什么是進(jìn)程
當(dāng)一個(gè)程序進(jìn)入內(nèi)存中運(yùn)行起來(lái)它就變?yōu)橐粋€(gè)進(jìn)程。因此，進(jìn)程就是一個(gè)處于運(yùn)行狀態(tài)的程序。同時(shí)進(jìn)程具有獨(dú)立功能，進(jìn)程是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的獨(dú)立單位。
什么是線程
線程是進(jìn)程的組成部分。通常情況下，一個(gè)進(jìn)程可擁有多個(gè)線程，而一個(gè)線程只能擁有一個(gè)父進(jìn)程。
線程可以擁有自己的堆棧、自己的程序計(jì)數(shù)器及自己的局部變量，但是線程不能擁有系統(tǒng)資源，它與其父進(jìn)程的其他線程共享進(jìn)程中的全部資源，這其中包括進(jìn)程的代碼段、數(shù)據(jù)段、堆空間以及一些進(jìn)程級(jí)的資源（例如，打開(kāi)的文件等）。
線程是進(jìn)程的執(zhí)行單元，是CPU調(diào)度和分派的基本單位，當(dāng)進(jìn)程被初始化之后，主線程就會(huì)被創(chuàng)建。同時(shí)如果有需要，還可以在程序執(zhí)行過(guò)程中創(chuàng)建出其他線程，這些線程之間也是相互獨(dú)立的，并且在同一進(jìn)程中并發(fā)執(zhí)行。因此一個(gè)進(jìn)程中可以包含多個(gè)線程，但是至少要包含一個(gè)線程，即主線程。
Java中的線程
Java 中使用Thread類表示一個(gè)線程。所有的線程對(duì)象都必須是Thread或其子類的對(duì)象。Thread 類中的 run 方法是該線程的執(zhí)行代碼。讓我們來(lái)看一個(gè)實(shí)例：
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public class Ticket extends Thread{ // 重寫run方法 public void run() { for (int i = 0; i < 20; i++) { System.out.println(getName() + ": " + i); } }} |
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public class TestThread { public static void main(String[] args) { // 1.創(chuàng)建線程 Thread thread1 = new Ticket(); Thread thread2 = new Ticket(); // 2.啟動(dòng)線程 thread1.start(); thread2.start(); }} |
運(yùn)行結(jié)果如下：
通過(guò)上面的代碼和運(yùn)行結(jié)果，我們可以得到:
線程運(yùn)行的幾個(gè)特點(diǎn)
1.同一進(jìn)程下不同線程的調(diào)度不由程序控制。線程的執(zhí)行是搶占式的，運(yùn)行的順序和線程的啟動(dòng)順序是無(wú)關(guān)的，當(dāng)前運(yùn)行的線程隨時(shí)都可能被掛起，然后其他進(jìn)程搶占運(yùn)行。
2.線程獨(dú)享自己的堆棧程序計(jì)數(shù)器和局部變量。兩個(gè)進(jìn)程的局部變量互不干擾，各自的執(zhí)行順序也是互不干擾。
3.兩個(gè)線程并發(fā)執(zhí)行。兩個(gè)線程同時(shí)向前推進(jìn)，并沒(méi)有說(shuō)執(zhí)行完一個(gè)后再執(zhí)行另一個(gè)。
start()方法和run()方法
啟動(dòng)一個(gè)線程必須調(diào)用Thread 類的 start()方法，使該線程處于就緒狀態(tài)，這樣該線程就可以被處理器調(diào)度。
run()方法是一個(gè)線程所關(guān)聯(lián)的執(zhí)行代碼，無(wú)論是派生自 Thread類的線程類，還是實(shí)現(xiàn)Runnable接口的類，都必須實(shí)現(xiàn)run()方法，run()方法里是我們需要線程所執(zhí)行的代碼。
實(shí)現(xiàn)多線程必須調(diào)用Thread 類的 start()方法來(lái)啟動(dòng)線程，使線程處于就緒狀態(tài)隨時(shí)供CPU調(diào)度。如果直接調(diào)用run()方法的話，只是調(diào)用了Thread類的一個(gè)普通方法，會(huì)立即執(zhí)行該方法中的代碼，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)多線程技術(shù)。
Java中多線程的實(shí)現(xiàn)方法
在Java中有三種方法實(shí)現(xiàn)多線程。
第一種方法：使用Thread類或者使用一個(gè)派生自Thread 類的類構(gòu)建一個(gè)線程。
第二種方法：實(shí)現(xiàn)Runnable 接口來(lái)構(gòu)建一個(gè)線程。(推薦使用)
第三種方法：實(shí)現(xiàn)Callable 接口來(lái)構(gòu)建一個(gè)線程。(有返回值)
第一種方法
使用Thread類或者使用一個(gè)派生自Thread 類的類構(gòu)建一個(gè)線程。
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public class Ticket extends Thread{ // 重寫run方法 public void run() { for (int i = 0; i < 20; i++) { System.out.println(getName() + ": " + i); } }} |
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public class TestThread { public static void main(String[] args) { // 1.創(chuàng)建線程 Thread thread1 = new Ticket(); Thread thread2 = new Ticket(); // 2.啟動(dòng)線程 thread1.start(); thread2.start(); }} |
看上面的代碼，我們創(chuàng)建了一個(gè)Ticket類，它繼承了Thread類，重寫了Thread類的run方法。然后我們用Ticket類創(chuàng)建了兩個(gè)線程，并且啟動(dòng)了它們。但我們不推薦使用這種方法，因?yàn)橐粋€(gè)類繼承了Thread類，那它就沒(méi)有辦法繼承其他類了，這對(duì)較為復(fù)雜的程序開(kāi)發(fā)是不利的。
第二種方法
實(shí)現(xiàn)Runnable 接口來(lái)構(gòu)建一個(gè)線程。
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public class Ticket implements Runnable{ // 重寫run方法 public void run() { for (int i = 0; i < 20; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i); } }} |
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public class TestThread { public static void main(String[] args) { // 1.創(chuàng)建線程 Ticket t1 = new Ticket(); Ticket t2 = new Ticket(); Thread thread1 = new Thread(t1, "買票1號(hào)"); Thread thread2 = new Thread(t2, "買票2號(hào)"); // 2.啟動(dòng)線程 thread1.start(); thread2.start(); }} |
我們創(chuàng)建了一個(gè)Ticket類，實(shí)現(xiàn)了Runnable接口，在該類中實(shí)現(xiàn)了run方法。在啟動(dòng)線程前，我們要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)線程對(duì)象，不同的是我們要將一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的類的對(duì)象作為Thread類構(gòu)造方法的參數(shù)傳入，以構(gòu)建線程對(duì)象。構(gòu)造方法Thread的第二個(gè)參數(shù)用來(lái)指定該線程的名字，通過(guò)Thread.currentThread().getName()可獲取當(dāng)前線程的名字。
在真實(shí)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，推薦使用實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方法進(jìn)行多線程編程。因?yàn)檫@樣既可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程的功能，又可以更好地復(fù)用其他類的屬性和方法。
第三種方法
實(shí)現(xiàn)Callable 接口來(lái)構(gòu)建一個(gè)線程。
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public class TestThread { public static void main(String[] args) { // 1.創(chuàng)建Callable的實(shí)例 Callable<String> callable = new Callable<String>() { @Override public String call() throws Exception { Thread.sleep(7000); return "我結(jié)束了"; } }; // 2.通過(guò)FutureTask接口的實(shí)例包裝Callable的實(shí)例 FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(callable); // 3.創(chuàng)建線程并啟動(dòng) new Thread(futureTask).start(); // 4.獲得結(jié)果并打印 try { System.out.println(futureTask.get()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }} |
首先我們用匿名內(nèi)部類創(chuàng)建了一個(gè)實(shí)現(xiàn)Callable接口的類的對(duì)象，然后通過(guò)FutureTask 的實(shí)例包裝了Callable的實(shí)例，這樣我們就可以通過(guò)一個(gè)Thread 對(duì)象在新線程中執(zhí)行call()方法，同時(shí)又可以通過(guò)get方法獲取到call()的返回值。然后創(chuàng)建線程并啟動(dòng)它，最后在線程執(zhí)行完執(zhí)行完call()方法后得到返回值并打印。
我們來(lái)看一下Callable的源碼：
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public interface Callable<V> { /** * Computes a result, or throws an exception if unable to do so. * * @return computed result * @throws Exception if unable to compute a result */ V call() throws Exception;} |
從Callable 的定義可以看出，Callable接口是一個(gè)泛型接口，它定義的call()方法類似于Runnable 的run()方法，是線程所關(guān)聯(lián)的執(zhí)行代碼。但是與run()方法不同的是，call()方法具有返回值，并且泛型接口的參數(shù)V指定了call()方法的返回值類型。同時(shí)，如果call()方法得不到返回值將會(huì)拋出一個(gè)異常，而在Runnable的run()方法中不能拋出異常。
如何獲得call()方法的返回值
通過(guò)Future接口來(lái)獲取。Future接口定義了一組對(duì) Runnable 或者Callable 任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行取消、查詢、獲取、設(shè)置的操作。其中g(shù)et方法用于獲取call()的返回值，它會(huì)發(fā)生阻塞，直到call()返回結(jié)果。
這樣的線程調(diào)用與直接同步調(diào)用函數(shù)有什么差異
在上面的例子中，通過(guò)future.get()獲取 call()的返回值時(shí)，由于call方法中會(huì) sleep 7s,所以在執(zhí)行future.get()的時(shí)候主線程會(huì)被阻塞而什么都不做，等待call()執(zhí)行完并得到返回值。但是這與直接調(diào)用函數(shù)獲取返回值還是有本質(zhì)區(qū)別的。
因?yàn)閏all()方法是運(yùn)行在其他線程里的，在這個(gè)過(guò)程中主線程并沒(méi)有被阻塞，還是可以做其他事情的，除非執(zhí)行future.get()去獲取 call()的返回值時(shí)主線程才會(huì)被阻塞。所以當(dāng)調(diào)用了Thread.start()方法啟動(dòng) Callable 線程后主線程可以執(zhí)行別的工作，當(dāng)需要call()的返回值時(shí)再去調(diào)用future.get()獲取，此時(shí)call()方法可能早已執(zhí)行完畢，這樣就可以既確保耗時(shí)操作在工作線程中完成而不阻擋主線程，又可以得到線程執(zhí)行結(jié)果的返回值。而直接調(diào)用函數(shù)獲取返回值是一個(gè)同步操作，該函數(shù)本身就是運(yùn)行在主線程中，所以一旦函數(shù)中有耗時(shí)操作，必然會(huì)阻擋主線程。
以上就是淺析 Java多線程的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java多線程的資料請(qǐng)關(guān)注服務(wù)器之家其它相關(guān)文章！
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