初识多线程

什么是多线程

讲到线程，就不得不提进程了~

在 Windows 下打开任务管理器，可以发现我们在操作系统上运行的程序其实都是进程：

什么是进程

进程是程序的⼀次执行，进程是⼀个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动，进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

进程是系统进行资源分配和调度的独立单位，每⼀个进程都有它自己的内存空间和系统资源。

回到线程

那系统有了进程这么⼀个概念了，进程已经是可以进行资源分配和调度了，为什么还要线程呢？

为使程序能并发执行，系统必须进行以下的⼀系列操作：

1. 创建进程，系统在创建⼀个进程时，必须为它分配其所必需的、除处理机以外的所有资源，如内存空间、I/O 设备，以及建立相应的 PCB
2. 撤消进程，系统在撤消进程时，⼜必须先对其所占有的资源执行回收操作，然后再撤消 PCB；
3. 进程切换，对进程进行上下⽂切换时，需要保留当前进程的 CPU 环境，设置新选中进程的 CPU 环境，因而须花费不少的处理机时间。

可以看到进程实现多处理机环境下的进程调度、分派、切换时，都需要花费较⼤的时间和空间开销。

引入线程主要是为了 提高系统的执行效率，减少处理机的空转时间和调度切换的时间，以及便于系统管理。使 OS 具有更好的并发性。

简单来说：进程实现多处理 非常耗费 CPU 的资源，⽽我们引⼊线程是作为调度和分派的基本单位（取代进程的部分基本功能【调度】）。

那么线程在哪呢？举个例⼦：

也就是说：在同⼀个进程内又可以执行多个任务，而这每⼀个任务我就可以看成是⼀个线程。

所以说：一个进程一般可以有 1 个或多个线程。

进程与线程

于是我们可以总结出：

• 进程作为资源 分配 的基本单位
• 线程作为资源 调度 的基本单位，是程序的执行单元，执行路径（单线程：一条执行路径；多线程：多条执行路径）。是程序使用CPU的最基本单位。

线程有 3 个基本状态：

• 执行、就绪、阻塞

线程有 5 种基本操作：

• 派生、阻塞、激活、调度、结束

线程的属性

• 轻型实体
• 独立调度和分派的基本单位
• 可并发执行
• 共享进程资源

线程有 两个基本类型：

• 用户级线程：管理过程全部由用户程序完成，操作系统内核心只对进程进行管理。
• 系统级线程（核心级线程）：由操作系统内核进行管理。操作系统内核给应用程序提供相应的系统调用和应用程序接口 API，以使用户程序可以创建、执行以及撤消线程。

值得注意的是：多线程的存在，不是提高程序的执行速度。其实是 为了提高应用程序的使用率，程序的执行其实都是在 抢CPU的资源，CPU的执行权。多个进程是在抢这个资源，而其中的某⼀个进程如果执行路径比较多，就会有 更高的几率 抢到CPU的执行权

并行与并发

并行：

• 并行性是指 同一时刻内 发生两个或多个事件。
• 并行是在 不同实体上 的多个事件

并发：

• 并发性是指 同一时间间隔内 发生两个或多个事件。
• 并发是在 同一实体上 的多个事件

由此可见：并行是针对进程的，并发是针对线程 的。

Java实现多线程

java实现多线程靠的是 Thread 类，顶部注释如下：

创建多线程有 3 种方法

• 继承 Thread，重写 run() 方法
• 实现 Runnable 接口，重写 run() 方法
• 实现 Callable 接口，重写 run() 方法

1. 继承 Thread 类，重写 run() 方法

public class MyThread extends Thread {
	@Override
	public void run() {
		for (int x = 0; x < 200; x++) {
			System.out.println(x);
		}
	}
}

调用方法

public class MyThreadDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建两个线程对象
		MyThread my1 = new MyThread();
		MyThread my2 = new MyThread();
		// 启动线程
        my1.start();
		my2.start();
	}
}

2. 实现 Runnable 接口，重写 run() 方法

public class MyRunnable implements Runnable {
	@Override
	public void run() {
		for (int x = 0; x < 100; x++) {
		System.out.println(x);
		}
	}
}

调用方法

public class MyRunnableDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建MyRunnable类的对象
		MyRunnable my = new MyRunnable();
		Thread t1 = new Thread(my);
		Thread t2 = new Thread(my);
		t1.start();
		t2.start();
	}
}

Java 实现多线程需要注意的细节

不要将 run() 和 start() 搞混了

run()和start()方法的区别：

• run()：仅仅是 封装被线程执行的代码，直接调用的话就成了普通方法
• start()：首先 启动了线程，然后 再由 jvm 去调用该线程的 run() 方法

jvm 虚拟机的启动是单线程的还是多线程的?

• 是多线程的。不仅仅是启动 main 线程，还至少会启动垃圾回收线程的，不然谁帮你回收不用的内存~

那么，既然有两种方式实现多线程，我们使用哪一种？

• ⼀般我们使用实现 Runnable 接口
• 可以避免 Java 中的单继承的限制
• 应该将 并发运行任务和运行机制解耦，因此我们选择实现 Runnable 接口这种方式