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java多线程系列1--线程实现与调度

By Wu Yudong on June 17, 2015

原创文章,转载请注明: 转载自工学1号馆

java的重要功能之一就是内部支持多线程,这一系列文章将详细剖析java多线程的基础知识

多线程概述

多线程引入

  • 程序只有一个执行流程,所以这样的程序就是单线程程序。
  • 假如一个程序有多条执行流程,那么,该程序就是多线程程序。

进程:正在运行的程序,是系统进行资源分配和调用的独立单位。每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。

线程:是进程中的单个顺序控制流,是一条执行路径。一个进程如果只有一条执行路径,则称为单线程程序。

一个进程如果有多条执行路径,则称为多线程程序。

Java程序运行原理

java 命令会启动 java 虚拟机,启动 JVM,等于启动了一个应用程序,也就是启动了一个进程。该进程会自动启动一个 “主线程” ,然后主线程去调用某个类的 main 方法。所以 main方法运行在主线程中。在此之前的所有程序都是单线程的。

java虚拟机是多线程的,因为除了主线程外,还有垃圾回收线程

多线程实现方案

方式1:继承Thread类
步骤
1、自定义类MyThread继承Thread类。
2、MyThread类里面重写run()
3、创建对象
4、启动线程

下面的代码:

/*
 * 该类要重写run()方法,为什么呢?
 * 不是类中的所有代码都需要被线程执行的。
 * 而这个时候,为了区分哪些代码能够被线程执行,java提供了Thread类中的run()用来包含那些被线程执行的代码。
 */
public class MyThread extends Thread {
	@Override
	public void run() {
		// 一般来说,被线程执行的代码肯定是比较耗时的。所以我们用循环改进
		for (int x = 0; x < 300; x++) {
			System.out.println(x);
		}
	}
}
public class MyThreadDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建两个线程对象
		MyThread my1 = new MyThread();
		MyThread my2 = new MyThread();
		my1.start();
		my2.start();
	}
}

方式2:实现Runnable接口

步骤:
1、自定义类MyRunnable实现Runnable接口
2、重写run()方法
3、创建MyRunnable类的对象
4、创建Thread类的对象,并把C步骤的对象作为构造参数传递

public class MyRunnable implements Runnable {

	@Override
	public void run() {
		for (int x = 0; x < 100; x++) {
			// 由于实现接口的方式就不能直接使用Thread类的方法了,但是可以间接的使用
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);
		}
	}
}
/*
 * 方式2:实现Runnable接口
 * 步骤:
 * 		A:自定义类MyRunnable实现Runnable接口
 * 		B:重写run()方法
 * 		C:创建MyRunnable类的对象
 * 		D:创建Thread类的对象,并把C步骤的对象作为构造参数传递
 */
public class MyRunnableDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建MyRunnable类的对象
		MyRunnable my = new MyRunnable();

		// 创建Thread类的对象,并把C步骤的对象作为构造参数传递
		// Thread(Runnable target)
		Thread t1 = new Thread(my);
		Thread t2 = new Thread(my);
		t1.setName("zhangsan");
		t2.setName("lisi");

		// Thread(Runnable target, String name)
		Thread t1 = new Thread(my, "zhangsan");
		Thread t2 = new Thread(my, "lisi");

		t1.start();
		t2.start();
	}
}

实现接口方式的好处:

1. 可以避免由于Java单继承带来的局限性。

2. 适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况,把线程同程序的代码,数据有效分离,较好的体现了面向对象的设计思想。

获取和设置线程名称

Thread类的基本获取和设置方法:

public final String getName()
public final void setName(String name)

其实通过构造方法也可以给线程起名字

如何获取main方法所在的线程名称呢?

public static Thread currentThread()

这样就可以获取任意方法所在的线程名称

示例代码如下:

public class MyThread extends Thread {
	public MyThread() {
	}
	
	public MyThread(String name){
		super(name);
	}
	@Override
	public void run() {
		for (int x = 0; x < 100; x++) {
			System.out.println(getName() + ":" + x);
		}
	}
}
public class MyThreadDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建线程对象
		//无参构造+setXxx()
		 MyThread my1 = new MyThread();
		 MyThread my2 = new MyThread();
		// 调用方法设置名称
		 my1.setName("zhangsan");
		 my2.setName("lisi");
		 my1.start();
		 my2.start();
		
		//带参构造方法给线程起名字
		 MyThread my1 = new MyThread("zhangsan");
		 MyThread my2 = new MyThread("lisi");
		 my1.start();
		 my2.start();
		
		//我要获取main方法所在的线程对象的名称,该怎么办呢?
		//public static Thread currentThread():返回当前正在执行的线程对象
		System.out.println(Thread.currentThread().getName());
	}
}

线程调度

假如我们的计算机只有一个 CPU,那么 CPU 在某一个时刻只能执行一条指令,线程只有得到 CPU时间片,也就是使用权,才可以执行指令。那么Java是如何对线程进行调用的呢?

线程有两种调度模型:

  • 分时调度模型 所有线程轮流使用 CPU 的使用权,平均分配每个线程占用 CPU 的时间片
  • 抢占式调度模型 优先让优先级高的线程使用 CPU,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个,优先级高的线程获取的 CPU 时间片相对多一些。

Java使用的是抢占式调度模型。

public final int getPriority()
public final void setPriority(int newPriority)

示例代码如下:

public class ThreadPriority extends Thread {
	@Override
	public void run() {
		for (int x = 0; x < 100; x++) {
			System.out.println(getName() + ":" + x);
		}
	}
}
/*
 * 		public final int getPriority():返回线程对象的优先级
 * 如何设置线程对象的优先级呢?
 * 		public final void setPriority(int newPriority):更改线程的优先级。 
 * 
 * 注意:
 * 		线程默认优先级是5。
 * 		线程优先级的范围是:1-10。
 * 		线程优先级高仅仅表示线程获取的 CPU时间片的几率高,但是要在次数比较多,或者多次运行的时候才能看到比较好的效果。
 * 		
 * 
 */
public class ThreadPriorityDemo {
	public static void main(String[] args) {
		ThreadPriority tp1 = new ThreadPriority();
		ThreadPriority tp2 = new ThreadPriority();
		ThreadPriority tp3 = new ThreadPriority();

		tp1.setName("zhangsan");
		tp2.setName("lisi");
		tp3.setName("wangwu");

		// 获取默认优先级
		System.out.println(tp1.getPriority());
		System.out.println(tp2.getPriority());
		System.out.println(tp3.getPriority());

		// 设置线程优先级
		// tp1.setPriority(100000);
		
		//设置正确的线程优先级
		tp1.setPriority(10);
		tp2.setPriority(1);
		tp1.start();
		tp2.start();
		tp3.start();
	}
}

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