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淺析 Java多線程

瀏覽:32日期:2022-08-23 17:41:44

什么是進程

當一個程序進入內存中運行起來它就變為一個進程。因此,進程就是一個處于運行狀態的程序。同時進程具有獨立功能,進程是操作系統進行資源分配和調度的獨立單位。

什么是線程

線程是進程的組成部分。通常情況下,一個進程可擁有多個線程,而一個線程只能擁有一個父進程。

線程可以擁有自己的堆棧、自己的程序計數器及自己的局部變量,但是線程不能擁有系統資源,它與其父進程的其他線程共享進程中的全部資源,這其中包括進程的代碼段、數據段、堆空間以及一些進程級的資源(例如,打開的文件等)。

線程是進程的執行單元,是CPU調度和分派的基本單位,當進程被初始化之后,主線程就會被創建。同時如果有需要,還可以在程序執行過程中創建出其他線程,這些線程之間也是相互獨立的,并且在同一進程中并發執行。因此一個進程中可以包含多個線程,但是至少要包含一個線程,即主線程。

淺析 Java多線程

Java中的線程

Java 中使用Thread類表示一個線程。所有的線程對象都必須是Thread或其子類的對象。Thread 類中的 run 方法是該線程的執行代碼。讓我們來看一個實例:

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); } }}

public class TestThread { public static void main(String[] args) { // 1.創建線程 Thread thread1 = new Ticket(); Thread thread2 = new Ticket();// 2.啟動線程 thread1.start(); thread2.start(); }}

運行結果如下:

淺析 Java多線程

 通過上面的代碼和運行結果,我們可以得到:

線程運行的幾個特點

1.同一進程下不同線程的調度不由程序控制。線程的執行是搶占式的,運行的順序和線程的啟動順序是無關的,當前運行的線程隨時都可能被掛起,然后其他進程搶占運行。

2.線程獨享自己的堆棧程序計數器和局部變量。兩個進程的局部變量互不干擾,各自的執行順序也是互不干擾。

3.兩個線程并發執行。兩個線程同時向前推進,并沒有說執行完一個后再執行另一個。

start()方法和run()方法

啟動一個線程必須調用Thread 類的 start()方法,使該線程處于就緒狀態,這樣該線程就可以被處理器調度。

run()方法是一個線程所關聯的執行代碼,無論是派生自 Thread類的線程類,還是實現Runnable接口的類,都必須實現run()方法,run()方法里是我們需要線程所執行的代碼。

實現多線程必須調用Thread 類的 start()方法來啟動線程,使線程處于就緒狀態隨時供CPU調度。如果直接調用run()方法的話,只是調用了Thread類的一個普通方法,會立即執行該方法中的代碼,并沒有實現多線程技術。

Java中多線程的實現方法

在Java中有三種方法實現多線程。

第一種方法:使用Thread類或者使用一個派生自Thread 類的類構建一個線程。

第二種方法:實現Runnable 接口來構建一個線程。(推薦使用)

第三種方法:實現Callable 接口來構建一個線程。(有返回值)

第一種方法

使用Thread類或者使用一個派生自Thread 類的類構建一個線程。

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); } }}

public class TestThread { public static void main(String[] args) { // 1.創建線程 Thread thread1 = new Ticket(); Thread thread2 = new Ticket();// 2.啟動線程 thread1.start(); thread2.start(); }}

看上面的代碼,我們創建了一個Ticket類,它繼承了Thread類,重寫了Thread類的run方法。然后我們用Ticket類創建了兩個線程,并且啟動了它們。但我們不推薦使用這種方法,因為一個類繼承了Thread類,那它就沒有辦法繼承其他類了,這對較為復雜的程序開發是不利的。

第二種方法

實現Runnable 接口來構建一個線程。

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); } }}

public class TestThread { public static void main(String[] args) { // 1.創建線程 Ticket t1 = new Ticket(); Ticket t2 = new Ticket(); Thread thread1 = new Thread(t1, '買票1號'); Thread thread2 = new Thread(t2, '買票2號');// 2.啟動線程 thread1.start(); thread2.start(); }}

我們創建了一個Ticket類,實現了Runnable接口,在該類中實現了run方法。在啟動線程前,我們要創建一個線程對象,不同的是我們要將一個實現了Runnable接口的類的對象作為Thread類構造方法的參數傳入,以構建線程對象。構造方法Thread的第二個參數用來指定該線程的名字,通過Thread.currentThread().getName()可獲取當前線程的名字。

在真實的項目開發中,推薦使用實現Runnable接口的方法進行多線程編程。因為這樣既可以實現一個線程的功能,又可以更好地復用其他類的屬性和方法。

第三種方法

實現Callable 接口來構建一個線程。

public class TestThread { public static void main(String[] args) { // 1.創建Callable的實例 Callable<String> callable = new Callable<String>() { @Override public String call() throws Exception {Thread.sleep(7000);return '我結束了'; } };// 2.通過FutureTask接口的實例包裝Callable的實例 FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>(callable);// 3.創建線程并啟動 new Thread(futureTask).start();// 4.獲得結果并打印 try { System.out.println(futureTask.get()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }}

首先我們用匿名內部類創建了一個實現Callable接口的類的對象,然后通過FutureTask 的實例包裝了Callable的實例,這樣我們就可以通過一個Thread 對象在新線程中執行call()方法,同時又可以通過get方法獲取到call()的返回值。然后創建線程并啟動它,最后在線程執行完執行完call()方法后得到返回值并打印。

我們來看一下Callable的源碼:

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接口是一個泛型接口,它定義的call()方法類似于Runnable 的run()方法,是線程所關聯的執行代碼。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V指定了call()方法的返回值類型。同時,如果call()方法得不到返回值將會拋出一個異常,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Future接口來獲取。Future接口定義了一組對 Runnable 或者Callable 任務的執行結果進行取消、查詢、獲取、設置的操作。其中get方法用于獲取call()的返回值,它會發生阻塞,直到call()返回結果。

這樣的線程調用與直接同步調用函數有什么差異

在上面的例子中,通過future.get()獲取 call()的返回值時,由于call方法中會 sleep 7s,所以在執行future.get()的時候主線程會被阻塞而什么都不做,等待call()執行完并得到返回值。但是這與直接調用函數獲取返回值還是有本質區別的。

因為call()方法是運行在其他線程里的,在這個過程中主線程并沒有被阻塞,還是可以做其他事情的,除非執行future.get()去獲取 call()的返回值時主線程才會被阻塞。所以當調用了Thread.start()方法啟動 Callable 線程后主線程可以執行別的工作,當需要call()的返回值時再去調用future.get()獲取,此時call()方法可能早已執行完畢,這樣就可以既確保耗時操作在工作線程中完成而不阻擋主線程,又可以得到線程執行結果的返回值。而直接調用函數獲取返回值是一個同步操作,該函數本身就是運行在主線程中,所以一旦函數中有耗時操作,必然會阻擋主線程。

以上就是淺析 Java多線程的詳細內容,更多關于Java多線程的資料請關注好吧啦網其它相關文章!

標簽: Java
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