初探Java多線程

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多線程是由Java提出的概念，那麼什麼是線程呢？這裡會涉及到幾個名字聽著很類似的東西：程式、線程、進程。

程式：儲存在磁碟上的一系列的檔案，包括可執行檔和不可執行檔。

進程：在記憶體中，每一個程式都會開啟一個進程。

線程：線程是進程的最小執行單元，線程在寄存器中，每一個線程需要消耗一定的cpu資源和512k到1M的記憶體資源。

多線程：也就是同一個程式中開啟多個線程就是多線程。

使用多線程有什麼樣的優勢呢？我們都知道在Java中，代碼是一句一句地往下執行的，上面的代碼沒有執行完畢，下面的另一段代碼就必須要等到上面的執行完畢，它才能夠執行。如果有程式要求必須在同一時間執行不同的代碼的話，單線程就顯然無法滿足要求了。另外由於多線程是幾個線程一同執行，所以可以大大的縮短一些需要大量重複執行的代碼的執行時間，打個比方，有一斤米要知道它有多少粒，如果一個人去數的話，不知道要數到什麼時候。但是如果多派幾個人去數的話，就能夠極大的提高效率，節約時間。現實生活是這個樣子，程式的執行更加如此。試問如果一個程式要得出結果需要個半分鐘，你還願意去等嗎？別說半分鐘了，幾秒鐘都不一定想等。所以多線程的作用就在於此了。多線程能夠提高程式的運行速度和執行效率，能夠同時執行一段代碼，完成單線程無法完成的事情。當然事情都是雙面性的，線程有其優點，自然也會有缺陷。前面已經說過線程是要消耗CPU和記憶體資源的，CPU和記憶體的資源是有限的。假設這樣的一種情況，有好幾個線程都要使用CPU，這時應該怎麼辦呢（線程的非同步）。解決方案當然有讓先拿到CPU的a線程先執行，其他的線程等待，a線程執行完畢後，釋放資源，然後其他的線程再次使用（線程的同步）。但是這樣又會產生新的問題，如果a線程和b線程同時執行了，a線程需要等待b線程的資源釋放才能夠繼續，而b線程同樣需要a線程的資源釋放才能夠繼續，這樣就會陷入一個死迴路中，誰也出不來（線程的死結）。當然我們並不會因為線程有缺陷就不用它，正相反線程的優勢是我們需要的，我們當然要用線程。

線程的使用有兩種方法：

繼承Thread類：Thread類實現了Runnable介面。常用的方法有：run()線程需要完成的事情放在run方法中；sleep()讓線程休眠的方法，參數是毫秒數；start()啟動線程的方法，然後start會執行run方法。

實現Runnable介面：run()線程需要完成的事情。

需要注意的是：Runnable介面中只有一個抽象的run()方法，它是沒有啟動線程的方法的，所以實現Runnable介面的類要想啟動線程，必須要執行個體化一個Thread對象，通過調用Thread對象的start方法才能夠正常的啟動一個線程。不知道大家有沒有這樣的疑惑：那就是為什麼需要調用start方法類啟動一個線程，直接調用run方法不行嗎？要解釋這個問題還需要搞清楚一件事情：那就是如果一個程式沒有使用線程，那麼這個程式中會不會存線上程。看下面的代碼：

public class Test {    public static void main(String[] args) {        System.out.println("main方法執行了");        System.out.println(Thread.currentThread());    }}

這段代碼輸出結果是這樣的：

main方法執行了
Thread[main,5,main]

這說明了什麼，只要我們程式中存在main方法，那麼該程式必然會存在一個線程。也就是說Java的虛擬機器會自動為main方法啟動一個線程。在Java中的線程是由Java的虛擬機器來調度的，我們自己是無法啟動線程的，所以需要一個start方法來告訴虛擬機器我們要啟動一個線程。換句話說，直接調用run方法，就是直接調用了run方法而已，是並沒有啟動線程的。

下面舉一個多線程的例子：

package com.cbs;import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import java.awt.Graphics2D;import java.awt.RenderingHints;import java.util.Random;import javax.swing.JFrame;/** * 線程類，畫小球 * @author CBS */public class ThreadDemo extends Thread {    private Graphics g;    private JFrame frame = null;    public ThreadDemo() {    }    public Graphics getG() {        return g;    }    public void setG(Graphics g) {        this.g = g;    }    public JFrame getFrame() {        return frame;    }    public void setFrame(JFrame frame) {        this.frame = frame;    }    public ThreadDemo(JFrame frame, Graphics g) {        this.frame = frame;        this.g = g;        System.out.println(frame);    }    Random r = new Random();    //隨機顏色    Color color = new Color(r.nextInt(255), r.nextInt(255), r.nextInt(255));    public void run() {        Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;//        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING,//                RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);//                int speedx = 3;//小球的移動速度        int speedy = 3;        int x = r.nextInt(frame.getWidth());        int y = r.nextInt(frame.getHeight());        while (true) {            if (x < frame.getWidth() && y < frame.getHeight()) {                g2d.setColor(Color.WHITE);                g2d.fillOval(x, y, 30, 30);                x += speedx;                y += speedy;                //判斷是否碰到邊界，如果是把小球反彈。                if (x > frame.getWidth()-20 && speedx > 0) {                    speedx = -speedx;                } else if (x < 10 && speedx < 0)                    speedx = -speedx;                if (y >frame.getHeight()-20 && speedy > 0)                    speedy = -speedy;                else if (y < 30 && speedy < 0)                    speedy = -speedy;                g2d.setColor(Color.GREEN);                g2d.fillOval(x, y, 30, 30);            }            try {                //線程休眠                this.sleep(30);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}package com.cbs;/** * 主類，用來初始化一個介面 */import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import java.util.Random;import javax.swing.JFrame;public class Draw  {        public static void main(String[] args) {        Draw d=new Draw();        d.showUI();    }        public void showUI(){        JFrame jf=new JFrame();        jf.setTitle("Moving Point");        jf.setSize(500,500);        jf.setDefaultCloseOperation(3);        jf.setLocationRelativeTo(null);        jf.getContentPane().setBackground(Color.WHITE);                        jf.setVisible(true);                        Graphics g=jf.getGraphics();                Random r=new Random();        //隨機啟動多個線程        for(int i=0;i<=r.nextInt(10);i++){            ThreadDemo t=new ThreadDemo();            t.setFrame(jf);            t.setG(g);            t.start();        }    }    }

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運行後就是幾個球在介面上到處亂撞。

ps:有點小bug ，我還不懂怎麼回事。

 

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