Java多线程

Java多线程学习路线

Java多线程介绍

Java多线程可以用于处理复杂的任务，例如网络编程、GUI编程和并发编程等。

• 在网络编程中，一个Java应用程序可以同时处理多个客户端请求；
• 在GUI编程中，Java多线程可以使应用程序保持响应，并且可以在后台执行长时间运行的任务；
• 在并发编程中，Java多线程可以实现多个线程的并发执行，从而提高应用程序的性能和响应速度。

每个Java程序都至少有三个线程——main主线程、gc()垃圾回收机制的运行线程和异常处理线程；

Java中的多线程是通过Thread类和Runnable接口来实现的。
Thread类是Java中处理多线程的核心类，它提供了多种线程相关的方法，包括创建线程、启动线程、中断线程等。一个Java应用程序可以同时创建多个线程，每个线程可以执行不同的任务。
Runnable接口是Java多线程的另一个重要接口，它定义了线程的执行代码。一个线程可以通过实现Runnable接口来定义自己的执行代码，然后通过Thread类的构造方法将其包装为一个线程对象。

Java多线程的优点：

• 提高程序性能和效率
• 可以同时处理多个任务
• 使应用程序保持响应，增加用户体验
• 支持并发编程，实现多个线程的并发执行
• 可以通过同步机制避免竞态条件和死锁等问题

Java多线程的缺点：

• 多线程编程难度较高，需要掌握一些复杂的概念和技术
• 多线程会占用更多的系统资源，对系统的负担会更大
• 多线程容易导致竞态条件、死锁等问题，需要谨慎处理

Java多线程的注意事项：

• 主线程任务结束后并且子线程任务没有结束，则主线程退出子线程继续执行

并发与并行

• 并发（concurrent）是同一时间应对（dealing with）多件事情的能力；
• 并行（parallel）是同一时间动手做（doing）多件事情的能力；

简单案例

创建一个线程有两种方法，一种是继承Thread类，另一种是实现Runnable接口

继承Thread类案例

public class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        try {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                System.out.println("线程正在运行: " + i);
                Thread.sleep(1000);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("子线程已完成");
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t = new MyThread();
        t.start();

        try {
            t.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("主线程中断");
        }

        System.out.println("主线程已完成");
    }
}

实现Runnable接口案例

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个Runnable实例，代表一个任务
        Runnable task = new Runnable()//匿名内部类
        {
            //该对象的run方法会单独在一个线程中被调用
            @Override
            public void run() {
                // 执行任务  
                System.out.println("子线程执行任务");
            }
        };

        // 创建一个线程
        Thread thread = new Thread(task);
        // 启动线程
        thread.start();

        // 主线程继续执行其他任务
        System.out.println("主线程继续执行其他任务");
    }
}

实现原理

start()方法最终调用的是start0()
start0()是真正实现多线程的方法

线程 生命周期中的六种状态

等待状态和阻塞状态在一些文献中会合并为一种状态

Java多线程常用类

Java多线程API

线程通信

sleep()和wait()的区别

同

• 一旦使用，均可使当前线程进入阻塞状态；
  

  异

• 声明位置不同：sleep()声明在Thread类中，wait()声明在Object类中；
• 调用要求不同：sleep()可以使用在各种需要的地方，而wait()只能用在同步代码块或同步方法里；
• sleep()使用不释放锁，而wait()使用后会释放锁。

• 在多线程中底层的静态代理：

  在Java中，当我们想要启动一个新的线程时，我们需要创建一个Thread对象，并调用其start方法来启动线程。实际上，在Thread类的内部，start方法是通过JNI调用底层操作系统提供的线程实现来启动一个新的线程。

在这个过程中，Thread类可以被看作是用户与底层线程实现之间的代理。用户通过Thread类来创建和控制线程，而底层线程实现则负责实际的线程执行过程。这种代理模式就是静态代理模式。

具体来说，Thread类提供了一系列控制线程执行的方法，如sleep、join等方法，使得用户可以方便地控制线程的执行过程。而底层线程实现则负责实际的线程执行过程，包括线程的创建、销毁、调度等过程。

在调用Thread类的start方法时，实际上是在使用静态代理模式，将用户提交的任务委托给底层线程实现，并启动一个新的线程来执行任务。这样，通过代理的方式，将线程的创建与销毁过程与线程的执行过程分离开来，使得线程的实现更加灵活、可控，更加符合用户的需求。