1、什么是多線程和使用多線程的意義
2、多線程基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)框架圖
3、實(shí)現(xiàn)多線程的三種方式
4、三種方式對(duì)比
1、什么是多線程合使用多線程的意義
- 單進(jìn)程單線程：一個(gè)人在一個(gè)桌子上吃菜；（開(kāi)桌子的意思是指創(chuàng)建進(jìn)程。開(kāi)銷這里主要指的是時(shí)間開(kāi)銷。）
- 單進(jìn)程多線程：多個(gè)人在同一個(gè)桌子上一起吃菜；
- 多進(jìn)程單線程：多個(gè)人每個(gè)人在自己的桌子上吃菜；
多線程的問(wèn)題是多個(gè)人同時(shí)吃一道菜的時(shí)候容易發(fā)生爭(zhēng)搶，例如兩個(gè)人同時(shí)夾一個(gè)菜，一個(gè)人剛伸出筷子，結(jié)果伸到的時(shí)候已經(jīng)被夾走菜了。此時(shí)就必須等一個(gè)人夾一口之后，在還給另外一個(gè)人夾菜，也就是說(shuō)資源共享就會(huì)發(fā)生沖突爭(zhēng)搶。
- 對(duì)于 Windows 系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，【開(kāi)桌子】的開(kāi)銷很大，因此 Windows 鼓勵(lì)大家在一個(gè)桌子上吃菜。因此 Windows 多線程學(xué)習(xí)重點(diǎn)是要大量面對(duì)資源爭(zhēng)搶與同步方面的問(wèn)題。
- 對(duì)于 Linux 系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，【開(kāi)桌子】的開(kāi)銷很小，因此 Linux 鼓勵(lì)大家盡量每個(gè)人都開(kāi)自己的桌子吃菜。這帶來(lái)新的問(wèn)題是：坐在兩張不同的桌子上，說(shuō)話不方便。因此，Linux 下的學(xué)習(xí)重點(diǎn)大家要學(xué)習(xí)進(jìn)程間通訊的方法。
- 做個(gè)實(shí)驗(yàn)：創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，在進(jìn)程中往內(nèi)存寫若干數(shù)據(jù)，然后讀出該數(shù)據(jù)，然后退出。此過(guò)程重復(fù) 1000 次，相當(dāng)于創(chuàng)建/銷毀進(jìn)程 1000 次。在我機(jī)器上的測(cè)試結(jié)果是：UbuntuLinux：耗時(shí) 0.8 秒；Windows7：耗時(shí) 79.8 秒。兩者開(kāi)銷大約相差一百倍。這意味著，在 Windows 中，進(jìn)程創(chuàng)建的開(kāi)銷不容忽視。換句話說(shuō)就是，Windows 編程中不建議你創(chuàng)建進(jìn)程，如果你的程序架構(gòu)需要大量創(chuàng)建進(jìn)程，那么最好是切換到 Linux 系統(tǒng)。
2、 多線程基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)框架圖
3、實(shí)現(xiàn)多線程的三種方式
（1） 創(chuàng)建線程的第一種方式：繼承Thread類，覆蓋其中的run方法
public class Ticket extends Thread{
private static int ticketCount = 100;//此處必須是static，否則每個(gè)線程都會(huì)有100張票
public void run(){
while(true){
if(ticketCount>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"------"+ticketCount--);
}
}
}
}
public static void main(String args[]){
//啟動(dòng)四個(gè)線程，分別執(zhí)行
Ticket t1 = new Ticket();
Ticket t2 = new Ticket();
Ticket t3 = new Ticket();
Ticket t4 = new Ticket();
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
多個(gè)線程共享一個(gè)資源
(2) 實(shí)現(xiàn)Runnable接口，實(shí)現(xiàn)其中run方法
步驟：
1、定義類實(shí)現(xiàn)Runnable接口。
2、覆蓋Runnable接口中的run方法中。將線程要運(yùn)行的代碼存放在改run方法中。
3、通過(guò)Thread類建立線程對(duì)象。
4、將Runnable接口的子類對(duì)象作為實(shí)際參數(shù)傳遞給Thread類的構(gòu)造函數(shù)。自定義的run方法所屬的對(duì)象是Runnable接口的子類對(duì)象。
5、調(diào)用Thread類的start方法開(kāi)啟線程并調(diào)用Runnable接口的子類的run方法。
//創(chuàng)建Ticket類，實(shí)現(xiàn)Runnable方法
public class Ticket implements Runnable{
private int ticketCount = 100;
public void run(){
while(true){
if(ticketCount>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"------"+ticketCount--);
}
}
}
}
public static void main(String args[]){
Ticket t = new Ticket();
//啟動(dòng)四個(gè)線程，共享Ticket
Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
Thread t3 = new Thread(t);
Thread t4 = new Thread(t);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
(3) 實(shí)現(xiàn)Callable接口，重寫call()方法
Callable接口實(shí)際上是屬于Executor框架中的功能類，Callable接口與Runnable接口的功能類似，但提供了比Runnable更加強(qiáng)大的功能。
Callable接口和Runnable接口的不同之處：
- Callable規(guī)定的方法是call，而Runnable是run
- Callable可以在任務(wù)結(jié)束的時(shí)候提供一個(gè)返回值，Runnable無(wú)法提供這個(gè)功能；
- Callable的call方法分可以拋出異常，而Runnable的run方法不能拋出異常。
多線程的實(shí)現(xiàn)有以下4個(gè)步驟：
step1 創(chuàng)建一個(gè)線程，創(chuàng)建Callable的實(shí)現(xiàn)類Race，并且重寫call方法；
ExecutorService ser=Executors.newFixedThreadPool(線程數(shù)目);
Race tortoise = new Race();
step2 得到Future對(duì)象
Future<Integer> result=ser.submit(tortoise);
step3 獲取返回值
int num=result.get();
step4 停止服務(wù)
ser.shutdown();
一個(gè)完整的例子
1 定義類，實(shí)現(xiàn)Callable接口
/**
* 方法4：不通過(guò)FutureTask，來(lái)實(shí)現(xiàn)Callable實(shí)例作為線程的執(zhí)行體
*/
public class CreateThread_4 implements Callable<String> {
private static int ticket;
public CreateThread_4(int ticket){
this.ticket = ticket;
}
public String call() throws Exception {
return "this task num is "+ ticket;
}
}
2 單線程提交打印
- Callable接口中的call()方法的返回類型為Future接口類型，F(xiàn)uture接口提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)類FutureTask。FutureTask 還實(shí)現(xiàn)了Runnable接口，由于Thread的執(zhí)行體只接受Runnable接口實(shí)例，所以如果想Callable實(shí)例作為Thread的執(zhí)行體就必須通過(guò)FureTask來(lái)作為橋梁，即：正常情況下我們是將一個(gè)Runable接口實(shí)例設(shè)置進(jìn)去(在這里這個(gè)實(shí)例即是FutureTask對(duì)象，因?yàn)镕utureTask實(shí)現(xiàn)了Runable接口，F(xiàn)utureTask對(duì)象即是Runnable接口的一個(gè)實(shí)例，而Callable接口實(shí)例的類型是Future類型，而FutureTask實(shí)現(xiàn)了Future接口，所以Callable接口實(shí)例即相當(dāng)于FutureTask實(shí)例：ps：其實(shí)不是，但是可以這樣理解)。
下面看Callable接口實(shí)例作為Thread的執(zhí)行體。
/**
* 一個(gè)線程
*/
@Test
public void createThread_4_call_1() {
ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<String> future = threadPool.submit(new CreateThread_4(190));
try {
System.out.println(future.get());
} catch (Exception e) {
} finally {
threadPool.shutdown();
}
}
3 多線程提交打印
- 下面還介紹一種不通過(guò)FutureTask，來(lái)實(shí)現(xiàn)Callable實(shí)例作為線程的執(zhí)行體
/**
* 多個(gè)線程
*/
@Test
public void createThread_4_call() {
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
List<Future<String>> list = new ArrayList<Future<String>>();
for (int i = 0; i < 30; i++) {
CreateThread_4 callable = new CreateThread_4(i);//創(chuàng)建Callable接口實(shí)例
list.add(exec.submit(callable));//將callable接口實(shí)例提交進(jìn)線程池
}
for (Future<String> fs : list) {
try {
System.out.println(fs.get());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
4、三種方法的對(duì)比
第一種方式（繼承）和第二種方式（實(shí)現(xiàn)）的區(qū)別
1、繼承Thread，線程代碼放在Thread的run方法中；
2、實(shí)現(xiàn)Runnable，線程代碼放在接口子類的run方法中；該實(shí)現(xiàn)方式可以避免單繼承的局限性；
3、實(shí)現(xiàn)Callable和Runnable接口都能夠創(chuàng)建線程的執(zhí)行體，但是Runnable接口并不返回任何值，如果你希望任務(wù)在完成的時(shí)候能夠返回一個(gè)值，就可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)Callable接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。在JavaAPI中是這樣描述Callable接口的：Callable和Runnable相似，他們的類實(shí)例都能夠被其他Thread執(zhí)行，但是Callable接口能夠返回一個(gè)值或者拋出一個(gè)異常，Runnable卻不能，實(shí)現(xiàn)Callable接口需要重寫其唯一的call()方法。
