① 知道什么是守护线程
② 知道如何调用方法修改它的状态
③ 主线程不能够修改状态---》活动状态的线程是不能被修改的
public static void main(String[] args) {
Thread t = Thread.currentThread();
System.out.println(t.isDaemon());
// t.setDaemon(true);//活动状态的线程不能够修改后台线程
Thread tt = new Thread();
System.out.println(tt.isDaemon());
//tt.start();//活动的线程不能改变状态Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException
tt.setDaemon(true);
System.out.println(tt.isDaemon());//自定义线程未启动可设置后台线程
}
6.4 等待线程终止join()
什么是等待线程终止join
join为线程当中的方法,某线程实例调用该方法,其他线程会等待该线程执行完毕之后在执行
线程礼让
线程之前相互客气一下
static void | yield() 暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。 |
- 线程同步[解决线程安全问题]
2.1为什么需要线程同步
- 解决问题: 线程安全问题
(例如1单例模式的懒汉模式;例如2多线程模拟多窗口售票-)
2.2 线程同步方式一:同步代码
2.2.1基本语法结构
synchronized (同步监听对象) {
可能引发线程安全问题的代码
}
上面的结构相当于把{ }中的代码捆绑成一个整体,线程只能够一个一个的进来,执行完一个,下一个才能进来
2.2.2语法特点:
- 上面的同步监听对象可以是任意的对象;
- 保证所有的线程共享一个同步监听对象的;也就是保证被同步监听对象是被所有线程共享的。
- 很多时候可以写this,但是请先参照②,
- 常用的方式:使用类的字节码对象 XXX.class
- 线程通信与等待唤醒
3.1 什么是线程通信
感觉是多个线程之间会发生一些关系,会交流.......
- 线程的生命周期
- 简单来说就是从什么时候开始,到什么时候结束
- 线程的声明周期分几个阶段:
-
- 线程 ; 类 女朋友
-
① 创建 ; 例如 Thread t = new Thread(); 女朋友
② 就绪 ; 调用了start方法 t.start() ---> 告诉CPU我准备好了 女朋友准备好了
③ 运行 ; 获得CPU的资源,开始执行线程体中的代码
④ 死亡 ; 有多种情况导致死亡,
- 例如线程体执行完毕(自然老死);漏气.....
- 非自然死亡(异常没有处理好);
- 对象失去引用 被人偷了
- 对象被垃圾回收机制销毁 丢弃
3、注意点:
① 休眠等操作可能导致正在运行的线程阻塞],阻塞完了(sleep完了)进入的是就绪状态
相互一一直等待,出现死锁!
② 一个线程死了就死了,不能够死而复生
- 定时器
5.1什么是定时器?
java.util.TimerTask由 Timer 安排为一次执行或重复执行的任务。
5.2定时器重复执行任务的认识
- 定时炸弹
-
- 定时炸弹:一个炸弹+一个定时器组成的
- 原理:当定时器到指定的时间了就引爆炸弹(到了指定的时间执行指定的任务)
- 闹钟
- 到了指定的时间就(响铃+震动)
- 重复每天固定的时间都要响
- 定时邮件发送
5.2 Java中是的实现方式 java.util.Timer
- 这个类就是一个定时器的类而已,
- 就想做一个定时炸弹,怎么下手呢?
需要有一个炸弹
需要有一个定时器 Timer
在Timer上需要的操作:设置时间(调用其中的方法)
- Java中已经提供了一个类,供我们使用java.util.timer
- Timer类:(定时器对象)具有设计时间,时间到了在执行任务的功能;
- Timer类常用方法:
void | schedule(TimerTask task, long delay) 安排在指定延迟后执行指定的任务 |
示例代码: |
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