多线程(一)

进程和线程的概述

• 进程就是应用程序在内存中分配的空间，也可理解为一个正在执行中的程序。每一个进程执行都有一个执行顺序，该顺序就是一个执行路径或者叫一个控制单元。
• 线程就是进程中负责程序执行的执行单元，也可理解为进程中的一个独立的控制单元。线程在控制着进程的执行。

多线程

多线程的概述

一个进程中至少有一个线程在负责该进程的运行。如果一个进程中出现了多个线程，就称该程序为多线程程序。

多线程解决的问题

多线程这门技术的出现解决了多部分代码同时执行的需求，这样做的好处就是可以提高用户的体验效果。
这里有一个疑问——多线程真的能提高效率吗？显然不是，反倒容易死机，但可合理的使用CPU资源。

JVM中的多线程与垃圾回收

多线程的运行是根据CPU的切换完成的，怎么切换CPU说了算，所以多线程运行有一个随机性(CPU的快速切换造成的)。
本节我首先给出结论——JVM中的多线程至少有两个线程：

1. 一个是负责自定义代码运行的，这个从main方法开始执行的线程称之为主线程。
2. 一个是负责垃圾回收的。

然后我通过一个简单的案例来演示JVM中的多线程。例如，有如下实验代码：

class Demo{    // 定义垃圾回收方法    public void finalize()    {        System.out.println("demo ok");    }}class FinalizeDemo {    public static void main(String[] args)     {        new Demo();        new Demo();        new Demo();        System.gc(); // 启动垃圾回收器。        System.out.println("Hello World!");    }}

运行FinalizeDemo类，可能在屏幕上打印(截图如下)：

通过实验会发现每次的结果不一定相同，那是因为随机性造成的。而且每一个线程都有自己的代码内容，这个称之为线程的任务，之所以创建一个线程就是为了去运行指定的任务代码。而线程的任务都封装在特定的区域中，比如：

1. 主线程运行的任务都定义在main方法中。
2. 垃圾回收线程在收垃圾时都会运行finalize方法。

创建线程方式一

如何在自定义的代码中，自定义一个线程呢？也即如何建立一个执行路径呢？
答：通过对API的查找，java已经提供了对线程这类事物的描述，即Thread类。该类的描述中创建线程有两种方式，下面我就来讲解其第一种方式。
创建线程的第一种方式：继承Thread类。
步骤：

1. 继承Thread类
2. 重写Thread类中的run()。目的：将自定义的代码存储在run()，让线程运行
3. 创建子类对象也即创建线程对象
4. 调用线程的start()。该方法有2个作用：启动线程，调用run()

例，

class Demo extends Thread {    public void run() {        for (int x = 0; x < 60; x++) {            System.out.println("demo run---"+x);        }    }}class ThreadDemo {    public static void main(String[] args) {        Demo d = new Demo(); // 创建好一个线程        // d.start(); // 开启线程，并执行该线程的run()        d.run(); // 仅仅是对象的调用方法，而线程创建了，并没有被运行        for (int x = 0; x < 60; x++) {            System.out.println("Hello World!---"+x);        }    }}

发现运行结果每一次都不同。
因为多个线程都在获取CPU的执行权，CPU执行到谁，谁就运行。明确一点，在某一个时刻，只能有一个程序在运行（多核除外）。CPU在做着快速的切换，以达到看上去是同时运行的效果。我们可以形象地把多线程的运行形容为互相抢夺CPU的执行权，这就是多线程的一个特点：随机性。谁抢到谁执行，至于执行多长，CPU说了算。
问题一、为什么要覆盖run()呢？
答：Thread类用于描述线程，该类就定义了一个功能，用于存储线程要运行的代码，该存储功能就是run()。也就是说Thread类中的run()用于存储线程要运行的代码。
问题二、调用start方法和调用run方法的区别？
答：调用start方法会开启线程，让开启的线程去执行run方法中的线程任务；而直接调用run方法，线程并未开启，去执行run方法的只有主线程。
练习：创建两个线程，和主线程交替执行。
解：

class Test extends Thread {    Test(String name) {        super(name);    }    public void run() {        for (int x = 0; x < 60; x++) {            System.out.println((Thread.currentThread()==this)+"..."+this.getName()+" run..."+x);        }    }}class ThreadTest {    public static void main(String[] args) {        Test t1 = new Test("one---");        Test t2 = new Test("two+++");        t1.start();        t2.start();        for (int x = 0; x < 60; x++) {            System.out.println("main..."+x);        }    }}

通过上例，可发现原来线程都有自己默认的名称：Thread-编号，该编号从0开始。

• static Thread currentThread()：获取当前线程对象
• getName()：获取线程名称
• setName()或者构造函数：设置线程名称

多线程的运行状态

多线程的运行状态用图来表示即为：

创建线程方式二

以此例引申出创建线程的第二种方式：
例，需求：简单的卖票程序。多个窗口同时卖票。

class Ticket implements Runnable {    private int tick = 100;    public void run() {        while(true) {            if(tick > 0) {                try { Thread.sleep(10); } catch(Exception e) {}                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale:"+tick--);            }        }    }}class TicketDemo {    public static void main(String[] args) {        Ticket t = new Ticket();        Thread t1 = new Thread(t); // 创建一个线程        Thread t2 = new Thread(t); // 创建一个线程        Thread t3 = new Thread(t); // 创建一个线程        Thread t4 = new Thread(t); // 创建一个线程        t1.start();        t2.start();        t3.start();        t4.start();    }}

创建线程的第二种方式：实现Runnable接口。
步骤：

1. 定义类实现Runnable接口
2. 覆盖Runnable接口中的run()。目的：将线程要运行的代码存放在该run()中
3. 通过Thread类建立线程对象
4. 将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。
   为什么要将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数？
   答：因为自定义的run()所属的对象是Runnable接口的子类对象，所以要让线程去运行指定对象的run()，就必须明确该run()所属的对象。
5. 调用Thread类的start()开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。

实现Runnable接口的好处

现将实现Runnable接口的好处总结如下：

1. 避免了继承Thread类的单继承的局限性。
2. Runnable接口的出现更符合面向对象，将线程任务单独进行了对象的封装。
3. Runnable接口的出现降低了线程任务和线程对象的耦合性。

所以，以后创建线程都使用第二种方式。