【JavaEE初阶】线程的概念及创建

目录

📕 前言

📕 认识线程（Thread）

🚩 概念

😊线程是什么

🙂 为啥要有线程

😭 进程和线程的区别（面试题重点）

🤭 Java的线程和操作系统线程的关系

🚩 第⼀个多线程程序

🙂 使用 jconsole 命令观察线程

📕 创建线程

🚩方法一：继承 Thread 类

🚩 方法2：实现 Runnable 接口        

🚩方法3：其他变形

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📕 前言

当前的CPU都是多核心CPU，需要通过一些特定的编程技巧，把要完成的任务，拆解成多个部分，并且分别让他们在不同的cpu上运行，否则多核心cpu就形同虚设了，把这种编程称为"并发编程"，代指了并行 + 并发。

📕 认识线程（Thread）

线程thread，也成为"轻量级进程",创建销毁开销更小

🚩 概念

😊线程是什么

一个线程就是一个 “执行流”. 每个线程之间都可以按照顺序执行自己的代码. 多个线程之间 “同时” 执行着多份代码

例如：

一家公司要去银行办理业务，既要进行财务转账，又要进行福利发放，还得进行缴社保。
如果只有张三一个会计就会忙不过来，耗费的时间特别长。为了让业务更快的办理好，张三又找来两位同事李四、王五一起来帮助他，三个人分别负责一个事情，分别申请一个号码进行排队，自此就有了三个执行流共同完成任务，但本质上他们都是为了办理一家公司的业务。
此时，我们就把这种情况称为多线程，将一个大任务分解成不同小任务，交给不同执行流就分别排队执行。其中李四、王五都是张三叫来的，所以张三一般被称为主线程（Main Thread）

结论：

线程是系统调度执行的基本单位！！！

进程是系统资源分配的基本单位！！！

所有上节课谈到的"进程调度"一系列内容，更准确的说都是"线程调度".

上节课谈到的可视为都是"只包含一个线程的进程"

🙂 为啥要有线程

首先, “并发编程” 成为 “刚需”

• 单核 CPU 的发展遇到了瓶颈. 要想提高算力, 就需要多核 CPU. 而并发编程能更充分利用多核 CPU
  资源.
• 有些任务场景需要 “等待 IO”, 为了让等待 IO 的时间能够去做一些其他的工作, 也需要用到并发编程

其次, 虽然多进程也能实现 并发编程, 但是线程比进程更轻量

• 创建线程比创建进程更快.
• 销毁线程比销毁进程更快.
• 调度线程比调度进程更快.

最后, 线程虽然比进程轻量, 但是人们还不满足, 于是又有了 “线程池”(ThreadPool) 和 “协程”(Coroutine)

关于线程池和协程博主会在后面一一介绍.此处暂时不做过多讨论

😭 进程和线程的区别（面试题重点）

例子：有一个滑稽老铁，他的任务是把100只鸡吃掉，如何一个滑稽在这吃，效率很低！！！

• 进程是包含线程的. 每个进程至少有一个线程存在，即主线程。
• 进程和进程之间不共享内存空间. 同一个进程的线程之间共享同一个内存空间.
• 进程是系统分配资源的最小单位，线程是系统调度的最小单位

🤭 Java的线程和操作系统线程的关系

线程是操作系统中的概念. 操作系统内核实现了线程这样的机制, 并且对用户层提供了一些 API 供用户使用(例如 Linux 的 pthread 库).

Java 标准库中 Thread 类可以视为是对操作系统提供的 API 进行了进一步的抽象和封装

🚩 第⼀个多线程程序

线程本身是由操作系统提供的，操作系统提供了API让我们操作线程，JVM就对操作系统的API进行了封装，线程这里，提供了 Thread 类来表示线程。

首先并不是直接在这里创建一个实例

而是写一个类，让这个类继承 Thread 类 

然后在 myThread 类里面重写run方法，run方法的作用是用于描述线程具体干什么活！！！

在main方法中，创建myThread实例，通过对象的引用去调用start，就可以调用myTread里面的run

上述代码中，其实有两个线程！！！

1，一个是自己写的 t 线程，

2，一个是main方法所在的线程，是jvm进程在启动的时候，自己创建的线程（也就是一个进程至少有一个线程）        

上述代码不够明显，没有多线程的感觉，进行修改一下：

此时交替的快速的输出 "hello Tread"和 "hello main"，此时就是在"并发式"的执行

🙂 使用 jconsole 命令观察线程

可以通过Java提供的工具，更清楚的看到代码中的线程，jdk中包含的jconsole工具

目前还是一个可执行文件，我们双击运行他，通过这个进程可以去监视其他进程的运行状态

勾选本地连接，里面有一个

选择Demo1进行连接

会提示你不安全怎么怎么，直接选择不安全连接，进去之后选择进程窗口，就可以看到Java进程里面包含的所有线程情况

我们所运行的这个程序，一直在跑，在任务管理器中这个进程在疯狂的消耗cpu，主要是因为while true 循环太快了。

我们可以让while循环运行时，进行睡眠一下（单位是毫秒），不要速度太快，就是让线程主动进入"阻塞状态"，主动放弃去cpu上执行，时间到了之后，线程才会解除阻塞状态（回到就绪态），重新被调度到cpu上执行。

此时sleep报错了，是因为可能会抛出一个受查异常，所有要通过try cath处理。

此时代码执行就变慢了，在观察任务管理器中的cpu占用率

加上 sleep就让cpu消耗的资源大幅度降低了

我们发现打印的结果是无序的，可能是main在前，Thread在前

📕 创建线程

共有5种写法，都很常用！！！

🚩方法一：继承 Thread 类

我们仔细观察代码发现，上述代码就是通过继承 Thread 类来创建线程的

观察发现，我们重写的是run方法，里面用于描述线程干了什么任务，为什么是通过 start 去调用呢

因为 start 调用的是操作系统提供的"创建线程"API，在内核中创建对于pcb，并且把pcb加入到链表中，进一步系统调度到这个进程之后，就会执行上述 run 方法中的逻辑。

他是Thread中自带的方法,通俗的来说run方法记录这个"事情",而strat就是要执行run里面的"事情"

如果不去调用start，直接调用run的话，就没有创建出新的线程，就是在主线程中执行myStart类里面的run进行循环打印，此时的run和主线程的循环就是串行执行，就没有"并发执行"这种效果，就必须要求run中的循环结束，才能继续执行到下一个循环！！！

像刚才谈到的run，只是定义好，而不去手动调用，把这个方法的调用,交给系统/其他的库/其他框架(别人)调用，这样的方法（函数）称为"回调函数"（callback function）

🚩 方法2：实现 Runnable 接口        

在Runnable这个接口里面，只有一个方法（run）

Runnable的作用是描述一个"任务"，这个任务和具体的执行机制无关（通过线程的方式执行，还是通过其他的方式执行），那么run也就是要执行的"任务"内容本身了

此时就和刚刚一并发的执行了

我们引入 Runnable 就是为了"解耦合"，未来如果要更换成其他的方式来执行这些任务，那么改动的成本就比较低！！！

🚩方法3：其他变形

• 匿名内部类创建 Thread 子类对象

• 匿名内部类创建 Runnable 子类对象

• lambda 表达式创建 Runnable 子类对象

lambda表达式本质上就是针对匿名内部类的平替

注意：catch里面的异常处理可能不一样，和异常处理方式

在sleep异常处理的时候，在main方法发现有两种处理方式，第一种就是在main方法后面进行方法声明（throws），第二种就是进程try—>catch处理

在线程的run中就只有一个选择，只能进行try—>catch处理

原因：

上述的方法签名，重写......都是javac规定的。