多线程01——线程简介,创建方式
多线程01——线程简介、线程创建
Java.Thread
概述
- 线程简介
- 线程实现(重点)
- 线程状态
- 线程同步(重点)
- 线程通信问题
- 高级主题
01 线程简介
任务,进程,线程,多线程
多任务

- 看起来是多个任务在做,其实本质上我们的大脑在同一时间依旧只做了一件事
多线程

- 原来是一条路,为了提高使用效率,充分利用道路,加了多个车道
普通方法调用和多线程

程序、进程、线程
- 在操作系统中运行的程序就是进程,比如你的QQ,播放器,游戏,IDE等等。。。
- 一个进程可以有多个线程,如视频中同时听声音,看图像,看弹幕,等等
Process(进程)与Thread(线程)
- 程序:程序是指令和数据的有序结合,其本身没有任何运行的含义,是一个静态的概念
- 进程:是执行程序的一次执行过程,它是一个动态的概念,是系统资源分配的单位
- 线程:一个进程中可以包含若干个线程,当然一个进程中至少有一个线程,不然没有存在的意义,线程是CPU调度和执行的单位
PS:很多线程是模拟出来的,真正的多线程是指有多个CPU,即多核,如服务器。如果是模拟出来的多线程,即在一个CPU的情况下,在同一个时间点,CPU只能执行一个代码,因为切换的很快,所以就有同时执行的错觉。
本章核心概念
- 线程就是独立的执行路径;
- 在程序运行时,即使没有自己创建线程,后台也会有多个线程,如主线程,gc线程;
- main()称之为主线程,为系统的入口,用于执行整个程序;
- 在一个进程中,如果开辟了多个线程,线程的运行由调度器安排调度,调度器是与操作系统紧密相关的,先后顺序是不能人为的干预的。
- 对同一份资源操作时,会存在资源抢夺的问题,需要加入并发控制;
- 线程会带来额外的开销,如cpu调度时间,并发控制开销。
- 每个线程在自己的工作内存交互,内存控制不当会造成数据不一致
02 线程创建
Thread、Runnable、Callable
三种创建方式
- Thread class : 继承Thread类(重点)
- Runnbale接口:实现Runnbale接口(重点)
- Callable接口:实现Callable接口(了解)
Thread
- 自定义线程类继承Thread类
- 重写run()方法,编写线程执行体
- 创建线程对象,调用start()方法启动线程
package com.hao.demo01;
//创建线程方式一:继承Thread类,重写run方法,调用start开启线程
public class TestThread1 extends Thread{
//线程入口
@Override
public void run() {
//run方法线程体
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("我在看代码---"+i);
}
}
public static void main(String[] args) {
//创建一个线程对象
TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
//调用start方法
testThread1.start();
//main线程,主线程
for (int i = 0; i < 200; i++) {
System.out.println("我在学习多线程---"+i);
}
}
}
程序运行结果:

CPU在调度,两个代码交替执行,并行
如果调用run方法的话,就会有先后顺序
总结:线程开启,不一定立即执行,由CPU调度执行
案例:下载图片
程序书写思路:
- 新建一个TestThread2的类继承我们的Thread方法实现多线程
- 下载图片需要一个下载器,我们再新建一个类,通过调用FileUtils包中的copyURLToFile方法,把一个URL下载为一个文件
- 在TestThread2类中构建构造器丢入我们需要下载的图片的地址和文件名
- 重写run方法,调用下载器
- 在主函数中,创建三个TestThread2类,并且调用三次start()方法进行下载
package com.hao.demo01;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
//练习Thread,实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 extends Thread{
private String url;//网络图片地址
private String name;//保存的文件名
public TestThread2(String url,String name){
this.url=url;
this.name=name;
}
//下载图片线程的执行体
@Override
public void run() {
WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
webDownloader.downloader(url,name);
System.out.println("下载了文件名为:"+name);
}
public static void main(String[] args) {
TestThread2 t1 = new TestThread2("https://img2.baidu.com/it/u=1814268193,3619863984&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=632&h=500","1.jpg");
TestThread2 t2 = new TestThread2("https://img1.baidu.com/it/u=1407750889,3441968730&fm=253&fmt=auto&app=120&f=JPEG?w=1200&h=799","2.jpg");
TestThread2 t3 = new TestThread2("https://img0.baidu.com/it/u=1721391133,702358773&fm=253&fmt=auto&app=120&f=JPEG?w=500&h=625","3.jpg");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
//下载器
class WebDownloader{
//下载方法
public void downloader(String url,String name){
try {
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("IO异常,downloader方法出现问题");
}
}
}
实现Runnable
- 实现MyRunnable类实现Runnable接口
- 实现run()方法,编写线程执行体
- 创建线程对象,调用start()方法启动线程
package com.hao.demo01;
//创建线程方式2:实现runnable接口,重写run方法,执行线程需要丢入runnable接口实现类,调用start
public class TestThread3 implements Runnable{
@Override
public void run() {
//run方法线程体
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("我在看代码---"+i);
}
}
public static void main(String[] args) {
//创建runnable接口的实现类对象
TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
//创建线程对象,通过线程对象来开启我们的线程,代理
// 把runnable对象testThread3丢入Thread的对象
new Thread(testThread3).start();
//main线程,主线程
for (int i = 0; i < 200; i++) {
System.out.println("我在学习多线程---"+i);
}
}
}
案例改写
package com.hao.demo01;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
//练习Thread,实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 implements Runnable{
private String url;//网络图片地址
private String name;//保存的文件名
public TestThread2(String url,String name){
this.url=url;
this.name=name;
}
//下载图片线程的执行体
@Override
public void run() {
WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
webDownloader.downloader(url,name);
System.out.println("下载了文件名为:"+name);
}
public static void main(String[] args) {
TestThread2 t1 = new TestThread2("https://img2.baidu.com/it/u=1814268193,3619863984&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=632&h=500","1.jpg");
TestThread2 t2 = new TestThread2("https://img1.baidu.com/it/u=1407750889,3441968730&fm=253&fmt=auto&app=120&f=JPEG?w=1200&h=799","2.jpg");
TestThread2 t3 = new TestThread2("https://img0.baidu.com/it/u=1721391133,702358773&fm=253&fmt=auto&app=120&f=JPEG?w=500&h=625","3.jpg");
new Thread(t1).start();
new Thread(t2).start();
new Thread(t3).start();
}
}
//下载器
class WebDownloader{
//下载方法
public void downloader(String url,String name){
try {
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("IO异常,downloader方法出现问题");
}
}
}
小结
◆继承Thread类
-
子类地承Thread类具备多线程能力
-
启动线程:子类对象. start()
-
不建议使用:避免OOP单继承局限性
◆实现Runnable接口
- 实现接口Runnable具有多线程能力
- 启动线程:传入目标对象+Thread对象.start()
- 推荐使用:避免单继承局限性。灵活方便。方便同一个对象被多个线程使用
初识并发问题
以抢火车票为例子
package com.hao.demo01;
//多个线程同时操作同一个对象
// 买火车票的例子
public class TestThread4 implements Runnable{
//票数
private int ticketNums=10;
@Override
public void run() {
while(true){
if (ticketNums<=0){
break;
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(200);//延时
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNums--+"张票");
}
}
public static void main(String[] args) {
TestThread4 t = new TestThread4();
new Thread(t,"小蜜蜂").start();
new Thread(t,"小欣宇").start();
new Thread(t,"小壮壮").start();
}
}
程序运行结果:

注意:
Thread.currentThread().getName()可以获得当前线程的名字- new Thread(run事件,线程名字)
- 可以加一个延迟并捕获错误,防止某个小同学抢了所有的票
- //发现问题:多个线程操作同一个资源的情况下,线程不安全了,数据紊乱
案例:龟兔赛跑——Race
有个兔子叫壮壮,有个乌龟叫毛毛,有一天他们心血来潮想要比赛
- 首先来个赛道距离,然后要离终点越来越近
- 判断比赛是否结束
- 打印出胜利者
- 龟兔赛跑开始
- 故事中是乌龟赢的,兔子需要唾觉:所以我们来模拟兔子睡觉
- 终于,乌龟赢得比赛
package com.hao.demo01;
//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable {
//胜利者
private static String winner;
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
//模拟兔子休息
if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子壮壮")&& i%90==0){
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");
//判断比赛是否结束
boolean flag = gameover(i);
//如果比赛结束了,就停止程序
if(flag){
break;
}
}
}
//判断是否完成比赛
private boolean gameover(int steps){
//判断是否有胜利者
if(winner!=null){//已经存在胜利者
return true;
}{
if (steps>=100){
winner=Thread.currentThread().getName();
System.out.println("winner is"+winner);
return true;
}
}
return false;
}
public static void main(String[] args) {
Race race = new Race();
new Thread(race,"乌龟毛毛").start();
new Thread(race,"兔子壮壮").start();
}
}
实现Callable接口(了解即可)
- 实现Callable接口,需要返回值类型
Callable(可以设置其他) - 重写call方法,需要抛出异常
- 创建目标对象
- 创建执行服务:ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1)
- 提交执行:Future
result1=ser.submit(t1); - 获取结果 boolean r1=result1.get()
- 关闭服务:ser.shutdownNow();
package com.hao.demo02;
//线程创建方式三:实现callable接口
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;
//练习Thread,实现多线程同步下载图片
public class TestCallable implements Callable {
private String url;//网络图片地址
private String name;//保存的文件名
public TestCallable(String url,String name){
this.url=url;
this.name=name;;
}
//下载图片线程的执行体
@Override
public Boolean call() {
WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
webDownloader.downloader(url,name);
System.out.println("下载了文件名为:"+name);
return true;
}
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
TestCallable t1 = new TestCallable("https://img2.baidu.com/it/u=1814268193,3619863984&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=632&h=500","1.jpg");
TestCallable t2 = new TestCallable("https://img1.baidu.com/it/u=1407750889,3441968730&fm=253&fmt=auto&app=120&f=JPEG?w=1200&h=799","2.jpg");
TestCallable t3 = new TestCallable("https://img0.baidu.com/it/u=1721391133,702358773&fm=253&fmt=auto&app=120&f=JPEG?w=500&h=625","3.jpg");
//创建执行服务
ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 提交执行:
Future result1=ser.submit(t1);
Future result2=ser.submit(t2);
Future result3=ser.submit(t3);
// 获取结果
boolean r1=result1.get();
boolean r2=result3.get();
boolean r3=result3.get();
//关闭服务:
ser.shutdownNow();
}
}
//下载器
class WebDownloader{
//下载方法
public void downloader(String url,String name){
try {
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("IO异常,downloader方法出现问题");
}
}
}
静态代理

package com.hao.demo02;
public class StaticProxy {
public static void main(String[] args) {
new WeddingCompany (new You()).HappyMarry();
//WeddingCompany weddingCompany=new WeddingCompany(new You());
// weddingCompany.HappyMarry();
}
}
interface Marry{
void HappyMarry();
}
//真实角色:你去结婚
class You implements Marry{
@Override
public void HappyMarry() {
System.out.println("要结婚了");
}
}
//代理角色:帮你去结婚
class WeddingCompany implements Marry{
//代理谁-->真实目标角色
private Marry target;
public WeddingCompany(Marry target) {
this.target = target;
}
@Override
public void HappyMarry() {
before();
this.target.HappyMarry();//这就是真实对象
after();
}
private void after() {
System.out.println("结婚之后,收尾款");
}
private void before() {
System.out.println("结婚之前,布置现场");
}
}

总结:
- 真实对象和代理对象都要事先同一个接口
- 好处:代理对象可以做很多真实对象做不了的事情,真实对象专注自己的事情
-
Thread的真实对象Runable接口,同时Thread也实现了Runable接口,HappyMarry相当于start,有共同的方法run方法
-
多线程02
Lamda表达式
- \(\lambda\)希腊字母表中排序第十一位的字母,英语名称为Lambda

- 避免匿名内部类定义过多
- 其实质属于函数式编程的概念
(params)->expression [表达式] (params)->statement [语句] (params)->{statements}a->System.out.println("i like lambda-->"+a)
new Thread (()->System.out.print("多线程学习。。。")).start();-
为什么要使用Lambda表达式
- 避免匿名内部类定义过多
- 可以让你的代码看起来很简洁
- 去掉了一堆没有意义的代码,只留下核心的逻辑
-
理解Functional Interface (函数式接口)是学习Java8 lambda表达式的关键所在。
-
函数式接口的定义:
- 任何接口,如果只包含唯一一个抽象方法,那么它就是一个函数式接口
public interface Runnable{ public abstract void run(); }- 对于函数式接口,我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象
优化前代码
package com.hao.lambda; /* 推到lambda表达式 */ public class TestLambda1 { public static void main(String[] args) { ILike like = new Like(); like.lambda(); } } //1.定义一个函数式接口 interface ILike{ void lambda(); } //2.实现类 class Like implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda"); } }
优化后代码1.0
采用内部静态类
package com.hao.lambda; /* 推到lambda表达式 */ public class TestLambda1 { // 3. 静态内部类(把实现类,放到静态内部类中) static class Like2 implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda2"); } } public static void main(String[] args) { ILike like = new Like(); like.lambda(); like=new Like2(); like.lambda(); } } //1.定义一个函数式接口 interface ILike{ void lambda(); } //2.实现类 class Like implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda"); } }\Typora\image-20220329145932022.png)
优化代码2.0
采用局部内部类
package com.hao.lambda; /* 推到lambda表达式 */ public class TestLambda1 { // 3. 静态内部类(把实现类,放到静态内部类中) static class Like2 implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda2"); } } public static void main(String[] args) { ILike like = new Like(); like.lambda(); like=new Like2(); like.lambda(); //4. 局部内部类(和上面放的位置不同) class Like3 implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda3"); } } like=new Like3(); like.lambda(); } } //1.定义一个函数式接口 interface ILike{ void lambda(); } //2.实现类 class Like implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda"); } }
优化代码3.0
采用匿名内部类,没有类的名称,必须借助接口或者父类
package com.hao.lambda; /* 推到lambda表达式 */ public class TestLambda1 { // 3. 静态内部类(把实现类,放到静态内部类中) static class Like2 implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda2"); } } public static void main(String[] args) { ILike like = new Like(); like.lambda(); like=new Like2(); like.lambda(); //4. 局部内部类(和上面放的位置不同) class Like3 implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda3"); } } like=new Like3(); like.lambda(); //5.匿名内部类(没有类的名称,必须借助接口或者父类) like = new ILike() { @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda4"); } }; like.lambda(); } } //1.定义一个函数式接口 interface ILike{ void lambda(); } //2.实现类 class Like implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda"); } }
优化代码4.0
采用lambda简化
package com.hao.lambda; /* 推到lambda表达式 */ public class TestLambda1 { // 3. 静态内部类(把实现类,放到静态内部类中) static class Like2 implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda2"); } } public static void main(String[] args) { ILike like = new Like(); like.lambda(); like=new Like2(); like.lambda(); //4. 局部内部类(和上面放的位置不同) class Like3 implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda3"); } } like=new Like3(); like.lambda(); //5.匿名内部类(没有类的名称,必须借助接口或者父类) like = new ILike() { @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda4"); } }; like.lambda(); //6.用lambda简化 like=()->{ System.out.println("i like lambda5"); }; like.lambda(); } } //1.定义一个函数式接口 interface ILike{ void lambda(); } //2.实现类 class Like implements ILike{ @Override public void lambda() { System.out.println("i like lambda"); } }
带参数的Lambda简化
package com.hao.lambda; public class TestLambda2 { public static void main(String[] args) { ILove love =null; //1.lambda表达式简化 love =(int a)->{ System.out.println("I love u-->"+a); }; //简化1.参数类型 love=(a)->{ System.out.println("I love u-->"+a); };; //简化2.简化括号 love=a->{ System.out.println("I love u-->"+a); }; //简化3.去掉花括号 love=a->System.out.println("I love u-->"+a); love.love(521); } } interface ILove{ void love(int a); }总结:
- lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化成为一行,如果有多行,那么就用代码块包裹
- 必须前提是函数式接口,接口里只有一个方法
- 多个参数也可以去掉参数类型,要去掉就都去掉,必须加上括号
扩展:
Runnable接口如下图,发现只有一个方法,可以采用lambda的方法来简化代码!

Lamda表达式
- \(\lambda\)希腊字母表中排序第十一位的字母,英语名称为Lambda

- 避免匿名内部类定义过多
- 其实质属于函数式编程的概念
(params)->expression [表达式]
(params)->statement [语句]
(params)->{statements}
a->System.out.println("i like lambda-->"+a)
new Thread (()->System.out.print("多线程学习。。。")).start();
-
为什么要使用Lambda表达式
- 避免匿名内部类定义过多
- 可以让你的代码看起来很简洁
- 去掉了一堆没有意义的代码,只留下核心的逻辑
-
理解Functional Interface (函数式接口)是学习Java8 lambda表达式的关键所在。
-
函数式接口的定义:
- 任何接口,如果只包含唯一一个抽象方法,那么它就是一个函数式接口
public interface Runnable{ public abstract void run(); }- 对于函数式接口,我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象
优化前代码
package com.hao.lambda;
/*
推到lambda表达式
*/
public class TestLambda1 {
public static void main(String[] args) {
ILike like = new Like();
like.lambda();
}
}
//1.定义一个函数式接口
interface ILike{
void lambda();
}
//2.实现类
class Like implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda");
}
}

优化后代码1.0
采用内部静态类
package com.hao.lambda;
/*
推到lambda表达式
*/
public class TestLambda1 {
// 3. 静态内部类(把实现类,放到静态内部类中)
static class Like2 implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda2");
}
}
public static void main(String[] args) {
ILike like = new Like();
like.lambda();
like=new Like2();
like.lambda();
}
}
//1.定义一个函数式接口
interface ILike{
void lambda();
}
//2.实现类
class Like implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda");
}
}
\Typora\image-20220329145932022.png)
优化代码2.0
采用局部内部类
package com.hao.lambda;
/*
推到lambda表达式
*/
public class TestLambda1 {
// 3. 静态内部类(把实现类,放到静态内部类中)
static class Like2 implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda2");
}
}
public static void main(String[] args) {
ILike like = new Like();
like.lambda();
like=new Like2();
like.lambda();
//4. 局部内部类(和上面放的位置不同)
class Like3 implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda3");
}
}
like=new Like3();
like.lambda();
}
}
//1.定义一个函数式接口
interface ILike{
void lambda();
}
//2.实现类
class Like implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda");
}
}

优化代码3.0
采用匿名内部类,没有类的名称,必须借助接口或者父类
package com.hao.lambda;
/*
推到lambda表达式
*/
public class TestLambda1 {
// 3. 静态内部类(把实现类,放到静态内部类中)
static class Like2 implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda2");
}
}
public static void main(String[] args) {
ILike like = new Like();
like.lambda();
like=new Like2();
like.lambda();
//4. 局部内部类(和上面放的位置不同)
class Like3 implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda3");
}
}
like=new Like3();
like.lambda();
//5.匿名内部类(没有类的名称,必须借助接口或者父类)
like = new ILike() {
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda4");
}
};
like.lambda();
}
}
//1.定义一个函数式接口
interface ILike{
void lambda();
}
//2.实现类
class Like implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda");
}
}

优化代码4.0
采用lambda简化
package com.hao.lambda;
/*
推到lambda表达式
*/
public class TestLambda1 {
// 3. 静态内部类(把实现类,放到静态内部类中)
static class Like2 implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda2");
}
}
public static void main(String[] args) {
ILike like = new Like();
like.lambda();
like=new Like2();
like.lambda();
//4. 局部内部类(和上面放的位置不同)
class Like3 implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda3");
}
}
like=new Like3();
like.lambda();
//5.匿名内部类(没有类的名称,必须借助接口或者父类)
like = new ILike() {
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda4");
}
};
like.lambda();
//6.用lambda简化
like=()->{
System.out.println("i like lambda5");
};
like.lambda();
}
}
//1.定义一个函数式接口
interface ILike{
void lambda();
}
//2.实现类
class Like implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda");
}
}

带参数的Lambda简化
package com.hao.lambda;
public class TestLambda2 {
public static void main(String[] args) {
ILove love =null;
//1.lambda表达式简化
love =(int a)->{
System.out.println("I love u-->"+a);
};
//简化1.参数类型
love=(a)->{
System.out.println("I love u-->"+a);
};;
//简化2.简化括号
love=a->{
System.out.println("I love u-->"+a);
};
//简化3.去掉花括号
love=a->System.out.println("I love u-->"+a);
love.love(521);
}
}
interface ILove{
void love(int a);
}
总结:
- lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化成为一行,如果有多行,那么就用代码块包裹
- 必须前提是函数式接口,接口里只有一个方法
- 多个参数也可以去掉参数类型,要去掉就都去掉,必须加上括号
扩展:
Runnable接口如下图,发现只有一个方法,可以采用lambda的方法来简化代码!
