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1. 认识线程

1.1 什么是线程

一个线程就是一个 "执行流". 每个线程之间都可以按照顺讯执行自己的代码. 多个线程之间 "同时" 执行着多份代码。

还是回到我们之前的银行的例子中。之前我们主要描述的是个人业务，即一个人完全处理自己的业务。我们进一步设想如下场景：

一家公司要去银行办理业务，既要进行财务转账，又要进行福利发放，还得进行缴社保。

如果只有张三一个会计就会忙不过来，耗费的时间特别长。为了让业务更快的办理好，张三又找来两位同事李四、王五一起来帮助他，三个人分别负责一个事情，分别申请一个号码进行排队，自此就有了三个执行流共同完成任务，但本质上他们都是为了办理一家公司的业务。

此时，我们就把这种情况称为多线程，将一个大任务分解成不同小任务，交给不同执行流就分别排队执行。其中李四、王五都是张三叫来的，所以张三一般被称为主线程（Main Thread） 。

1.2 为什么会有线程

a. 首先, "并发编程" 成为 "刚需".

单核 CPU 的发展遇到了瓶颈. 要想提高算力, 就需要多核 CPU. 而并发编程能更充分利用多核 CPU资源.
有些任务场景需要 "等待 IO", 为了让等待 IO 的时间能够去做一些其他的工作, 也需要用到并发编程.

b. 其次, 虽然多进程也能实现并发编程, 但是线程比进程更轻量.

创建线程比创建进程更快.
销毁线程比销毁进程更快.
调度线程比调度进程更快.

c.最后, 线程虽然比进程轻量, 但是人们还不满足, 于是又有了 "线程池"(ThreadPool) 和 "协程"(Coroutine) .

1.3 进程和线程的区别

进程是包含线程的， 每个进程至少有一个线程存在，即主线程。
进程和进程之间不共享内存空间.，同一个进程的线程之间共享同一个内存空间。
进程是系统分配资源的最小单位，线程是系统调度的最小单位。

2. 多线程 VS 单线程性能

public class ThreadDemo2 {
    // 总执行次数
    private final static int COUNT = 10;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        // 记录开始执行时间
        long start = System.currentTimeMillis();

        // 使用单线程执行
        singleThread();

        // 记录结束执行时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("单线程执行时间:" + (end - start));

        // 使用多线程执行
        multiThread();

        // 记录执行结束时间
        long end2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("多线程执行时间:" + (end2 - end));
    }

    private static void multiThread() throws InterruptedException {
        // 新线程
        Thread thread = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < COUNT / 2; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                    System.out.println("新线程：" + LocalDateTime.now());
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        // 开始执行线程
        thread.start();
        // 主线程也进行任务执行
        for (int i = 0; i < COUNT / 2; i++) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("主线程：" + LocalDateTime.now());
        }
        // 等待新线程执行完之后
        thread.join();
    }

    private static void singleThread() {
        for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
            try {
                // 每次执行方法时间为1s
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

运行结果：

结论：两个线程同时执行比一个线程效率要高一倍，效率大大提高了，这就是多线程的优势。

3. 线程的创建方式

3.1 创建方式1：继承Thread

public class ThreadDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 获得当前线程
        Thread mainThread = Thread.currentThread();
        System.out.println("线程名称：" + mainThread.getName());
        // 新线程
        Thread thread = new MyThread();
        // 开启线程
        thread.start();
    }

    private static class MyThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("这是一个新线程");
            Thread thread = Thread.currentThread();
            System.out.println("线程名称：" + thread.getName());
            // 让线程休眠一小时
            try {
                Thread.sleep(60 * 60 * 1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

运行结果：

3.1.1使用 jconsole 观察线程：

因为 Java 是单继承，继承了 Thread 就不能继承其他类了，然而Java 可以实现多个接口，于是有了下⼀种放式。

3.1.2 启动线程：start 方法

之前我们已经看到了如何通过覆写 run 方法创建⼀个线程对象，但线程对象被创建出来并不意味着线程就开始运行了。

覆写 run 方法是提供给线程要做的事情的指令清单。
线程对象可以认为是把李四、王五叫过来了。
而调用 start() 方法，就是喊⼀声：”行动起来！“，线程才真正独立去执行了。

调用 start 方法, 才真的在操作系统的底层创建出⼀个线程。start 方法 run 方法的区别：juejin.cn/post/706475…

3.2 创建方式2：实现 Runnable/及变种

public class ThreadDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Runnable
        MyThread2 myThread2 = new MyThread2();
        // 创建一个线程
        Thread thread = new Thread(myThread2);
        // 启动线程
        thread.start();
    }

    private static class MyThread2 implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            Thread thread = Thread.currentThread();
            System.out.println("线程执行：" + thread.getName());
        }
    }
}

运行结果：

3.2.1 变种方法 1：匿名 Runnable 方式

public class ThreadDemo5 {
    public static void main(String[] args) {
        // 匿名内部类
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 业务代码
                Thread t = Thread.currentThread();
                System.out.println("执行任务：" + t.getName());
            }
        });
        // 启动线程
        thread.start();
    }
}

运行结果：

3.2.2 变种方法 2：匿名方式创建子对象

public class ThreadDemo7 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程并初始化
        Thread thread = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                Thread t = Thread.currentThread();
                System.out.println("任务执行：" + t.getName());
            }
        };
        // 开启线程
        thread.start();

    }
}

运行结果：

3.2.3 变种方法 3：使用 Lambda 匿名 Runnable 方式（支持 JDK 1.8+ 版本，推荐使用）

public class ThreadDemo6 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程
        Thread thread = new Thread(() -> {
            // 具体业务
            Thread t = Thread.currentThread();
            System.out.println("任务执行：" + t.getName());
        });
        // 执行线程
        thread.start();
    }
}

运行结果：

3.3 创建方式3：带返回值的 Callable

public class ThreadDemo8 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 创建 Callable 实例
        MyCallable myCallable = new MyCallable();
        // 用于接收 Callable 结果的对象
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(myCallable);
        // 创建新线程
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        // 启动线程
        thread.start();
        // 接收新线程执行的结果
        int result = futureTask.get();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "新线程返回的结果为：" + result);
    }

    private static class MyCallable implements Callable<Integer> {
        @Override
        public Integer call() {
            // 生成随机数0~9
            int randomNum = new Random().nextInt(10);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "随机数" + randomNum);
            return randomNum;
        }
    }
}

运行结果：

也可通过匿名 Callable 实现：

public class ThreadDemo9 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // FutureTask 用于获取线程的执行结果
        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(new Callable<String>() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                // 新线程执行的任务代码
                String[] strings = new String[]{"Java", "MySQL", "Python"};
                // 随机返回一个字符串
                String result = strings[new Random().nextInt(3)];
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "字符串：" + result);
                return result;
            }
        });
        // 创建新线程
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        // 启动线程
        thread.start();
        String result = futureTask.get();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "新线程的返回值：" + result);
    }
}

运行结果：

3.4 小结

创建线程有 3 大类实现方式、7 种实现方法，如果是 JDK 1.8 以上版本，在不需要获得线程执行结果的情况下，推荐使用 Lambda 方式来创建线程，因为它的写法足够简洁；如果想要获取线程执行结果，可使用 FutureTask + Callable 的方式来实现。

4. 线程常见构造方法

具体使用：

Thread t1 = new Thread();
Thread t2 = new Thread(new MyRunnable());
Thread t3 = new Thread("这是我的名字");
Thread t4 = new Thread(new MyRunnable(), "这是我的名字");

线程分组的使用：

public class ThreadDemo12 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个线程分组(百米赛跑)
        ThreadGroup threadGroup = new ThreadGroup("thread-group");
        // 定义一个公共的线程任务
        Runnable runTask = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 生成一个1-3的随机数
                int randomNum = (1 + new Random().nextInt(3));
                // 跑了n秒后到达终点
                try {
                    Thread.sleep(1000 * randomNum);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 得到执行此线程的方法
                Thread thread = Thread.currentThread();
                System.out.println(thread.getName() + "选手到达终点：" + randomNum + "s");
            }
        };
        // 线程（运动员）
        Thread t1 = new Thread(threadGroup, runTask);
        Thread t2 = new Thread(threadGroup, runTask);
        Thread t3 = new Thread(threadGroup, runTask);

        // 启动线程（开跑）
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

        // 所有人到达终点后宣布成绩
        while (threadGroup.activeCount() > 0) {
        }
        System.out.println("宣布比赛成绩");
    }
}

5. 线程常用属性

ID 是线程的唯⼀标识，不同线程不会重复。
名称是各种调试⼯具用到。
状态表示线程当前所处的⼀个情况。
优先级高的线程理论上来说更容易被调度到。
关于守护线程（后台线程），需要记住⼀点：JVM会在⼀个进程的所有非后台线程结束后，才会结束运行。
是否存活，即简单的理解为 run 方法是否运行结束了。
线程的中断问题，下面我们进⼀步说明。

5.1 优先级

优先级是 int 类型值，线程优先级1-10，最小优先级是1，最大优先级是10，默认优先级是5。

示例代码：

public class ThreadDemoByPriority2 {
    private final static int MAX_COUNT = 1000;

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            Thread t = Thread.currentThread();
            int priority = t.getPriority();
            for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++) {
                System.out.println(t.getName() + "线程优先级：" + priority);
            }
        }, "线程1");
        // 设置线程优先级(10)
        t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            Thread t = Thread.currentThread();
            int priority = t.getPriority();
            for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++) {
                System.out.println(t.getName() + "线程优先级：" + priority);
            }
        }, "线程2");
        // 设置线程优先级(5)
        t2.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);

        Thread t3 = new Thread(() -> {
            Thread t = Thread.currentThread();
            int priority = t.getPriority();
            for (int i = 0; i < MAX_COUNT; i++) {
                System.out.println(t.getName() + "线程优先级：" + priority);
            }
        }, "线程3");
        // 设置线程优先级(1)
        t3.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);

        // 同时启动线程
        t3.start();
        t2.start();
        t1.start();
    }
}

运行结果：

结论： 同时启动多个线程，多个线程设置了不同的优先级，并不是一定是优先级高的执行完了再执行优先级低的，而是优先级高的线程获取到CPU时间片的概率更大，更容易被调度到。

5.2 守护线程

5.2.1 线程中的分类：

用户线程：主线程main默认是用户线程。
守护线程（后台线程）：为用户线程服务的，用户线程全部结束之后，守护线程会跟随结束。

5.2.2 守护线程应用

JVM 中的垃圾回收器就是典型的守护线程，程序运行的时候它也运行，当满足条件是进行垃圾回收，当所有线程执行完任务终止时它也会随着退出。

守护线程示例：

public class ThreadDemoByDaemon {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 得到当前的线程
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(thread.getName() + "是否是守护线程：" + thread.isDaemon());

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            Thread thread1 = Thread.currentThread();
            System.out.println(thread1.getName() + "是否是守护线程：" + thread1.isDaemon());
            // 创建子线程
            Thread tt1 = new Thread(() -> {
                Thread thread2 = Thread.currentThread();
                System.out.println(thread2.getName() + "是否是守护线程：" + thread2.isDaemon());
            }, "子线程的子线程");
            tt1.start();

        }, "子线程");

        // 手动设置为守护线程
        t1.setDaemon(true);
        // 启动线程
        t1.start();

        Thread.sleep(1000);
    }
}

执行结果：

结论：

main线程默认是非守护线程（用户线程）。
在默认情况下，在用户线程中创建的子线程也是用户线程。
在守护线程中创建的子线程也是守护线程。

注意：线程的类型不能在线程启动后再进行设置，会发生报错。

5.2.3 用户线程 VS 守护线程

    /**
     * 守护线程
     */
    private static void daemonThread() {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.println("守护线程执行：" + i);
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        // 设置为守护线程
        thread.setDaemon(true);
        thread.start();
    }

运行结果：

    /**
     * 用户线程
     */
    private static void userThread() {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.println("用户线程执行：" + i);
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        thread.start();
    }

运行结果：

结论：

JVM 会等待所有用户线程执行完之后再退出。
JVM 不会等待所有守护线程执行完之后再退出。

5.3 是否存活

public class ThreadDemoByAlive {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("1.线程执行完了");
        });
        thread.start();
        while (thread.isAlive()) {
        }
        System.out.println("2.确认执行完了");
    }
}

运行结果：

结论：isAlive() 方法会判断该线程是否执行完毕，执行完毕才会执行下面代码。

多线程（一）：线程的创建方式和常见构造方法以及常用属性

1. 认识线程

1.1 什么是线程

1.2 为什么会有线程

1.3 进程和线程的区别

2. 多线程 VS 单线程性能

3. 线程的创建方式

3.1 创建方式1：继承Thread

3.1.1使用 jconsole 观察线程：

3.1.2 启动线程：start 方法

3.2 创建方式2：实现 Runnable/及变种

3.2.1 变种方法 1：匿名 Runnable 方式

3.2.2 变种方法 2：匿名方式创建子对象

3.2.3 变种方法 3：使用 Lambda 匿名 Runnable 方式 （支持 JDK 1.8+ 版本，推荐使用）

3.3 创建方式3：带返回值的 Callable

3.4 小结

4. 线程常见构造方法

5. 线程常用属性

​

5.1 优先级

5.2 守护线程

5.2.1 线程中的分类：

5.2.2 守护线程应用

5.2.3 用户线程 VS 守护线程

5.3 是否存活

3.2.3 变种方法 3：使用 Lambda 匿名 Runnable 方式（支持 JDK 1.8+ 版本，推荐使用）