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Java - 多线程

Java 是一种多线程编程语言 这意味着我们可以使用 Java 开发多线程程序。多线程程序包含两个或多个可以并发运行的部分,每个部分可以同时处理不同的任务,从而优化利用可用资源,特别是当您的计算机有多个 CPU 时。

根据定义,多任务是指多个进程共享公共处理资源(例如 CPU)。多线程将多任务处理的概念扩展到应用程序中,您可以在其中将单个应用程序中的特定操作细分为单独的线程。每个线程可以并行运行。操作系统不仅在不同的应用程序之间分配处理时间,而且在应用程序内的每个线程之间分配处理时间。

多线程使您能够以这样一种方式编写,即多个活动可以在同一个程序中同时进行。

线程的生命周期

一个线程在其生命周期中经历了不同的阶段。例如,一个线程诞生、启动、运行,然后死亡。下图展示了一个线程的完整生命周期。

以下是生命周期的各个阶段 -

线程优先级

每个 Java 线程都有一个优先级,可帮助操作系统确定线程的调度顺序。

Java 线程优先级在 MIN_PRIORITY(常量 1)和 MAX_PRIORITY(常量 10)之间的范围内。默认情况下,每个线程都被赋予优先级 NORM_PRIORITY(常量 5)。

具有更高优先级的线程对程序更重要,应该在低优先级线程之前分配处理器时间。然而,线程优先级并不能保证线程执行的顺序,并且非常依赖平台。

通过实现可运行接口创建线程

如果您的类打算作为线程执行,那么您可以通过实现 Runnable 来实现这一点 界面。您需要遵循三个基本步骤 -

步骤 1

作为第一步,您需要实现由 Runnable 提供的 run() 方法 界面。此方法为线程提供了一个入口点,您将在此方法中放置完整的业务逻辑。以下是 run() 方法的简单语法 -

public void run()

步骤 2

第二步,您将实例化一个 Thread 使用以下构造函数的对象 -

Thread(Runnable threadObj, String threadName);

其中,threadObj 是实现 Runnable 的类的实例 接口和线程名称 是新线程的名称。

步骤 3

创建 Thread 对象后,您可以通过调用 start() 来启动它 方法,它执行对 run() 方法的调用。以下是 start() 方法的简单语法 -

void start();

示例

这是一个创建新线程并开始运行它的示例 -

现场演示
class RunnableDemo 实现了 Runnable { private Thread t;私人字符串线程名称; RunnableDemo(String name) { threadName =name; System.out.println("创建中" + 线程名); } public void run() { System.out.println("Running" + threadName ); try { for(int i =4; i> 0; i--) { System.out.println("Thread:" + threadName + ", " + i); // 让线程休眠一段时间。线程睡眠(50); } } catch (InterruptedException e) { System.out.println("Thread " + threadName + "interrupted."); } System.out.println("线程" + 线程名+" 退出中。"); } public void start() { System.out.println("Starting" + threadName ); if (t ==null) { t =new Thread (this, threadName); t.start(); } }}public class TestThread { public static void main(String args[]) { RunnableDemo R1 =new RunnableDemo("Thread-1"); R1.开始(); RunnableDemo R2 =new RunnableDemo("Thread-2"); R2.开始(); } }

这将产生以下结果 -

输出

Creating Thread-1Starting Thread-1Creating Thread-2Starting Thread-2Running Thread-1Thread:Thread-1, 4Running Thread-2Thread:Thread-2, 4Thread:Thread-1, 3Thread:Thread-2 , 3Thread:Thread-1, 2Thread:Thread-2, 2Thread:Thread-1, 1Thread:Thread-2, 1Thread Thread-1 exiting.Thread Thread-2退出。

通过扩展线程类创建线程

创建线程的第二种方法是创建一个扩展Thread的新类 类使用以下两个简单的步骤。这种方法在处理使用 Thread 类中的可用方法创建的多个线程时提供了更大的灵活性。

步骤 1

您将需要覆盖 run( ) Thread 类中可用的方法。此方法为线程提供了一个入口点,您将在此方法中放置完整的业务逻辑。以下是 run() 方法的简单语法 -

public void run()

步骤 2

创建 Thread 对象后,您可以通过调用 start() 来启动它 方法,它执行对 run() 方法的调用。以下是 start() 方法的简单语法 -

void start();

示例

这是为了扩展线程而重写的前面的程序 -

现场演示
class ThreadDemo extends Thread { private Thread t;私人字符串线程名称; ThreadDemo(String name) { threadName =name; System.out.println("创建中" + 线程名); } public void run() { System.out.println("Running" + threadName ); try { for(int i =4; i> 0; i--) { System.out.println("Thread:" + threadName + ", " + i); // 让线程休眠一段时间。线程睡眠(50); } } catch (InterruptedException e) { System.out.println("Thread " + threadName + "interrupted."); } System.out.println("线程" + 线程名+" 退出中。"); } public void start() { System.out.println("Starting" + threadName ); if (t ==null) { t =new Thread (this, threadName); t.start(); } }}public class TestThread { public static void main(String args[]) { ThreadDemo T1 =new ThreadDemo("Thread-1"); T1.开始(); ThreadDemo T2 =new ThreadDemo("Thread-2"); T2.开始(); } }

这将产生以下结果 -

输出

Creating Thread-1Starting Thread-1Creating Thread-2Starting Thread-2Running Thread-1Thread:Thread-1, 4Running Thread-2Thread:Thread-2, 4Thread:Thread-1, 3Thread:Thread-2 , 3Thread:Thread-1, 2Thread:Thread-2, 2Thread:Thread-1, 1Thread:Thread-2, 1Thread Thread-1 exiting.Thread Thread-2退出。

线程方法

以下是 Thread 类中可用的重要方法列表。

Sr.No. 方法和说明
1

public void start()

在单独的执行路径中启动线程,然后调用此 Thread 对象上的 run() 方法。

2

public void run()

如果此 Thread 对象是使用单独的 Runnable 目标实例化的,则在该 Runnable 对象上调用 run() 方法。

3

public final void setName(String name)

更改 Thread 对象的名称。还有一个用于检索名称的 getName() 方法。

4

public final void setPriority(int priority)

设置此 Thread 对象的优先级。可能的值在 1 到 10 之间。

5

public final void setDaemon(boolean on)

参数为 true 表示此线程为守护线程。

6

public final void join(长毫秒)

当前线程在第二个线程上调用此方法,导致当前线程阻塞,直到第二个线程终止或经过指定的毫秒数。

7

公共无效中断()

中断此线程,使其在因任何原因被阻塞时继续执行。

8

public final boolean isAlive()

如果线程处于活动状态,则返回 true,即线程启动后但运行完成之前的任何时间。

前面的方法是在特定的 Thread 对象上调用的。 Thread 类中的以下方法是静态的。调用其中一个静态方法对当前运行的线程执行操作。

Sr.No. 方法和说明
1

public static void yield()

使当前正在运行的线程让位给任何其他等待调度的具有相同优先级的线程。

2

public static void sleep(长毫秒)

使当前运行的线程阻塞至少指定的毫秒数。

3

public static boolean holdLock(Object x)

如果当前线程持有给定对象的锁,则返回 true。

4

公共静态线程 currentThread()

返回对当前运行线程的引用,也就是调用该方法的线程。

5

public static void dumpStack()

打印当前正在运行的线程的堆栈跟踪,这在调试多线程应用程序时很有用。

示例

下面的 ThreadClassDemo 程序演示了 Thread 类的一些方法。考虑一个 DisplayMessage 类 它实现了 Runnable -

// 文件名:DisplayMessage.java// 创建线程实现Runnablepublic class DisplayMessage implements Runnable { private String message; public DisplayMessage(String message) { this.message =message; } public void run() { while(true) { System.out.println(message); } }}

以下是扩展 Thread 类的另一个类 -

// 文件名:GuessANumber.java// 创建一个线程来扩展 Threadpublic class GuessANumber extends Thread { private int number; public GuessANumber(int number) { this.number =number; } public void run() { int counter =0; int 猜测 =0;做 { 猜测 =(int) (Math.random() * 100 + 1); System.out.println(this.getName() + "猜测" + 猜测);计数器++; } while(猜!=数字); System.out.println("** 正确!" + this.getName() + "in" + counter + "guesses.**"); }}

以下是主程序,它使用了上面定义的类 -

// 文件名:ThreadClassDemo.javapublic class ThreadClassDemo { public static void main(String [] args) { Runnable hello =new DisplayMessage("Hello");线程线程 1 =新线程(你好); thread1.setDaemon(true); thread1.setName("你好"); System.out.println("开始你好线程..."); thread1.start(); Runnable bye =new DisplayMessage("再见");线程线程 2 =新线程(再见); thread2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); thread2.setDaemon(真); System.out.println("开始再见线程..."); thread2.start(); System.out.println("正在启动线程3...");线程 thread3 =new GuessANumber(27); thread3.start();尝试 { thread3.join(); } catch (InterruptedException e) { System.out.println("线程中断。"); } System.out.println("正在启动线程4...");线程 thread4 =new GuessANumber(75); thread4.start(); System.out.println("main() 正在结束..."); }}

这将产生以下结果。你可以反复尝试这个例子,每次都会得到不同的结果。

输出

开始你好线程...开始再见线程...HelloHelloHelloHelloHelloHelloGoodbyeGoodbyeGoodbyeGoodbyeGoodbye.......

主要的 Java 多线程概念

在使用 Java 进行多线程编程时,您需要非常方便地掌握以下概念 -


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  1. Java 算法
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  4. Java String indexOf() 方法与子字符串和示例
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