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wzjs 2025/7/23 9:14:09
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多线程的概念

线程：是操作系统能够进行运输调度的最小单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。可以简单理解为，应用软件中互相独立，可以同时运行的功能

进程：是程序的基本执行实体

多线程：可以将线程简单理解为，应用软件中互相独立，可以同时运行的功能。而多线程就是同时运行多个这样的功能，可以让程序同时做多件事

多线程作用：提高效率（压榨 CPU）

多线程应用场景：

  • 服务端领域

    • Web 服务：处理大量并发请求，像电商网站高峰期多用户同时访问，多线程让服务器并行响应，提升并发处理力和响应速度。
    • 数据库服务：多个客户端同时进行读写操作时，多线程并行处理，提高数据库吞吐量和性能。

  • 界面相关应用

    • 桌面软件：进行图形渲染、文件读写等耗时操作时，多线程避免界面卡顿，保证流畅交互。

    • 游戏开发：不同线程分别负责逻辑计算、图形渲染、网络通信等，实现流畅游戏体验。

  • 数据计算场景

    • 科学计算：气象预报、基因测序等需大量数值计算，多线程分解任务并行处理，缩短计算时间。

    • 大数据处理：对海量数据进行挖掘、分析，多线程同时处理不同部分数据，加快处理进程。

  • 异步 I/O 操作

    • 文件读写：读写大文件时，多线程让读写与其他任务并行，提高整体效率。

    • 网络通信：即时通讯等应用中，不同线程分别负责收、发消息，保证消息及时处理。

并发：在同一时刻，有多条指令在单个 CPU 上交替执行

并行：在同一时刻，有多条指令在多个 CPU（多核） 上同时执行

多线程的实现方式

继承 Thread 类的方式进行实现

操作步骤：

  1. 创建一个子类继承 Thread 类
  2. 重写 Thread 类中的 run()
  3. 创建子类对象并启动线程

代码示例：

public class MyThread extends Thread{@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println(getName() + "helloworld");}}public static void main(String[] args) {MyThread mt1 = new MyThread();MyThread mt2 = new MyThread();mt1.setName("线程1：");mt2.setName("线程2：");// 开启线程mt1.start();mt2.start();}
}

实现 Runnable 接口的方式进行实现

操作步骤：

  1. 创建一个类实现 Runnable 接口
  2. 重写 Runnable 接口中的 run()
  3. 创建实现类对象
  4. 创建一个 Thread 类对象并启动线程

代码示例：

public class MyRun implements Runnable{@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {Thread t = Thread.currentThread();System.out.println(t.getName() + "HelloWorld");//System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "HelloWorld");}}public static void main(String[] args) {MyRun mr = new MyRun();Thread t1 = new Thread(mr);Thread t2 = new Thread(mr);t1.setName("线程1：");t2.setName("线程2：");t1.start();t2.start();}
}

利用 Callable 接口和 FutureTask 类

特点：可以获取到多线程运行的结果

操作步骤：

  1. 创建一个类实现 Callable 接口
  2. 重写 call()（是有返回值的，表示多线程运行的结果）
  3. 创建实现类对象（表示多线程要执行的任务）
  4. 创建 FutureTask 类的对象（作用：管理多线程运行的结果）
  5. 创建 Thread 类的对象并启动线程

代码示例：

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;public class MyCallable implements Callable<Integer>{@Overridepublic Integer call() throws Exception {int sum = 0;for(int i = 1;i <= 100;i++) {sum = sum + i;}return sum;}public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {MyCallable mc = new MyCallable();FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(mc);Thread t1 = new Thread(ft);t1.start();Integer result = ft.get();System.out.println(result);}}

三种方式对比

对比维度继承 Thread 类实现 Runnable 接口实现 Callable 接口并结合 FutureTask
代码复杂度简单直观，只需继承 Thread 类并重写 run() 方法，但受单继承限制稍高，需额外创建 Thread 对象并传入 Runnable 实例，可避免单继承限制最高，要创建 Callable 类、FutureTask 包装对象和 Thread 对象
线程执行结果获取无法直接获取，run() 方法返回值为 void，需借助共享变量、回调函数等无法直接获取，run() 方法返回值为 void，需借助额外手段可直接获取，通过 FutureTask 的 get() 方法阻塞等待获取 call() 方法返回值
资源共享和线程安全性不同线程实例有独立实例变量，共享需用静态变量，需额外同步机制保证安全多个线程可共享同一 Runnable 实例成员变量，需同步机制保证数据一致性与 Runnable 类似，多个线程可共享同一 Callable 实例成员变量，需同步机制
扩展性和灵活性受单继承限制，扩展性差不影响类继承关系，扩展性和灵活性好，可分离任务和线程创建不影响类继承关系，扩展性和灵活性好，可分离任务和线程创建

常见的成员方法

线程的命名和休眠

  • String getName()：方法名，返回此线程的名称，返回值类型为String。
  • void setName(String name)：方法名，用于设置线程的名字（构造方法也可设置），无返回值（void） 。

代码示例：

public class MyThread extends Thread{public MyThread() {}public MyThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 3; i++) {System.out.println(getName() + "@" + i);}}public static void main(String[] args) {// 构造方法命名MyThread mt1 = new MyThread("线程1");MyThread mt2 = new MyThread();MyThread mt3 = new MyThread();// setName()命名mt2.setName("线程2");mt1.start();mt2.start();// 默认命名mt3.start();}
}

程序运行结果如下：

线程1@1
线程1@2
Thread-1@1
Thread-1@2
Thread-1@3
线程2@1
线程2@2
线程2@3
线程1@3

注意事项：

  1. 如果没有给线程命名，线程会有默认名，格式：Thread-X（X 是序号，从 0 开始）
  2. 线程命名可以使用 setName()，也可使用构造方法，由于子类不会继承父类的构造方法，所以不要忘了在继承类中写构造方法
  • static Thread currentThread()：静态方法，获取当前线程的对象，返回值类型为Thread。

在前面实现 Runnable 接口中使用过该方法，就不写代码示例了，不过需要思考一个问题，在 main 方法中不开启线程，用 currentThread 方法获取的对象是什么？

public class MyThread extends Thread{@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 3; i++) {System.out.println(getName() + "@" + i);}}public static void main(String[] args) {Thread t = Thread.currentThread();System.out.println(t.getName()); // 输出 main}
}

当 JVM 虚拟机启动之后，会自动开启多条线程，其中有一条就是 main 线程，作用是调用 main 方法并执行其中的代码

  • static void sleep(long time)：静态方法，让线程休眠指定的毫秒数，无返回值（void）。

代码示例：

public class Test {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {System.out.println("123");long start = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(5000);long end = System.currentTimeMillis();long time = (end - start) / 1000;System.out.println("线程休眠了"+ time + "秒");System.out.println("456");}}

注意事项：

  1. 执行到这个方法的线程会在这里停留对应的时间
  2. 当时间到了后，线程会自动继续执行后面的代码

线程的优先级

调度分为抢占式

http://www.dtcms.com/wzjs/60567.html

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