Java多线程详解（通俗易懂）

一、线程简介

1. 什么是进程？

电脑中会有很多单独运行的程序，每个程序有一个独立的进程，而进程之间是相互独立存在的。例如图中的微信、酷狗音乐、电脑管家等等。

2. 什么是线程？

进程想要执行任务就需要依赖线程。换句话说，就是进程中的最小执行单位就是线程，并且一个进程中至少有一个线程。
那什么又是多线程呢？
提到多线程这里要说两个概念，就是串行和并行，搞清楚这个，我们才能更好地理解多线程。

• 串行，其实是相对于单条线程来执行多个任务来说的，我们就拿下载文件来举个例子：当我们下载多个文件时，在串行中它是按照一定的顺序去进行下载的，也就是说，必须等下载完A之后才能开始下载B，它们在时间上是不可能发生重叠的。
  
  
• 并行：下载多个文件，开启多条线程，多个文件同时进行下载，这里是严格意义上的，在同一时刻发生的，并行在时间上是重叠的。
  
  

了解完这两个概念之后，我们再来说什么是多线程，举个例子，比如我们打开联想电脑管家，电脑管家本身是一个程序，也可以说就是一个进程，它里面包括很多功能，电脑加速、安全防护、空间清理等等功能，如果对于单线程来说，无论我们想要电脑加速，还是空间清理，那么必须得一件事一件事的做，做完其中一件事再做下一件事，有一个执行顺序。但如果是多线程的话，我们可以在清理垃圾的同时进行电脑加速，还可以病毒查杀等等其他操作，这个就是在严格意义上的同一时刻发生的，没有先后顺序。
二、线程的创建

Java 提供了三种创建线程的方法：

• 通过继承 Thread 类本身。(重点)
  
• 通过实现 Runnable 接口。(重点)
  
• 通过 Callable 和 Future 创建线程。(了解)
  

1.继承Thread类

• 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
  

1. /**
2. * @ClassName ThreadDemo
3. * @Description TODO 线程创建的第一种方式：继承Thread类
4. * @Author ZhangHao
5. * @Date 2022/12/10 11:45
6. * @Version: 1.0
7. */
8. public class ThreadDemo extends Thread{
9.     @Override
10.     public void run() {
11.         //新线程入口点
12.         for (int i = 0; i < 100; i++) {
13.             System.out.println("我在玩手机："+i);
14.         }
15.     }
16.     //主线程
17.     public static void main(String[] args) {
18.         //创建线程对象
19.         ThreadDemo demo = new ThreadDemo();
20.         demo.start();//启动线程
21.         for (int i = 0; i < 1000; i++) {
22.             System.out.println("我在吃饭："+i);
23.         }
24.         //主线程和多线程并行交替执行
25.         //总结：线程开启不一定立即执行，由cpu调度执行
26.     }
27. }

复制代码

写一个小小的案例：使用多线程实现网图下载

• 需要导入一个commons-io-2.11.0-bin.jar (百度搜索下载，版本不限制)
  

1. /**
2. * @ClassName ImageDownload
3. * @Description TODO 网图下载
4. * @Author ZhangHao
5. * @Date 2022/12/10 12:55
6. * @Version: 1.0
7. */
8. public class ImageDownload extends Thread{
9.     private String url;//网图下载地址
10.     private String name;//网图名称
11.    
12.     public ImageDownload(String url,String name){
13.         this.url = url;
14.         this.name = name;
15.     }
16.    
17.     @Override
18.     public void run() {
19.         WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
20.         webDownloader.downloader(url,name);
21.         System.out.println("下载了文件名："+name);
22.     }
23.    
24.     public static void main(String[] args) {
25.         ImageDownload d1 = new ImageDownload("https://cn.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=64mezA1F&id=0567ED050842B109CEFE6D7C2E235E6513915D00&thid=OIP.64mezA1F6eYavcDWrgjHQgHaEK&mediaurl=https%3a%2f%2fimages.hdqwalls.com%2fwallpapers%2fcute-kitten-4k-im.jpg&exph=2160&expw=3840&q=Cat+Wallpaper+4K&simid=608031326407324483&FORM=IRPRST&ck=5E947A96CD5B48E39B116D48F58466AB&selectedIndex=12&ajaxhist=0&ajaxserp=0", "cat1.jpg");
26.         ImageDownload d2 = new ImageDownload("https://cn.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=qXtg4Nx0&id=A80C30163A6B55D16D61F27E632239424517705F&thid=OIP.qXtg4Nx0BUoeUP53fz_HKgHaFI&mediaurl=https%3a%2f%2fimages8.alphacoders.com%2f856%2f856433.jpg&exph=2658&expw=3840&q=Cat+Wallpaper+4K&simid=608046255722156270&FORM=IRPRST&ck=986D5F99CF8474477F4A1F2DB2850C9D&selectedIndex=25&ajaxhist=0&ajaxserp=0", "cat2.jpg");
27.         ImageDownload d3 = new ImageDownload("https://cn.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=kvYsfUHA&id=6311D8D1DC87AA4B69783A97020038B03827134D&thid=OIP.kvYsfUHAAQlEVW3Z3_EEWwHaEK&mediaurl=https%3a%2f%2fwallpapershome.com%2fimages%2fpages%2fpic_h%2f19418.jpg&exph=1080&expw=1920&q=Cat+Wallpaper+4K&simid=608016886736366855&FORM=IRPRST&ck=37C2818B80D19766E7A91B5BB7A060D6&selectedIndex=159&ajaxhist=0&ajaxserp=0", "cat3.jpg");
28.         d1.start();
29.         d2.start();
30.         d3.start();
31.         //每次执行结果有可能不一样，再次证明线程之间是由cpu调度执行
32.     }
33. }
34. //下载器
35. class WebDownloader{
36.     //下载方法
37.     public void downloader(String url,String name){
38.         try {
39.             FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
40.         } catch (IOException e) {
41.             e.printStackTrace();
42.             System.out.println("IO异常,downloader方法出现问题！");
43.         }
44.     }
45. }

复制代码

2. 实现Runnable接口

• 定义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
  

1. /**
2. * @ClassName RunnableDemo
3. * @Description TODO 线程创建的第二种方式：实现Runnable接口 (推荐使用)
4. * @Author ZhangHao
5. * @Date 2022/12/10 15:07
6. * @Version: 1.0
7. */
8. //模拟抢火车票
9. public class RunnableDemo implements Runnable{
10.     //票数
11.     private int ticketNums = 10;
13.     @Override
14.     public void run() {
15.         while (ticketNums > 0){
16.             try {
17.                 //让线程睡眠一会
18.                 Thread.sleep(10);
19.             } catch (InterruptedException e) {
20.                 e.printStackTrace();
21.             }
22.             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->抢到了第"+ticketNums--+"张票");
23.         }
24.     }
26.     public static void main(String[] args) {
27.         //创建runnable接口的实现类对象
28.         RunnableDemo demo = new RunnableDemo();
29.         //创建线程对象，通过线程对象开启线程（使用的代理模式）
30.         //Thread thread = new Thread(demo,"老王");
31.         //thread.start();
32.         //简写：new Thread(demo).start();
33.         new Thread(demo,"老王").start();
34.         new Thread(demo,"小张").start();
35.         new Thread(demo,"黄牛党").start();
37.         //发现问题：多个线程操作同一个资源时，线程不安全，数据紊乱。(线程并发)
38.     }
39. }

复制代码

再来一个小小的案例：模拟《龟兔赛跑》首先得有一个赛道，兔子天生跑得快，但是兔子跑一段路就偷懒睡觉，乌龟在不停的跑，最终乌龟取得胜利！
[code]/** * @ClassName Race * @Description TODO 模拟龟兔赛跑 * @Author ZhangHao * @Date 2022/12/11 9:25 * @Version: 1.0 */public class Race implements Runnable {    private static String winner;//胜利者    @Override    public void run() {        //设置赛道        for (int i = 1; i