[19/04/05-星期五] 多线程_Thread(线程、线条)、基本术语

一、基本概念

多线程是Java语言的重要特性，大量应用于网络编程、服务器端程序的开发，最常见的UI界面底层原理、操作系统底层原理都大量使用了多线程。

我们可以流畅的点击软件或者游戏中的各种按钮，其实，底层就是多线程的应用。UI界面的主线程绘制界面，

如果有一个耗时的操作发生则启动新的线程，完全不影响主线程的工作。当这个线程工作完毕后，再更新到主界面上。

我们可以上百人、上千人、上万人同时访问某个网站，其实，也是基于网站服务器的多线程原理。如果没有多线程，服务器处理速度会极大降低。

【程序】

“程序(Program)”是一个静态的概念，一般对应于操作系统中的一个可执行文件，比如：我们要启动酷狗听音乐，则对应酷狗的

可执行程序。当我们双击酷狗，则加载程序到内存中，开始执行该程序，于是产生了“进程”。

【进程】

执行中的程序叫做进程(Process)，是一个动态的概念。现代的操作系统都可以同时启动多个进程。比如：我们在用酷狗听音乐，也可以

使用eclipse写代码，也可以同时用浏览器查看网页。进程具有如下特点：

1. 进程是程序的一次动态执行过程， 占用特定的地址空间。

2. 每个进程由3部分组成：cpu、data、code。每个进程都是独立的，保有自己的cpu时间，代码和数据，即便用同一份程序产生好几个进程，

它们之间还是拥有自己的这3样东西，这样的缺点是：浪费内存，cpu的负担较重。

3. 多任务(Multitasking)操作系统将CPU时间动态地划分给每个进程，操作系统同时执行多个进程，每个进程独立运行。以进程的观点来看，

它会以为自己独占CPU的使用权。

4. 进程的查看

【线程】

一个进程可以产生多个线程。同多个进程可以共享操作系统的某些资源一样，同一进程的多个线程也可以

共享此进程的某些资源(比如：代码、数据)，所以线程又被称为轻量级进程(lightweight process)。

1. 一个进程内部的一个执行单元，它是程序中的一个单一的顺序控制流程。

2. 一个进程可拥有多个并行的(concurrent)线程。

3. 一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间，可以访问相同的变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象并进行通信、数据交换和同步操作。

4. 由于线程间的通信是在同一地址空间上进行的，所以不需要额外的通信机制，这就使得通信更简便而且信息传递的速度也更快。

5. 线程的启动、中断、消亡，消耗的资源非常少。

线程和进程的区别：

1. 每个进程都有独立的代码和数据空间(进程上下文)，进程间的切换会有较大的开销。

2. 线程可以看成是轻量级的进程，属于同一进程的线程共享代码和数据空间，每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC)，线程切换的开销小。

3. 线程和进程最根本的区别在于：进程是资源分配的单位，线程是调度和执行的单位。

4. 多进程: 在操作系统中能同时运行多个任务(程序)。

5. 多线程: 在同一应用程序中有多个顺序流同时执行。

6. 线程是进程的一部分，所以线程有的时候被称为轻量级进程。

7. 一个没有线程的进程是可以被看作单线程的，如果一个进程内拥有多个线程，进程的执行过程不是一条线(线程)的，而是多条线(线程)共同完成的。

8.  系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存区域，但是不会为线程分配内存(线程所使用的资源是它所属的进程的资源)，线程组只

能共享资源。那就是说，除了CPU之外(线程在运行的时候要占用CPU资源)，计算机内部的软硬件资源的分配与线程无关，线程只能共享它所属进程的资源。

进程与程序的区别：

    程序是一组指令的集合，它是静态的实体，没有执行的含义。而进程是一个动态的实体，有自己的生命周期。一般说来，一个进程肯定与一个程序相对应

并且只有一个，但是一个程序可以有多个进程，或者一个进程都没有。除此之外，进程还有并发性和交往性。简单地说，进程是程序的一部分，程序运行的时候

会产生进程。

二、Java中的线程

继承Thread类实现多线程的步骤：

1. 在Java中负责实现线程功能的类是java.lang.Thread 类。

2. 可以通过创建 Thread的实例来创建新的线程。

3. 每个线程都是通过某个特定的Thread对象所对应的方法run( )来完成其操作的，方法run( )称为线程体。

4. 通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程。

【代码示例】

【创建线程方法一】：继承Thread类+重写run()方法

 /**Thread 多线程
  * 创建线程方式一：
  * 1、创建：继承Thread类+重写run方法
  * 2、创建子类对象，启动线程
  *
  */
 package cn.sxt.thread;

 public class Test_0405_Thread extends Thread{
     //重写run方法，【线程】入口点
     public void run() {
         for (int i = 0; i < 10; i++) {
             System.out.println("一边听歌");

         }
     }
     public static void main(String[] args) {
         //启动线程： 就是要创建一个子类对象
         Test_0405_Thread thread=new Test_0405_Thread();//创建一个子类对象
         thread.start();//启动线程，start()方法 开启一个线程，start()，自己会调run()，交给cpu去调用run()方法,但是main方法不会停止
         //继续往下走由于cpu调用run方法回来时间不一定，输出结果可能是“听歌”与“敲代码”混合的，也可能先敲代码后听歌.

         //thread.run(); 若把上句换成这个直接调用run()，由于run()就是一普通方法，所以cpu肯定先调完run(),它再执行下边的语句

         for (int i = 0; i < 10; i++) {
             System.out.println("一边敲代码");

         }

     }

 }

/**线程使用示例：从一个网站下载多张图片，同时下载
*
 *
 */
package cn.sxt.thread;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import org.apache.commons.io.FileUtils;

public class Test_0405_WebDownload extends Thread {

    public static void main(String[] args) {
        ThreadDown t1=new ThreadDown("https://www.baidu.com/img/bd_logo1.png", "src_dest/baidu.jpg");
        ThreadDown t2=new ThreadDown("https://wx1.sinaimg.cn/mw690/775d10bdgy1g1u10vajc3j20k00d20u6.jpg", "src_dest/haimian.jpg");

        t1.start();
        t2.start();//2个线程独立，t1.start();先开始不一定它先结束
    }

}
//多线程下载类
class ThreadDown extends Thread{
    private String url;
    private String name;

    public ThreadDown(String url, String name) {
        super();
        this.url = url;
        this.name = name;
    }
    //下载方法 拷贝网络地址上"url"的一张图片到 文件"name"
    public void download(String url_1,String name_1) throws IOException {
        FileUtils.copyURLToFile(new URL(url_1), new File(name_1));
    }

    public void run() {
          try {
            download(url, name);
            System.out.println(name);//可以看出2张图片的下载并没有先后顺序t1.start();先开始但它不一定先下载完
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("链接不合法！");
        }

    }

}

【创建线程方法二】 Runnable接口

/***
 * 创建线程方法二：实现Runnable接口(推荐)，避免单继承的局限性，方便共享资源
 * 1、实现runnable接口+重写run
 * 2、启动 ：创建实现类对象+创建代理类对象 +start
 */
package cn.sxt.thread;

public class Test_0405_Runnable implements Runnable {//1-1：实现接口
    public void run() {//1-2：重写run()方法
        System.out.println("听歌");

    }

    public static void main(String[] args) {
    /*  //2-1：创建实现类对象
        Test_0405_Runnable tRunnable=new Test_0405_Runnable();
        //2-2：创建代理类对象,丢入实现类对象tRunnable
        Thread thread=new Thread(tRunnable);
        //2-3:启动start
        thread.start(); */

        //合3为1， 创建匿名对象
        new Thread( new Test_0405_Runnable() ).start();//调用run方法去了，不知什么时候回来，主方法继续往下不等它

        System.out.println("敲代码");    

    }
}

【练习接口】

/**练习Runnable  共享资源 ，会并发的问题，出现了负数 ，如何保证数据准确？下面的问题要保证线程安全，即数据准确
 *12306 抢票和龟兔赛跑；
 *
 */
package cn.sxt.thread;

public class Test_0405_RunnableTest  {

    public static void main(String[] args) {
        /*    //1份资源 web，多个代理 3个黄牛
        Web12306 web=new Web12306();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());//主方法的线程 输出“main”

        //start()表示web对象调用run方法去了，不知什么时候回来，主方法继续往下不等它.又来个线程也去调用run方法去了
        new Thread(web,"李白").start();//3个线程相互独立
        new Thread(web,"杜甫").start();
        new Thread(web,"王维").start();            

        System.out.println("在局子里等你！");*/

        Racer  racer1=new Racer();
        //Racer  racer2=new Racer();
        new Thread(racer1,"兔兔").start();
        new Thread(racer1,"乌龟").start();
    }
}
//模拟12306 抢票
class  Web12306 implements Runnable{
    private int ticketNum=10;

    public void run() {
        while (true) {
            if (ticketNum<1) {
                System.out.println("没有余票了！");
                break;
            }
            try { //模拟网络延时 200毫秒延时
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            //Thread.currentThread().getName()，当前线程的名字，谁运行就输出谁的名字
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->"+ticketNum--);
        }
    }
}

//模拟龟兔赛跑:其实是2个进程谁先抢到1份资源就是50这个数字，谁就赢。
class Racer implements Runnable{
    private String winner;

    //比赛过程
    public void run() {
        for (int step = 1; step <=50; step++) {//步数
            //模拟兔子休息,每5步休息一下  run()方法不能throw异常只能try-catch
            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔兔")&&step%5==0) {
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔兔")) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->"+step);
            }else {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+step);
            }

            boolean flag=gameOver(step);//当前线程每走一步看下比赛是否结束
            if (flag==true) {//如果返回值为真，说明比赛已经结束，则跳出循环。如果没有继续循环
                break;
            }
        }
    }
    //判断比赛是否结束 没结束返回为假
    private boolean gameOver(int steps){
        if (winner!=null) {
            return true;

        } else {
            if (steps==50) {
                winner=Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("胜利者是："+winner);
                return true;
            }
        }
        return false;

    }

}