【多线程】线程初体验

上节讲了下线程和进程的基础知识,但是对于Java来说,可能讨论线程的时间会更多些,所以接下来的一系列文章都是着重在讨论线程。
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创建线程 创建的线程的方式是老生常谈也是面试中喜欢问的问题之一了,网上的说法众说纷纭,说什么实现Runnable接口和实现Callable接口是同一种类型,这种说法也不是说错误,只不过需要看站在哪个角度看。但是这种细节其实没有必要太在意,不要钻牛角尖。
实现Runnable接口
实现Runnable接口,然后重写run() 方法,该方法定义了线程的工作方式和工作内容。

public class ImplementsRunnable implements Runnable {@Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "------Runnable线程工作中。。。"); }public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 50; i++) { new Thread(new ImplementsRunnable()).start(); } } }

在main方法中,开启了50个线程运行,开启线程其实就是新建了一个Thread,然后把实现Runnable接口的类作为参数传进去,现在我们来看看运行的结果
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可以看到虽然我们是按照顺序来新建线程的,但是线程的先后执行顺序是由CPU来控制的,可以说是不可控的,也正是这样才能说明了多线程在运行。
实现Callable接口
实现了接口后需要重写的是call() 方法
public class ImplementsCallable implements Callable {@Override public Object call() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--------callable线程工作中"); return "实现callable,有返回值"; }public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { for (int i = 0; i < 50; i++) { ImplementsCallable callable = new ImplementsCallable(); FutureTask task = new FutureTask(callable); new Thread(task).start(); System.out.println(task.get()); } } }

值得注意的是,在Thread类中的构造函数中,并没有参数为Callable的重载构造函数,基本上都是Runnable
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而借助了FutureTask 这个类算是线程工作原理中比较重要的一个类,以后可能会专门出一篇文章来学习,FutureTask 是实现了RunnableFuture 接口,而该接口又是继承了RunnableFuture
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与实现Runnable接口方式最大的不同就是,Callable接口有返回值 ,这个返回值使用的场景是什么呢,比如在http调用中,需要返回某个结果,在多线程使用的情况下就会用到Callable和Future来实现。如何获取返回值呢,就是使用FutureTask中的get() 方法,让我们来看看运行结果
这里出现了一个有意思的问题,当我把第14行代码注释后 运行,出现以下结果,线程是混乱无序的,也正是期待的结果。
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但是,当我保留第14行代码多次运行 ,又会出现以下结果,线程竟然变得有序了,如果有知道为什么的小伙伴可以留言呀
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继承Thread类
继承Thread类后,Idea甚至没有提醒需要重写,需要手动去重写 run()方法
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整体代码如下
public class ExtendsThread extends Thread{ @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--------继承Thread的线程工作中"); }public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 50; i++) { new ExtendsThread().start(); } } }

代码比较简单,我们来看下结果,也是和预期一样
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两种方式优先选择实现接口,因为Java不支持多继承,继承了Thread类就不能继承其他类,但是可以实现多个接口。而且就性能开销方面来看,继承整个Thread类显得比较臃肿。
线程常用方法 线程有关的方法有比较多种,这里着重讲下4种常用的方法。
start
在上述例子种可以发现每次开启一个线程基本都是使用了start() 方法来开启,那它是run() 方法的区别是什么呢
public class CommonMethod { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { startRunExample(); }//start,run public static void startRunExample() { new MyThread().start(); new MyThread().run(); } }class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running"); } }

新建了一个类,然后创建一个内部类继承了Thread,调用了start()run() 两种方法,在主函数里面再调用封装的方法,来看下结果如何。
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可以看到一个线程名字是主线程,一个是子线程,所以start() 方法是开启了一个线程,然后这个线程执行了run() 方法的内容。但是如果直接用run() 方法呢,就是主线程单纯地执行run() 方法的内容,并没有开启新的线程。
sleep
sleep是让当前线程睡眠,让出cpu给其它线程执行。
public class CommonMethod { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //startRunExample(); sleepExample(); //yieldExample(); //waitExample(); }//省略start,run//sleep public static void sleepExample() throws InterruptedException { new MyThread().start(); Thread.sleep(3000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running"); } }class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running"); } }

比如我开启了一个新的线程,但是我让主线程休眠3s再运行,结果应该先是Thread-0 is running 然后3s后输出main is running
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为了做个对比,我把sleep代码给注释掉,再来看多几遍结果
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可以看到两个线程的结果几乎是同时出来,至于哪个前哪个后在这个例子里不是我们能控制的。
yield
yield是指程序员建议计算机把当前线程占用的CPU让给其它线程,但是CPU鸟不鸟我们,又是另外一回事了,通俗地来说就是把线程从Running状态转换成Runnable状态。
再次强调是建议计算机把当前线程挂起,执行其它线程,但是做不做是计算机的事情。
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再次新建一个内部类YieldThread
public class CommonMethod { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //startRunExample(); //sleepExample(); yieldExample(); //waitExample(); }//省略start,run//省略sleep//yield public static void yieldExample() throws InterruptedException { YieldThread yieldThread = new YieldThread(); Thread thread = new Thread(yieldThread, "thread1"); Thread thread1 = new Thread(yieldThread, "thread2"); thread.start(); thread1.start(); } }class YieldThread extends Thread {@Override public void run() { for (int i = 0; i < 10; i++) { try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running " + i); if (Thread.currentThread().getName().equals("thread1")) { Thread.yield(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " yield " + i); } } }

其实这个例子不太准确,但是能够勉强看,整个run的逻辑就是每个线程跑10遍,每遍输出一个running,一个yield。但是当我们加了Thread.yield() 之后,预期结果是
thread1 is running thread2 is running thread2 yield thread1 yield

就是thread1执行了running语句后,把cpu使用权交出来,cpu选择了执行thread2的一套逻辑后thread1再拿到cpu时间片来执行thread1 yield语句
接着来看下结果是否能和预期一样
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可以看到只有部分能够和预期结果一样,当我们去掉了Thread.yield() 这行代码后呢
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没错,你会发现偶尔也有这种情况发生,但是没有上面存在的频繁。是因为这两个线程有可能是并行的,而不是并发(交替运行的),所以两者同时执行了running语句,然后线程2接着执行了yield,线程1执行了yield。
这里说得 不一定准确,所以说是不太准确的例子,如果有更好的理解和例子可以留言呀!!!
wait
相比于前面的yield而言,接下来的例子可控性更强一点,前者是建议,后者可以对应地说成强制。是把线程从Running状态转变成Block状态,直接挂起线程,没有外力唤醒前不会执行。
public class CommonMethod { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //startRunExample(); //sleepExample(); //yieldExample(); waitExample(); }//省略start,run//省略sleep//省略yield//wait public static void waitExample() { WaitThread waitThread = new WaitThread(); Thread thread1 = new Thread(waitThread, "thread1"); Thread thread2 = new Thread(waitThread, "thread2"); thread1.start(); thread2.start(); }}class WaitThread extends Thread {@Override public void run() { for (int i = 0; i < 10; i++) { try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running " + i); if (Thread.currentThread().getName().equals("thread1")) { try { wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }} } }

逻辑都差不多,只不过把Thread.yield() 换成了wait() ,正常来说是线程名为thread1的线程只要执行一次就不再执行了,让我们来看下结果
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和预期结果是一样的,并且还报错java.lang.IllegalMonitorStateException
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