认识进程和线程

清疚 2023-09-25 20:54 10阅读 0赞

### 前言： ###

（1）计算机的操作系统大多采用多任务和分时设计，多任务是指在一个操作系统中可以同时运行多个程序；

（2）例如在使用QQ聊天的同时听音乐，即有多个独立运行的任务，每个任务对应一个进程，每个进程又可以产生多个线程。

### 1、进程 ###

（1）程序（Program）是对数据描述与操作的代码的集合，如Office中的Word等应用程序。

（2）进程（Process）是程序的一次动态执行过程，它对应了从代码加载、执行至执行完毕的一个完成过程，这个过程也是进程本身从产生、发展至消亡的过程。

（3）操作系统同时管理一个计算机系统中的多个进程，让计算机系统中的多个进程轮流使用CPU资源，或者共享操作系统的其它资源。

（4）进程有如下特点：

1）进程是系统运行程序的基本单位；

2）每一个进程都有自己独立的一块内存空间、一组系统资源；

3）每一个进程的内部数据和状态都是完全独立的。

### 2、线程 ###

（1）线程是进程中执行运算的最小单位，一个进程在其执行过程中可以产生多个线程，而线程必须在某个进程内执行。

（2）线程是进程内部的一个执行单元，是可完成一个独立任务的顺序控制流程，如果在一个进程中同时运行了多个线程，用来完成不同的工作，则称之为多线程。

（3）线程按处理级别可以分为核心级线程和用户级线程；

核心级线程：

1）核心级线程是和系统任务相关的线程，它负责处理不同进程之间的多个线程；

2）允许不同进程中的线程按照同一相对优先调度方法对线程进行调度，使它们有条不紊地工作，可以发挥多处理器的并发优势，以充分利用计算机的软/硬件资源；

用户级线程：

1）在开发程序使，由于程序的需要而编写的线程，这些线程的创建、执行和消亡都是编写在应用程序时进行控制的；

2）对于用户级线程的切换，通常发生在一个应用程序的诸多线程之间，如浏览器中的多线程下载就属于用户线程。

3）多线程可以改善用户体验。具有多个线程的进程能更好地表达和解决现实世界的具体问题，多线程是计算机应用开发和程序设计的一项重要的实用技术。

（4）线程和进程既有联系又有区别：

1）一个进程中至少要有一个线程；

2）资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源；

3）处理机分配给线程，即真正在处理机上运行的是线程。

### 3、多线程的优势 ###

（1）多线程程序可以带来更好的用户体验，避免因程序执行过慢而导致计算机出现计算机死机或者白屏的情况；

（2）线程程序可以最大限度地提高计算机系统的利用效率。如浏览器的多线程下载。

### 4、编写线程类 ###

（1）每个程序至少自动拥有一个线程，称为主线程；

（2）当程序加载到内存时启动主线程；

（3）Java程序中的public static void main()方法是主线程的入口，运行Java程序时，会先执行这个方法；

（4）开发中，用户编写的线程一般都是指除了主线程之外的其他线程；

（5）使用一个线程的过程可以分为以下4个步骤：

第一步：定义一个线程，同时指明这个线程所要执行的代码，即期望完成的功能。

第二步：创建线程对象。

第三步：启动线程

第四步：终止线程。

（6）定义一个线程类通常有两种方法，分别是继承java.lang.Thread类和实现java.lang.Runnable接口。

1） 使用Thread类创建线程

Java提供了java.lang.Thread类支持多线程编程，该类提供了大量的方法来控制和操作线程，常用方法如下：

void run()：执行任务操作的方法；

void start()：使该线程开始执行；

void sleep(long millis)：在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行）；

String getName()：返回该线程的名称；

int getPriority()：返回线程的优先级；

void setPriority(int newPriority)：更改线程的优先级；

Thread.State getState()：返回该线程的状态；

boolean isAlive()：测试线程是否处于活动状态；

void join()：等待该线程终止；

void interrupt()：中断线程；

void yield()：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

需要注意的是：

1）创建线程时继承Thread类并重写Thread类中run（）方法；

2）Thread类的run()方法是线程要执行操作任务的方法，所以线程要执行的操作代码都需要写在run()方法中，并通过调用start()方法来启动线程。

下面是关于私用Thread类创建线程：

public class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 1; i <= 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在运行，第"+i+"次。");
            }
        }
    }

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            //创建MyThread类对象
            MyThread myThread = new MyThread();
            MyThread myThread1 = new MyThread();
            //启用线程，需要调用start方法来启动线程
            //直接调用run()方法是通过主线程main()来执行
            myThread.setName("小鱼儿");
            myThread1.setName("花无缺");
            myThread.start();
            myThread1.start();
            
        }
    }

2）使用Runnable接口创建线程

使用继承Thread类的方式创建线程简单明了，符合大家的习惯，但它有一个缺点，如果定义的类已经继承了其他类则无法再继承Thread类，这时候就需要使用Runnable接口创建线程的方式来解决问题；一个类可以通过实现Runnable接口并实现run()方法完成线程的所有活动，已实现的run()方法称为该对象的线程体；任何一个实现Runnable接口的对象都可以作为一个线程的目标对象。

下面是关于使用接口Runnable方法的代码：

//实现Runnable接口
    public class MyThread implements  Runnable{
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 1; i <= 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在运行，第"+i+"次。");
            }
        }
    }

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            //创建MyThread类对象
            MyThread myThread = new MyThread();
    
            //MyThread类中没有start()方法，其父类Object类中也没有start()方法，其实现的接口R
    
            Thread thread1 = new Thread(myThread,"天山童姥");
            Thread thread2 = new Thread(myThread,"李秋水");
    
            //启动线程
            thread1.start();
            thread2.start();
        }
    }

（7）两种创建线程的方式有各自的特点和应用领域：

1）直接继承Thread类的方式编写简单，可以直接操作线程，适用于单重继承的情况；

2）实现Runnable接口的方式，当一个线程继承了另一个类时，就只能用实现Runnable接口的方法来创建线程，而且这种方式还可以使多个线程之间使用同一个Runnable对象。