多线程

多线程

• 程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念
• 进程是执行程序的一次执行过程，是一个动态的概念，是系统资源分配的单位
• 线程：一个进程里可以包含多个线程，当然，一个进程里至少有一个线程，不然没有存在的意义，线程是CPU调度和执行的单位
• 注意：很多多线程是模拟出来的，真正的多线程是指有多个CPU，即多核，如服务器。如果是模拟出来的多线程，即在一个CPU的情况下，在同一个时间点，CPU只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就有同时执行的错觉。

核心概念

• 线程就是独立的执行路径
• 在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程、gc线程；
• main()称之为主线程，是系统的入口，用于执行整个程序；
• 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能人为干预的
• 对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制；
• 线程会带来额外的开销，如CPU调度时间，并发控制开销
• 每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

1.创建线程方式一

package com.tian.demo01;
//创建线程方式一：继承Thread类，重新run()方法，调用start开启线程
//总结：注意，线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行
public class TestThread1 extends Thread{

    @Override
    public void run() {
       //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码---"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程，主线程

        //创建一个线程对象
        TestThread1 testThread1 =new TestThread1();
        //调用start方法，开启线程
        testThread1.start();

        for (int i = 0; i < 2000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程---"+i);
        }
    }
}

2.创建线程方式二

package com.tian.demo01;
//创建线程方式2：实现runnable接口，重写run方法，执行线程需要丢入runnable接口实现类，调用start方法
public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在看代码---"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建runnable接口的实现类对象
        TestThread3 testThread3 =new TestThread3();

        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程，代理
        //Thread thread = new Thread(testThread3);

        //thread.start();

        new Thread(testThread3).start();//上面两行整合在一起
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程---"+i);
        }
    }
}

小结

继承Thread类

• 子类继承Thread类具有多线程能力
• 启动线程：子类对象.start()
• 不建议使用：避免OOP单继承局限性

实现Runnable接口

• 实现接口Runnable具有多线程能力
• 启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
• 推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

多线程操作同一个对象，以及出现的并发问题

package com.tian.demo01;
//多个线程同时操作同一个对象
//买火车票的例子
//发现问题：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱
public class TestThread4 implements  Runnable{

    //票数
    private int ticketNums = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            if (ticketNums <= 0 ){
                break;
            }
            //模拟延时
            try{
                Thread.sleep(200);
            }catch (InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNums--+"票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        TestThread4 ticket = new TestThread4();

        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛").start();
    }
}

案例：龟兔赛跑

package com.tian.demo01;
//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable{
    //胜利者
    private static String winner;
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <=100; i++) {

            //模拟兔子休息
            if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10==0){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            //如果比赛结束了，就停止程序
            if(flag){
                break;
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");
        }
    }
    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
        //判断是否有胜利者
        if(winner!=null){//已经存在胜利者了
            return true;
        }{
            if (steps >= 100){
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is "+winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Race race = new Race();
        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}