浅谈JAVA多线程基本概念和创建使用

多线程-基本概念 

在说Java的多线程之前，首先来讲讲程序、进程、线程三者的定义：

程序(program)是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码，静态对象。 

进程(process)是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程：有它自身的产生、存在和消亡的过程。——生命周期  如：运行中的QQ，运行中的MP3播放器 程序是静态的，进程是动态的  进程作为资源分配的单位，系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域

线程(thread)  进程可进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路。 若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的  线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc)，线程切换的开销小 。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—>它们从同一堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患。 

举个例子看看，下面的就是windows系统后台的一下进程和我自己运行的应用软件

可以说进程里面包含了线程，如下图

接着来说说我对单核CPU和多核CPU的理解 

单核CPU，其实是一种假的多线程，因为在一个时间单元内，也只能执行一个线程的任务。  如果是多核的话，才能更好的发挥多线程的效率。（现在的服务器都是多核的）  一个Java应用程序java.exe，其实至少有三个线程：main()主线程，gc() 垃圾回收线程，异常处理线程。当然如果发生异常，会影响主线程。 

这里又必须提到操作系统的并行与并发 的概念了：

并行：多个CPU同时执行多个任务。比如：多个人同时做不同的事。

并发：一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如：秒杀、多个人做同一件事。 

使用多线程的优点 

背景：以单核CPU为例，只使用单个线程先后完成多个任务（调用多个方法），肯定比用多个线程来完成用的时间更短，为何仍需多线程呢？

多线程程序的优点： 

• 提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验。  
• 提高计算机系统CPU的利用率   改善程序结构。
• 将既长又复杂的进程分为多个线程，独立运行，利于理解和修改  

那么何时需要多线程  ？

• 程序需要同时执行两个或多个任务。  
• 程序需要实现一些需要等待的任务时，如用户输入、文件读写 操作、网络操作、搜索等。  
• 需要一些后台运行的程序时。 

线程的创建和启动 

Java语言的JVM允许程序运行多个线程，它通过java.lang.Thread 类来体现。  

Thread类的特性

• 每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的，经常 把run()方法的主体称为线程体 。
• 通过该Thread对象的start()方法来启动这个线程，而非直接调用run()。 
  

创建新执行线程有3种方法：  

• 继承Thread类的方式 （重点）  
• 实现Runnable接口的方式（重点）
• 实现Callable接口（JDK1.5之后）（了解） 

这里我只简单说一下前两种的创建方法，实现Callable接口大家自行了解一下。

方式一：继承Thread类  定义一个类继承Thread类。 子类中重写Thread类中的run方法。 创建Thread子类对象，即创建了线程对象。 调用线程对象start方法：启动线程，调用run方法。

这里我提出两个小问题：

为什么要重写run()方法？

因为run()是用来封装被线程执行的代码

run()方法和start()方法的区别？

run()：封装线程执行的代码，直接调用，相当于普通方法的调用

start()：启动线程；然后由JVM调用此线程的run()方法 

使用Thread类创建线程注意事项： 

1. 如果自己手动调用run()方法，那么就只是普通方法，没有启动多线程。
2. run()方法由JVM调用，什么时候调用，执行的过程控制都有操作系统的CPU 调度决定。 
3. 想要启动多线程，必须调用start方法。
4. 一个线程对象只能调用一次start()方法启动，如果重复调用了，则将抛出以上的异常“IllegalThreadStateException”。  

方式二：实现Runnable接口 

1. 定义类，实现Runnable接口。 
2. 子类中重写Runnable接口中的run方法。
3. 通过Thread类含参构造器创建线程对象。 
4. 将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造器中。
5. 调用Thread类的start方法：开启线程，调用Runnable子类接口的run方法。 

方式三：实现Callable接口（是一个泛型接口）  

1. 定义类，实现Callable接口，需要返回值类型。
2. 类中重写call方法，需要抛出异常。
3. 创建FutureTask对象，并将Callable对象传入FutureTask的构造方法中。
4. 实例化Thread对象，并在构造方法中传入FurureTask对象。
5. 调用Thread类的start方法：开启线程。 

与使用Runnable相比， Callable功能更强大些 

• 相比run()方法，可以有返回值 
• 方法可以抛出异常 
• 支持泛型的返回值 
• 需要借助FutureTask类，比如获取返回结果 

Future接口 

• 可以对具体Runnable、Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等。 
• FutrueTask是Futrue接口的唯一的实现类 
• FutureTask 同时实现了Runnable, Future接口。它既可以作为 Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值 

最后，来做一个关于多线程的小练习吧

练 习：  创建两个分线程，让其中一个线程输出1-100之间的偶数，另一个线程输出1-100之间的奇数。  

最后输出的结果是，奇数和偶数交叉输出。

好了，关于此次JAVA多线程基本概念和创建使用就说到这里了，如有不足之处，欢迎指正！

感恩能与大家在华为云遇见！希望能与大家一起在华为云社区共同成长。