【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 !!!

在这里插入图片描述

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 Threadjava.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);

}

}

}

在这里插入图片描述

<2>. 创建流程

首先创建一个先 继承Thread 类 , 并重写 <code>run 方法

main 方法实例化一个 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()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);

}

}

}

在这里插入图片描述

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);

}

}

}

在这里插入图片描述

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);

}

}

}

}

在这里插入图片描述

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);

}

}

}

在这里插入图片描述

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。

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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;

}

}

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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

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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();

}

}

在这里插入图片描述

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。

try catch{ }catch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?

在这里插入图片描述

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?

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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。

如果觉得小编写的还不错的咱可支持 三连 下 (定有回访哦) , 不妥当的咱请评论区 指正

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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