Java基础 Day24

news2025/5/31 14:19:18

一、进程和线程

1、进程

（1）概念

进程 (Process) 是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动

是系统进行资源分配的基本单位

简单理解：程序的执行过程（正在运行的应用程序）

（2）特性

独立性：每一个进程都有自己的空间，在没有经过进程本身允许的情况下，一个进程不可以直接访问其它的的进程空间

动态性：进程是动态产生，动态消亡的

并发性：任何进程都可以同其它进程一起并发执行

Tips：

并行：在同一时刻，有多个指令在多个CPU上【同时】执行

并发：在同一时刻，有多个指令在单个CPU上【交替】执行

多进程同时工作：对于一个CPU（单核），它是在多个进程间轮换执行的

2、线程

（1）概念

线程（Thread）：进程可以同时执行多个任务，每个任务就是线程

（2）多线程的意义

提高执行效率；同时处理多个任务

随着处理器上的核心数量越来越多，现在大多数计算机都比以往更加擅长并行计算

但是，一个线程，在一个时刻，只能运行在一个处理器核心上

Java程序也是一个进程，如果是一个单线程程序，则无法调动处理器的多个核心

二、Java中开启线程的方式

Tips：Java程序默认是多线程的，一条主线程，一条垃圾回收线程

1、法一：继承Thread类

步骤：

（1）编写一个类继承Thread类

（2）重写run方法

（3）将线程任务写在run方法中

（4）创建线程对象

（5）调用start方法开启线程

注意：直接调用run方法并不能开启线程

2、法二：实现Runnable接口

（扩展性更好）

步骤：

（1）编写一个类实现Runnable接口

（2）重写run方法

（3）将线程任务写在run方法中

（4）创建线程任务资源对象

（5）创建线程对象，将资源传入

（6）使用线程对象调用start方法开启线程

public class ThreadDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
//        （4）创建线程任务资源对象
        MyRunnable mr = new MyRunnable();
//        （5）创建线程对象，将资源传入
        Thread t1 = new Thread(mr);
//        （6）使用线程对象调用start方法开启线程
        t1.start();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("main" + i);
        }
    }
}

//（1）编写一个类实现Runnable接口
class MyRunnable implements Runnable {
//    （2）重写run方法
    @Override
    public void run() {
//        （3）将线程任务写在run方法中
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("MyRunnable" + i);
        }
    }
}

3、法三：实现Callable接口

（线程任务有返回值）

步骤：

（1）编写一个类实现Callable接口

（2）重写call方法

（3）将线程任务写在call方法中

（4）创建线程任务资源对象

（5）创建线程任务对象，封装线程资源

（6）创建线程对象，传入线程任务

（7）使用线程对象调用start方法开启线程

public class ThreadDemo3 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        MyCallable mc = new MyCallable();
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(mc);
        Thread thread = new Thread(task);
        thread.start();
        Integer result = task.get(); // 获取线程任务的返回值
        System.out.println(result);
    }
}

class MyCallable implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
}

三、线程的相关方法

String getName()	返回此线程的名称
void setName(String name)	设置线程的名字（构造方法也可以设置名字）
static Thread currentThread()	获取当前线程的对象
static void sleep(long time)	让线程休眠指定的时间，单位为毫秒
setPriority(int newPriority)	设置线程的优先级，从1到10，默认为5
final int getPriority()	获取线程的优先级
final void setDaemon(boolean on)	设置为守护线程

Tips：线程的调度方式分为抢占式调度（随机）和非抢占式调度（轮流）

Java 采用的方式是抢占式调度

提高线程的优先级可以提高该线程抢到CPU的概率

四、线程安全和同步

1、安全问题出现的条件

是多线程环境

有共享数据

有多条语句操作共享数据

2、同步技术

将多条语句操作共享数据的代码给锁起来，让任意时刻只能有一个线程可以执行

（1）同步代码块

格式：
synchronized(锁对象) {
    多条语句操作共享数据的代码
}

示例：
public class TicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 只new了一个TicketTask对象，三个线程共享一份数据
        TicketTask ticket = new TicketTask();
        Thread t1 = new Thread(ticket);
        Thread t2 = new Thread(ticket);
        Thread t3 = new Thread(ticket);
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

class TicketTask implements Runnable {
    private int tickets = 2000;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            // 建议使用字节码文件作为锁对象
            synchronized (TicketTask.class) {
                if (tickets <= 0) {
                    break;
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " sold " + tickets);
                tickets--;
            }
        }
    }
}

Tips：锁对象可以是任意对象，但是需要保证多条线程的锁对象，是同一把锁

同步可以解决多线程的数据安全问题，但是也会降低程序的运行效率