多線程（一）

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1 進程

• 進程：
  • 正在運行中的程式，是系統進行資源分派和調用的獨立單位。
  • 每一個進程專屬它自己的記憶體空間和系統資源。

 

• 多進程的意義：
  • 單進程電腦只能做一件事情，而我們現在的電腦都可以一邊玩遊戲，一邊聽音樂，所以我們常見的作業系統都是多進程作業系統。比如Linux和Mac等，能在同一段時間內執行多個任務。
  • 對於單核電腦而言，遊戲進程和聽音樂進程是同時啟動並執行，當然不是，因為CPU在某個時間點上只能做一件事情，電腦是在遊戲進程和聽音樂進程間做頻繁切換，且切換速度很快，所以，我們感覺遊戲和音樂是同時進行的，其實並不是同時進行的。
  • 多進程的作用不是提高執行速度，而是為了提高CPU的使用效率。　　

 

2 線程

• 線程是進程中的單個順序控制流程，是一條執行路徑。或者換句話說，一個進程內部可以執行多個任務，而每一個任務我們都可以看成是一個線程。
• 一個進程如果只有一條執行路徑，就稱為單線程程式。
• 一個進程如果有多條執行路徑，就稱為多線程程式。

 

3 多線程存在的意義

• 多線程的作用不是為了提高CPU的使用效率，而是為了提高應用程式的使用效率。
• 多線程給我們的錯覺就是讓我們認為多個線程是並發執行的，其實不然，因為多個線程是共用一個進程的資源（堆記憶體和方法區），但是棧記憶體是獨立的，一個線程一個棧，所以他們仍然是在搶CPU的資源執行。一個時間點上只有一個線程執行，而且誰搶到，不一定，所以，造成了線程啟動並執行隨機性。

 

• 並發：是一個時間段同時運行多個程式。
• 並行：是一個時間點上同時運行多個程式。

 

4 java程式的運行原理

• java命令會啟動java虛擬機器，啟動JVM，等於啟動了一個應用程式，也就是啟動了一個進程。該進程會自動啟動一個“主線程”，然後主線程去調用某個類的main方法，所以main方法運行在主線程中。但是JVM啟動還會啟動記憶體回收線程，所以java程式是多線程的。

 

• 驗證：記憶體回收線程

package java012;/** * 2017/9/29 * 說明： */class Demo {    public void finalize(){        System.out.println("我要死了");    }}public class ThreadDemo {    public static void main(String[] args) {        new Demo();        new Demo();        System.gc();        new Demo();        System.out.println("你好世界");    }}

 

5 多線程的好處和弊端

• 好處：“適當”提高程式的執行效率、“適當”提高CPU和記憶體的利用率、線程執行完成後會自動銷毀節省記憶體。
• 弊端：每開啟一條線程就會佔用一定記憶體空間，降低程式效能；線程越多，CPU調度（多個線程之間切換）開銷越大，時間開銷、空間開銷。

 

 

6  線程的建立方式一-

•  建立線程的步驟：
  • ①定義一個類繼承Thread類
  • ②覆蓋Thread類中的run方法
  • ③建立Thread類的子類對象　　
  • ④調用start()方法，啟動線程並調用自訂線程的run()方法

 

•  解釋為什麼建立線程需要繼承Thread，並重寫run方法。
  • 建立線程的目的是為了開啟一條執行路徑，去運行指定的代碼和其他代碼並發運行。而運行指定的代碼就是這個執行路徑的任務。JVM建立的主線程的任務都是定義在main方法中，　那麼自訂的線程的任務在哪裡你？Thread類用於描述線程，線程需要任務的，所以Thread提供了對任務的描述，這個任務就是Thread類的run方法來體現的，也就是說，run方法就是封裝自訂線程運行任務的函數。那麼此時你可能會想，我們直接new Thread().run()方法不就可以了，那麼非常抱歉，此時，啟動並執行不是我需要並發執行的代碼，而是Thread類中的run()方法中的代碼，可惜的是，不是我要的，所以，這就是為什麼在java中，我們建立線程需要繼承Thread類，並重寫run()方法的原因。　

 

•  樣本：建立線程

package java012;/** * 2017/9/29 * 說明： */class Demo extends Thread {    private String name;    public Demo(String name){        this.name = name;    }    public void run(){        this.show();    }    public void show(){        for(int x =0;x<100;x++){            try {                Thread.sleep(1000);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }            System.out.println(name+":"+x);        }    }}public class ThreadDemo {    public static void main(String[] args) {        Demo d1 = new Demo("d1");        Demo d2 = new Demo("d2");        d1.start();        d2.start();    }}

 

 6.1 線程的一些方法

•  返回該線程的名稱

public final String getName()

package java012;/** * 2017/9/29 * 說明： */class Demo extends Thread {    private String name;    public Demo(String name){        this.name = name;    }    public void run(){        this.show();    }    public void show(){        for(int x =0;x<10;x++){            System.out.println(name+":"+x+":線程的名稱："+getName());        }    }}public class ThreadDemo {    public static void main(String[] args) {        Demo d1 = new Demo("d1");        Demo d2 = new Demo("d2");        d1.run();        d2.run();    }}

結果好像不對，因為我們並沒有調用start()方法，那麼此時啟動並執行列印的線程的名稱應該是main之類的。對，應該列印的是main之類的，但是，我們要知道，我們調用的是Thread的無參構造方法。代碼如下所示： 

package java012;/** * 2017/9/29 * 說明： */class Demo extends Thread {    private String name;    public Demo(String name){        super();//調用父類的無參構造方法        this.name = name;    }    public void run(){        this.show();    }    public void show(){        for(int x =0;x<10;x++){            System.out.println(name+":"+x+":線程的名稱："+getName());        }    }}public class ThreadDemo {    public static void main(String[] args) {        Demo d1 = new Demo("d1");        Demo d2 = new Demo("d2");        d1.run();        d2.run();    }}

那麼，此時我們觀察Thread的源碼就可以知道答案：

/**     * Allocates a new {@code Thread} object. This constructor has the same     * effect as {@linkplain #Thread(ThreadGroup,Runnable,String) Thread}     * {@code (null, null, gname)}, where {@code gname} is a newly generated     * name. Automatically generated names are of the form     * {@code "Thread-"+}<i>n</i>, where <i>n</i> is an integer.     */    public Thread() {        init(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);    }

這下知道原因了吧。

• 返回對當前正在執行的線程的引用。

public static Thread currentThread()

package java012;/** * 2017/9/29 * 說明： */class Demo extends Thread {    private String name;    public Demo(String name){        super();//調用父類的無參構造方法        this.name = name;    }    public void run(){        this.show();    }    public void show(){        for(int x =0;x<10;x++){            System.out.println(name+":"+x+":線程的名稱："+Thread.currentThread().getName());        }    }}public class ThreadDemo {    public static void main(String[] args) {        Demo d1 = new Demo("d1");        Demo d2 = new Demo("d2");        d1.run();        d2.run();    }}

上面的代碼證明了2點：①如果我們不調用自訂線程的start()方法，就不是開啟新的線程②想擷取運行時的線程，必須通過Thread.currentThread()。

package java012;/** * 2017/9/29 * 說明： */class Demo extends Thread {    private String name;    public Demo(String name){        super();//調用父類的無參構造方法        this.name = name;    }    public void run(){        this.show();    }    public void show(){        for(int x =0;x<10;x++){            System.out.println(name+":"+x+":線程的名稱："+Thread.currentThread().getName());        }    }}public class ThreadDemo {    public static void main(String[] args) {        Demo d1 = new Demo("d1");        Demo d2 = new Demo("d2");        d1.start();        d2.start();        System.out.println("主線程的名字："+Thread.currentThread().getName());    }}

• 給線程取有意義的名稱，而不是預設的。

public Thread(String name)

package java012;/** * 2017/9/29 * 說明： */class Demo extends Thread {    private String name;    public Demo(String name){        super(name);//調用父類的有參構造方法，給線程取定義的名稱        this.name = name;    }    public void run(){        this.show();    }    public void show(){        for(int x =0;x<10;x++){            System.out.println(name+":"+x+":線程的名稱："+Thread.currentThread().getName());        }    }}public class ThreadDemo {    public static void main(String[] args) {        Demo d1 = new Demo("d1");        Demo d2 = new Demo("d2");        d1.start();        d2.start();        System.out.println("主線程的名字："+Thread.currentThread().getName());    }}

 

多線程（一）