多线程 --- 多线程编程

在写代码的时候，可以使用多进程进行并发编程（在Java中，不太推荐，很多很多关于进程相关的API，在Java标准库中，都没有提供），也可以使用多线程进行并发编程（系统提供了多线程编程的API，Java标准库，已经将这些API封装了，在代码中可以直接使用）。

创建线程

方法1 继承Thread类

方法2：实现Runnable接口，重写run方法

方法3. 继承Thread，重写run，但是使用匿名内部类

方法4. 实现Runnable，重写 run，匿名内部类

方法5. 使用 lambda 表达式（常用）

完！

创建线程

方法1 继承Thread类

继承Thread来创建一个线程类

细节补充：

1. 第一行代码： class MyThread extends Thread 中，继承的Thread这个类，好像可以直接使用，并不像Scanner，ArrayList，Random一样需要导包，这是为什么呢？

答：Java标准库中，有一个特殊的包，java.lang包，这个包中包含了Thread类，且这个lang包是Java自动引入的。

2.自己创建的类MyThread中，类前面没有public，这是怎么回事？前面能不能写public？

答：一个 .java文件中，只能有一个public的类。一个类前面如果没有范围限定符，那就默认是包级作用域，就是只能在当前包中被其他类使用。

3.怎么理解run方法是线程的入口方法？

答：此处的run方法，并不需要程序员来手动的进行调用，该方法会在线程创建好之后，一个合适的时机，被JVM自动的调用执行。就类似于，main方法，是一个java进程的入口方法。一个进程中，至少会有一个线程，这个进程中的第一个线程，也就称为”主线程“。main方法，也就是主线程的入口方法。

补充：这种风格的函数，称之为”回调函数“（callback）

在Java数据结构中，优先级队列PriorityQueue，在使用的时候，必须要给对象实现一个比较的接口，才能进行使用。

回调函数：作为参数传递给另一个函数，在该函数内部的某个特定时刻被调用执行的函数。其核心特点是函数的调用时机由其他代码控制。run方法的函数的调用时机由其他代码（这里是 JVM）控制。

4.run方法上面的 @Override 是什么意思？

答：方法重写。本质上：是让程序员能够对现有的类，进行扩展。我们要搞一个线程，肯定是要让这个线程执行一些代码的，Thread类本身会带有一个run方法。但很明显，标准库自带的run方法，是不知道我们的具体需求的，业务要求是什么样？必须要手动的进行指定，Override就是针对原有的Thread进行扩展（把一些能够复用的，进行了重用，把需要扩展的，进行扩展）。Thread这个API中，会有很多的属性方法，大部分内容直接复用即可，把需要扩展的内容，进行扩展即可。

那如果没有@Override这个注解，貌似也可以实现方法重写呀。为啥还要写这个注解呢？语法中有很多的机制，是方便让编译器，对我们的代码进行自动检查的。（人是非常不靠谱的！！！机器是较为靠谱的！！！）（就比如fina限定符，限定一个变量不能再被修改，就是方便让编译器为我们进行自动检查的）

5.一般来说，实例化的时候都是方式2。

6.什么是操作系统的”内核“？

答：操作系统中，最核心部分的功能模块（管理硬件，给软件提供稳定的运行环境）

操作系统大致可以分为内核空间（内核态）和用户空间（用户态），平时运行的普通的应用程序，网易云音乐，idea，qq等等，都是运行在用户态的。但是，这些应用程序，有时候，需要针对一些系统提供的硬件资源来进行操作。这些操作，都不是应用程序直接操作的，就是需要调用操作系统提供的API，进一步在内核中完成这样的操作。

为啥还要分出用户态和内核态？

最主要的目的还是稳定。防止某些应用程序把硬件设备或者软件资源给搞坏了。系统封装了一些API，这些API都属于是一些”合法“的操作，不会对硬件设备或者软件资源有破坏，应用程序只能调用这些API来实现对应的功能，从而不至于对系统 / 硬件设备产生太大的危害。假如让应用系统直接操作硬件，在极端条件下，代码出现bug，会把硬件干坏。

（就比如是银行系统，办事窗口里的工作人员，就是正经的经过培训政审的安全人员，不会对银行产生危害，用户要办理各种业务，就需要在办事窗口前，给工作人员说清楚需求，由工作人员代办）

具体解释：每个线程都是一个独立的执行流，每个线程都能够独立的去CPU上调度执行。

如下图代码：

下面的死循环，是在 t 线程中执行的

而这个死循环，是在 main 线程中执行的

以之前的理解，如果一个代码中，出现了两个死循环，则肯定最多只能执行一个，另一个循环就进不去了。但我们把进程运行起来，可以看到，两个循环，都在执行！这两个线程，就是两个独立的执行流，也就解释了我们最开始那句话：每个线程都是一个独立的执行流，每个线程都能够独立的去CPU上调度执行。

在调用start方法，创建线程之后，兵分两路，一路，沿着main方法，继续执行，打印hello main，另一路，进入到线程的run方法，打印hello thread。是相互独立的，互不干扰的。

注意：

当有多个线程的时候，这些线程的执行的先后顺序，是不确定的！！！（这一点，是因为操作系统内核中，有一个”调度器“模块，这个模块的实现方法，是一种类似于”随机调度“的效果）

那随即调度又是什么呢？

1. 一个线程，什么时候调度到CPU上去执行，时机是不确定的。

2. 一个线程，什么时候从 CPU上下来，给别人让位，时机也是不确定的）

也称为”抢占式执行“。

所以，每秒钟到底是先执行 main 还是先执行thread，这是不一定的（随机调度，抢占式执行）

主线程，在调用 strat 方法之后，就立即往下执行打印了，与此同时，内核就要通过刚才 API 构建出线程，并且执行run。由于创建线程本身也有开销（虽然开销比创建进程低，但也不是0）.所以，在第一轮打印中，因为创建线程有一定的开销影响，导致hello thread一般情况下都比hello main略慢一筹。

我们刚刚，只是通过打印的方式，看到了两个执行流，还可以通过一些第三方工具，更直观的来查看多个线程的情况。 --> JDK中，有一个jconsole工具，该工具在JDK的bin文件夹中（该工具，只能列出java的进程，其他不是java的进程，无法进行分析）

注意，我们需要先把进程运行起来，然后再打开工具，找到对应的类名，然后进行链接

进入之后，选择线程

main 对应的就是main方法的主线程

黄色框的，就是我们缩写的代码，创建的 t 线程（这个Thread - 0,1,2...是默认名称可以改）

剩下的线程，都是JVM自带的线程，这些自带的线程，要完成一些垃圾回收，监控统计各种指标....

点进具体的线程，就可以看到相关的调用栈（线程里当前执行到了那个方法的第几行代码，这个方法是如何如何一层调用过去的...）

这里这个线程的在不断的运行的，点击线程详细情况的这个瞬间，就相当于咔嚓来一个闪照一样，把这一瞬间的状态展示到这里了。

这就是使用 jconsole 来检测线程的方法

再回头看我们的举例代码

我们在循环中加入了sleep方法，来降低这两个死循环的速度（在C语言中，用的是Windows api中提供的Sleep函数，Windows.h），我们此处使用的sleep，是Java中封装后的版本，属于是Thread提供的静态方法。

如果我们不进行 try - catch的话，该方法会编译报错，为什么必须需要抛出异常呢？ --> 这个异常，意味着，在sleep(1000)的过程中，可能会被提前唤醒。（换句话说：sleep(1000)的作用是休眠1s，但在这休眠1s中，可能会被其他操作给提前唤醒，也就是没休眠够一秒，就被唤醒了，此处我们就应该在catch块中提出具体的解决方法，到底应该怎么做）

还有一点需要注意：

为什么在run方法中，解决sleep的异常只能是try - catch方法

但是在main方法中，可以是try - catch方法，也可以是在方法体上throws出异常

为什么呢？

原因很简单，run方法中的sleep，如果加上throws的话，就修改了方法签名了，这样的话是无法构成”重写“的，因为父类的run方法中，并没有throws这个异常，子类重写的时候，也就不能throws异常。

方法2：实现Runnable接口，重写run方法

1.实现Runnable接口

Runnable可以理解成”可执行的“，通过这个接口，就可以抽象表示出一段可以被其他实例来执行的代码。

2.创建Thread实例，调用Thread的构造方法时，将Runnable对象作为参数传入。

Runnable接口，还需要搭配Thread类，才能真正在系统中创建出线程

3.调用start方法

上面这种写法，其实是把线程和要执行的任务进行了解耦合了。

方法3. 继承Thread，重写run，但是使用匿名内部类

匿名内部类：是一种内部类，在一个类里面定义的类，其最大的特点是-->没有名字，不能重复使用，用一次之后就找不到了。

解释：

写这个 { } 的意思是：定义一个类，与此同时，这个新的类，继承自Thread。此处的 { } 中，可以定义子类的属性和方法。此处最主要的目的就是重写 run 方法。与此同时，这个代码，还创建了子类的实例。且 t 指向的实例，并非是单纯的Thread，而是 Thread的子类（但并不知道这个子类叫什么，因为是匿名的内部类）