java并发编程之 java线程基本概念

2023年7月17日 192次阅读 来源: 后端开发

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  5. 本篇文章不是java语法的基本教程！在阅读之前，请保证你有面向对象的编程基础，熟悉封装、继承、多态，否则的话，你不适合阅读本篇文章，先学一下基础吧～

Java线程基本概念

哈哈，上边扯了好大一会儿犊子才绕到java语法这😅。没办法呀，你不了解故事背景直接看剧情总是会有些懵逼的～java语言中的线程是对操作系统线程的一种抽象，有些地方可能不太一致，遇到了再和大家说哈～

main线程

我们之前说过，main方法是程序入口，我们对已经编译好的class文件调用java命令时就可以运行一个java程序。这个过程中，其实系统自动为我们创建了一个进程和一个线程，而且这个线程的名字就叫做main。main线程是用来执行我们的程序的，不过系统还会为我们创建一些辅助线程来帮助main线程的执行，现在就先不说它们是啥了，等遇到了再说哈～

除了系统自己创建的这个main线程以外，我们还可以自己在程序里创建一些线程。不过我们前边说过，线程其实是去执行任务的，所以我们先看怎么定义任务。

定义任务

java中的任务被抽象成了一个Runnable接口：

public interface Runnable {
    public void run();
}

我们的自定义任务需要去实现这个接口，并把任务的详细内容写在覆盖的run方法里，比如我们定义一个输出一个字符串的任务：

public class PrintTask implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("输出一行字");
    }
}

看到了吧，定义一个任务就是这么简单哈～不过光有任务没啥卵用，需要创建一个线程去运行这个任务

Thread类

java中的Thread类来代表一个线程，我们需要关注它的这几种构造方法：

  • Thread(Runnable target, String name)

    在创建线程对象的时候传入需要执行的任务以及这个线程的名称。

  • Thread(Runnable target)
    只传入需要执行的任务，名称是系统自动生成的，或者可以在创建对象后再通过别的方法修改名称。
  • Thread(String name)
    只传入待创建线程的名称。
  • Thread()
    啥都不传，就是单纯构造一个线程对象而已～

执行任务

Thread类的start()方法负责开始执行一个线程，让一个线程运行起来有这么两种方法：

  1. 创建Thread对象的时候指定需要执行的任务：
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new PrintTask()).start();
    }
}

执行结果是：

输出一行字
  1. 通过继承Thread类并覆盖run方法：

Thread类本身就代表了一个Runnable任务，我们看Thread类的定义：

public class Thread implements Runnable {

    private Runnable target;

    @Override
    public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();
        }
    }

    // ... 为省略篇幅，省略其他方法和字段
}

其中的target就是在构造方法里传入的，如果构造方法不传这个字段的话，很显然run方法就是一个空实现，所以如果我们想运行这个线程，就继承它并且覆盖一下run方法吧：

public class PrintThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("输出一行字");
    }
}

因为PrintThread中已经有一个任务了，所以直接调用start方法运行它就好：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        new PrintThread().start();
    }
}

执行结果是：

输出一行字

这两种执行任务的方法说不上谁好谁坏，但是使用继承Thread类并且覆盖run方法的方式把线程和任务给弄到了一块儿了，不可分割了，也就是所谓的耦合了，所以我们平时更倾向于使用任务和线程分开处理的第1种执行任务的方式。当然，有时候为了演示的方便，也是会使用继承Thread类并且覆盖run方法的方式～

线程相关方法

Thread类提供了许多方法来方便我们获取线程的信息或者控制线程，下边来一下都有哪些重要的方法吧：

获取线程ID

  • long getId()：系统会为每个线程自动分配一个long类型的id值，通过getId方法可以获取这个值。
System.out.println(new Thread().getId());
System.out.println(new Thread().getId());
System.out.println(new Thread().getId());

执行结果：

10
11
12

获取和设置线程名称

  • void setName(String name)：设置线程的名称。
  • String getName()：获取线程的名称。

当然，我们也可以通过构造方法去设置Thread的名称：

Thread t1 = new Thread("t1");
Thread t2 = new Thread();
t2.setName("t2");
System.out.println("t1线程的名称是：" + t1.getName());
System.out.println("t2线程的名称是：" + t2.getName());

执行结果是：

t1线程的名称是：t1
t2线程的名称是：t2

设置线程的优先级
我们知道处理器会从就绪的队列里挑一个已经就绪的线程去执行，每个线程都可以有不同的优先级，优先级越高，越容易被处理器选中执行。

  • void setPriority(int newPriority):设置线程优先级。

java中的优先级是用一个正数来表示，共有1~10个等级，其中，设计java的大叔们用了是三个静态变量表示我们常用的：

  • Thread.MIN_PRIORITY = 1;
  • Thread.NORM_PRIORITY = 5;
  • Thread.MAX_PRIORITY = 10;

一般情况下，我们就用这三个变量去表示优先级就够用了。

  • int getPriority():获取线程的优先级

下面看个例子：

Thread t1 = new Thread("t1");
System.out.Println("t1线程的优先级是：" + t1.getpriority());
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
System.out.Println("t1线程的优先级是：" + t1.getpriority());

注意：线程优先级并不意味着得不到处理器执行，而只是执行的频次低一点而已。而且线程的优先级一般不用我们主动去设置，所以这两个方法对我们来说基本没啥用~
休眠
如果想在线程执行过程中让程序停一段时间之后再执行，这个停止一段时间也叫做休眠，就好像睡一段时间然后醒来。可以通过sleep()方法来实现休眠：

  • static void sleep(long millis) throws InterruptedException

程序在指定的毫秒数加纳秒数内让当前正在执行的线程休眠，也就是暂停执行。

  • static void sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException

程序在指定的毫秒数加纳秒数内让当前正在执行的线程休眠，也就是暂停执行。

大家注意到这个sleep方法是一个静态方法，它会让当前线程暂停指定的时间。这个所谓的暂停，或者说休眠其实只是把正在运行的线程阻塞掉，放到阻塞队列里，等指定的时间一到，再从阻塞的队列里出来而已。另外，这个方法有InterruptedException的异常，说明我们在调用的时候需要catch一下：

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(1);

    try {
        Thread.sleep(1000L);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }

    System.out.println(2);

    try {
        Thread.sleep(1000L);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }

    System.out.print(3);
}

大家在执行的过程中会发现，每隔一秒会输出一个数字。另外，由于是在main方法中调用的sleep方法，所以其实休眠的是main线程，大家可以试试在自己的线程里休眠哈～

让出本次处理器的时间片
我们知道线程是处理器时间片的分配单位。不同的线程排着对等着处理器赏赐给一个时间片用来执行一会儿代码。如果一个线程已经获得了一个时间片正在执行，它突然不想执行了，可以放弃此次的时间片时间，先让处理器给别的线程分配一个时间片，而他参与下一轮的时间分配。

举个例子：比如说我们把处理器比作皇帝，把各个线程比作妃子，各个妃子争相让皇帝宠幸，为了公平，皇帝只能一次宠幸一个妃子五分钟。皇帝怎么挑选妃子有他自己的小算盘，但是，每个五分钟都会选一个去陪她。此时有一个妃子被皇帝挑选中了，可是她配了皇帝五分钟有些尿急，所以她主动说先放弃这次宠幸，先出去放放水，然后再排队被挑选吧。所以只陪了皇帝两分钟的她便退出了此次宠幸，放水回来后再加入到覅诶这大军中等待皇帝挑选。

  • static void yield()：表示放弃此次时间片时间，等待下次执行。

这个yield方法只是建议处理器不要在此次时间片时间内继续执行本线程，最后实际怎么着还不一定呢，另外，yield是一个静态方法，表示让出当前线程本次时间片的时间。

也就是说你想放弃就放弃是不可能的，这还得看皇帝的心情~
    原文作者：后端开发
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000018606348
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