【多线程奇妙屋】 Java 的 Thread类必会小技巧,教你如何用多种方式快速创建线程,学并发编程必备(实践篇)
邂逅岁月 2024-10-06 11:35:01 阅读 69
本篇会加入个人的所谓鱼式疯言
❤️❤️❤️鱼式疯言:❤️❤️❤️此疯言非彼疯言
而是理解过并总结出来通俗易懂的大白话,
小编会尽可能的在每个概念后插入鱼式疯言,帮助大家理解的.
🤭🤭🤭可能说的不是那么严谨.但小编初心是能让更多人能接受我们这个概念 !!!
前言
想象一下,如果你的电脑只能一次执行一个任务,那会是多么的低效。幸运的是,Java提供了一种强大的机制,允许程序同时执行多个任务。这就是我们今天要探讨的主题——Java中的Thread类。
目录
Thread 类
创建线程的方式
线程终止
一. Thread 类
1. Thread 类的初识
对于线程的概念, 本身是 操作系统内核提出的概念 。
如果要执行并发编程, 就需要掌握不同的系统 api (例如 window 系统api , Linux 系统api ) 等… 这种 <code>不同系统的api 是不一样的。
对于我们 Java程序猿 来说,
Java的api
早已分装好 对应的系统api , 我们这只需要学习Java的api
即可。
而进行并发编程的
Java最重要的api
就是 标准库中 Thread 类 。
通过这个类, 我们可以实现对于 线程的创建 , 以及利用每个线程进行
业务逻辑和任务
的执行。
鱼式疯言
并且
Thread
是java.lang
下面的一个库, 是 不需要手动导包 的。
二. 创建线程的方式
1. 创建线程
<1>. 代码展示
/**
* 创建线程:
* 继承 Thread
* 重写 run 方法
*/
public class MyThread extends Thread{ -- -->
@Override
public void run() {
while (true) {
System.out.println("MyThread的run线程 正在运行...");
try {
MyThread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyThread myThread =new MyThread();
// 创建一个线程
myThread.start();
// 主方法
while (true) {
System.out.println("main线程 正在运行...");
MyThread.sleep(10000);
}
}
}
<2>. 创建流程
首先创建一个先 继承Thread 类 , 并重写 <code>run 方法
在 main 方法
中 实例化一个 MyThread 类 。
调用start() 方法来 创建线程 , 并执行run 方法里面的 业务逻辑。
鱼式疯言
补充总结:
由于我们在执行程序时, 系统就会分配资源, 自动创建进程 , 并且程序是需要 调度执行 , 所以
main 方法
自身就是一个线程:主线程
所以上述过程中, 可以认为 在 主线程 中又 创建了一个线程
。
<3>. 逻辑分析
run
中写着的是这个线程需要执行的 各种代码逻辑 , 相当于在main方法
中的 代码同等含义。
虽然在上述代码中 , 没有直接调用重写 的run 方法 , 但是当我们调用
start()
方法后, 在 Java代码中会重新调用我们重写的 run 方法 。
如果只是单纯的调用
run 方法
, 并 不能创建线程 。
对于上述过程有两个线程:
主线程
和myThread
, 都是分布在同一个系统资源下的, 所以需要并发执行
: 两个死循环都不会相互制约
, 各自执行各自的 。抢占执行
: 不能确定是哪个线程先执行到对应的逻辑。
鱼式疯言
补充细节
:
上诉代码中, 我们用到了 sleep() 方法,这个方法是 Thread 中的静态方法
(类方法)
。 可以让程序休眠一段时间
, 调用这个目的: 就是让程序猿好 观察程序的执行过程 。
() 内参数
指定的是多少毫秒(ms)
, 用于 指定休眠多少时间 , 其中1000 ms = 1s
换算进制。
调用sleep() 和 创建线程的过程 , 都是需要 抛出:
InterruptedException
这个异常的
2. 创建线程的其他方式
对于创建线程的方式:
除了上述 继承 Thread 重写run方法
之外还有其他常见四种方式
实现 Runnable
接口 , 重写 run 方法;
使用 匿名内部类 , 对 Thread 类
重写 run 方法 ;
使用 匿名内部类 , 实现 Runnable 接口
重写run 方法 ;
使用 lambda 表达式 , 对 匿名内部类
进行简化 。
<1>. 实现 Runnable 接口
/**
* 方法二:
* 继承 Runnable
* 实现 run 方法
*
*/
class MyThread1 implements Runnable { -- -->
@Override
public void run() {
while (true) {
System.out.println("Runnable 中run线程 正在运行...");
try {
MyThread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread myThread1 = new Thread(new MyThread1());
myThread1.start();
// 接口
while (true) {
System.out.println("main线程 正在运行");
MyThread.sleep(1000);
}
}
}
对于这种方式的实现
主要的流程还是在实例化Thread 对象之前 :
首先 创建一个类 MyThread1 用于 <code>实现 Runnable 接口
重写 run 方法
最终 new出对象 MyThread1 作为 Thread() 的参数 进行传入进行 实例化Thread 对象 即可。
后面的过程就和上面相同了, 小编在这里就不赘述了 💖💖🦊🦊🦊🦊
<2>. 匿名内部类—— 重写 Thread 的 run 方法
/**
*
* 方法四: Thread 的匿名内部类
* 在匿名内部类中重写 Run 方法
*
*/
class MyThread3 { -- -->
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread myThread3 = new Thread(){
@Override
public void run() {
while (true) {
System.out.println("匿名类 MyThread的run线程 正在运行...");
try {
MyThread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
};
// 创建线程
myThread3.start();
// 输出主线程
while (true) {
System.out.println("main 线程正在运行...");
MyThread.sleep(1000);
}
}
}
我们知道, 对于 匿名内部类 来说, 是一种不带引用的一种对象, 也就是说当
实例化 Thread 类对象 时, 我们使用匿名内部类的方式就是在 Thread () 后面 加上 { } , 并在{ } 内部 <code>重写 run 方法 。
以上就是唯一的区别 , 其他操作都一样。
<3>. 匿名内部类 —— 实现 Runnable 接口的 run 方法
/**
* 方法三 : Runnable 的匿名内部类
* 在匿名内部类中 实现 Run 方法
*
*/
class MyThread2 { -- -->
public static void main(String[] args) {
Thread myThread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
System.out.println("内部类Runnable 中 Run方法正在执行...");
try {
MyThread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
});
// 创建线程
myThread2.start();
while (true) {
System.out.println("主线程方法正在调用....");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}
对于 匿名内部类 而已 , 使用的方式和 上面一种方式相同 , 而在这里唯一的区别就在于 , 上面 new 出了 new Runnable 作为参数 进行 传入到 Thread 对象中。
而本方式中 , 则是在 <code>Thread 后面 直接 重写 run 方法 。
<4>. 使用 lambda 表达式 简化匿名内部类
/**
* 方法五: 使用 lambda 表达式简化 匿名内部类
*
*/
class MyThread4 { -- -->
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread myThread4 = new Thread(()->{
while (true) {
System.out.println("lambda 匿名类 MyThread的run线程 正在运行...");
try {
MyThread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
});
// 创建线程
myThread4.start();
// 输出主线程
while (true) {
System.out.println("main 线程正在运行...");
MyThread.sleep(1000);
}
}
}
对于 lambda 表达式 来说,
最核心的部分就是 :
把 <code>new Runnable() {} 就是简化成
()-> {}
来使用, 其实本质上还是通过 匿名内部类 实现Runnable 接口
的一种 简化版本 。
鱼式疯言
对于
lambda
表达的使用, 一定要注意一点的是: 必须是 函数式接口 , 也就是只有 一个抽象方法的接口才能使用 lambda 。
对于
start 创建线程
来说, 当调用 start 方法后, 系统内核会生成 PCB 并且添加链表, 创建新的线程。 所以当 多次调用 start 方法 时, 就会抛出异常, 因为对于一个Thread 对象来说, 只能start 一次, 也就是说只能创建一个线程
, 这个原因也是为了 JVM 方便管理 , 否则 一个Thread 对象对应多个线程 就会管理起来很复杂。
例如上述过程, 就会 抛出异常 : <code>IllegalThreadStateException
上述总共 五种创建线程 的方式, 都是蛮重要的 , 小伙伴们务必多操练多熟悉里面的 代码流程和逻辑
哦~
三. 线程终止
1. 线程终止的初识
线程终止的方式有很多种终止的方式, 有粗暴的, 也有温柔的 。
像粗暴的 :让 执行到一半的线程 直接终止
像温柔的: 让 线程执行完整个任务 才终止
对于Java 来说, 我们是下面这种方式, 让 线程执行完所有的任务 才终止。
下面就让我们来瞧瞧呗 ❣️ ❣️ ❣️ ❣️
2. Java线程终止的简易版
public class MyThread1 { -- -->
public static boolean state = true;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t = new Thread(() -> {
while(state) {
System.out.println("hello Thread1");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
});
// 创建线程
t.start();
Thread.sleep(3000);
state = false;
}
}
对于上述的流程主要是:
首先定义一个布尔变量, 用来确定 线程的状态 为 <code>true 线程正在运行, 为 false 线程结束 。
其次在主线程中修改 线程状态, 让线程结束。 注意这种结束的方式是让线程中的 任务都执行结束
了 , 当需要再次执行任务的时候才 置为 false 的 , 是一种 比较温柔 的做法。
鱼式疯言
补充细节 :
入上图, 如果把 布尔类型放在 main 方法的内部呢?
其实就会有问题, 这归咎于我们的Java语法中有个小知识点: <code>变量捕获
其实这种变量捕获是对于
lambda 表达式
来说的, 如果要在lambda 表达式
中使用 同一作用域下的变量 , 这个变量是 不可以被修改的 。
也就是说在上面 的
state = false
出现了 修改 , 所以lambda
中就会 编译失败 。
那么出现这种问题的比较好的解决方案就是把 这个变量定义为 成员变量 , 这样 两种的作用域就不相同 了, 也从另外一个角度来看, 内部的方法调用外部的成员 是没有问题的,天经地义的
3. Java 自身的线程终止方法
class Thread2 { -- -->
public static void main(String[] args) {
Thread t = new Thread(() -> {
// 先获取当前线程
Thread currentThread = Thread.currentThread();
// 判断线程状态
while(!currentThread.isInterrupted()) {
System.out.println("hello thread1");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
break;
}
}
});
// 创建线程
t.start();
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
// 修改线程状态
t.interrupt();
}
}
上述代码的流程主要分为 以下几步:
实例化Thread对象, 在 run方法中 使用 <code>currentThread 方法 来 获取当前线程
获取当前线程后 , 使用
isInterrupted
判断当前线程的状态,自身返回false
代表 线程正在进行, true 代表 线程结束 。
创建线程,并
休眠指定时间
, 使用 interrupted 来修改isInterrupted
为 true, 让线程终止。
在
try catch{ }
在catch
中 添加 break , 直接跳出循环 。
4. 代码分析
对于上述代码小编还有很多话想和小伙伴们唠唠, 因为我个人觉得还是比较重要的, 小伙伴们可不要嫌我烦哦~ 🍖 🍖 🍖 🍖
如果 catch 中不添加 break ,而是按照平常的写法: throw new RuntimeException(e);
直接抛出新的异常呢?
情况就会变成这样, 原因很简单, 对于线程执行的时间来说, 大部分时间是处于 sleep 的休眠状态 , 一旦有 外面的线程来修改线程的状态 , <code>sleep 就会
被打破休眠的状态
, 这时就会抛出异常
, 这时被 try catch { } 捕获到 , 就会执行throw new RuntimeException(e);
抛出新的异常, 由于这个 异常没有及时处理 ,编译器就会自动交给JVM 来处理
。 所以我们不需要在 catch { } 写throw new RuntimeException(e);
的方法。
居然写throw new RuntimeException(e);
会抛出新的异常, 那么 catch 中什么都不写, break 也不写。 会发生什么呢?
如上图, 就会出现 即使我们使用 <code>interrupted 来修改, 但是线程还是会继续的情况。
其实大家有所不知的是: 对于
休眠方法 sleep
是比较特殊的, 一旦被唤醒, 就会清除isInterrupted
修改后的 true 状态, 重新还原到 false 状态 , 这时线程就会 继续执行 了。所以这里如果我们要终止线程的话, 就需要 添加 break 来跳出 。
相比小伙伴们还是一头雾水吧 , 就算理解了也不知道它为啥要这样做吧 ? ? ? 🤔 🤔 🤔 🤔
下面削小编来举个栗子吧
假如有一天小编和女神去海边浪
此时小编这时坐在沙滩上打游戏
突然女神过来和说: 我口渴了, 你去买杯奶茶呗~
这时就凸显我以后的家庭地位了, 我就有三种选择:
我听到之后没有理会, 继续打我的游戏, 从中就凸显我的 “家庭帝位”
;
我立马停下手中的游戏, 马上给女神买奶茶去 ,从中就凸显我的 “家庭弟位”
;
我和她说: 等我这把游戏打完, 就给你去买, 从中就凸显我的 “家庭中位”
。
而上述的栗子从中也反映了: 终止线程过程中, 虽然
sleep
能够清除 isInterrupt 修改后的状态, 但是也为我们在 catch 中提供了 多方面的选择, 如果我们需要 跳出就break , 如果需要 继续执行就什么都不写 , 如果需要执行别的业务逻辑就添加进入即可
。
总结
Thread 类: 对于 Thread 类
而已是 Java封装 的一种 给 系统创建线程 的一个类的概念以及使用。
创建线程的方式: 掌握创建线程的主要流程和逻辑代码 , 以及熟悉这 五种线程创建的方式。
线程终止: 对于线程终止的两种方式: 强行终止的粗暴方式, 等待任务结束的温柔方式 。 Java的终止线程的方式是 比较温柔并且操作空间是很大
的。
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希望我的文章能给各位宝子们带来哪怕一点点的收获就是 小编创作 的最大 动力 💖 💖 💖
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