單線程程序
一般來說，在沒有線程的幫助下，程序在一個時間段只能執(zhí)行一段代碼，其它代碼段只有在等待它完成后才能執(zhí)行。該程序的處理流程從頭到尾只有一條線，這樣的程序我們稱之為單線程程序（Single Thread Program）
典型的單線程程序：
public class SingleThreadProgram{
public static void main(String[] args){
for(int i=0;i<1000;i++){
System.out.print("SingleThreadProgram");
}
}
}
多線程程序
當(dāng)程序由一個以上的線程所構(gòu)成時，稱此程序為多線程程序（Multithread Program），java從設(shè)計伊始就把程序的多線程能力列入了考慮范圍。
典型的多線程程序有：
1）GUI應(yīng)用程序，我們目前做的Swing桌面程序就屬于此類。
2）較花費時間的I/O處理,一般來說,文件和網(wǎng)絡(luò)的輸入/輸出處理比較花費時間,如果在這段無法進(jìn)行其它處理,則程序性能會大打折扣,遇到這種情況首先要想到用多線程解決問題.
3）多連接網(wǎng)絡(luò)處理。
并發(fā)(Concurrent)與并行(Parallel)
當(dāng)有多個線程在操作時,如果系統(tǒng)只有一個CPU,則它根本不可能真正同時進(jìn)行一個以上的線程,它只能把CPU運行時間劃分成若干個時間段,再將時間段分配給各個線程執(zhí)行,在一個時間段的線程代碼運行時,其它線程處于掛起狀態(tài).這種方式我們稱之為并發(fā)(Concurrent).
當(dāng)系統(tǒng)有一個以上CPU時,則線程的操作有可能非并發(fā).當(dāng)一個CPU執(zhí)行一個線程時,另一個CPU可以執(zhí)行另一個線程,兩個線程互不搶占CPU資源,可以同時進(jìn)行,這種方式我們稱之為并行(Parallel)
多線程在并發(fā)和并行環(huán)境中的不同作用
在并發(fā)環(huán)境時,多線程不可能真正充分利用CPU,節(jié)約運行時間,它只是以”掛起->執(zhí)行->掛起”的方式以很小的時間片分別運行各個線程,給用戶以每個線程都在運行的錯覺.在這種環(huán)境中,多線程程序真正改善的是系統(tǒng)的響應(yīng)性能和程序的友好性.
在并行環(huán)境中, 一個時刻允許多個線程運行,這時多線程程序才真正充分利用了多CPU的處理能力, 節(jié)省了整體的運行時間.在這種環(huán)境中,多線程程序能體現(xiàn)出它的四大優(yōu)勢:充分利用CPU,節(jié)省時間,改善響應(yīng)和增加程序的友好性.
PS:在多核時代來臨后,開發(fā)多線程程序的能力更是每個程序員都該具備的.
創(chuàng)建多線程程序
創(chuàng)建多線程程序我們通常有兩種方法：
1）讓類繼承java.lang.Thread,這種方法優(yōu)勢在于調(diào)用稍微方便,一般用于后臺批處理程序的場合,但劣勢是類無法再繼承別的類。
2）讓類實現(xiàn)接口java.lang.Runnable，這種方法調(diào)用時需要借助Thread的幫助，稍顯麻煩，但優(yōu)勢在于對類繼承體系沒有影響，這是使用線程時最常用的方法。
兩種方法的線程執(zhí)行部分都在run（）函數(shù)中，它們的效率沒有差別。
多線程程序創(chuàng)建和啟動示例
創(chuàng)建線程
// 繼承Thread類
public class Thread1 extends Thread{
public void run(){
while(true){
System.out.println("<Thread1 extends Thread>");
}
}
}
// 實現(xiàn)Runnable接口
public class Thread2 implements Runnable{
public void run(){
while(true){
System.out.println("<Thread2 implements Runnable>");
}
}
}
啟動線程
public class Main{
public static void main(String[] args){
// 啟動線程1,Thread1直接繼承自java.lang.Thread類
Thread1 th1=new Thread1();
th1.start();
// 啟動線程2，thread2實現(xiàn)自java.lang.Runnable接口
Thread2 thread2=new Thread2();
Thread th2=new Thread(thread2);
th2.start();
while(true){
System.out.println("<Main Thread>");
}
}
}
概念解析Start和Run
public void run()
這個函數(shù)容納線程啟動后執(zhí)行的代碼塊,線程啟動起來,run函數(shù)中的代碼會得到執(zhí)行.
Thead.start()
這是啟動一個線程的方法,調(diào)用了這個方法后,線程才會得到執(zhí)行.
取得線程執(zhí)行的結(jié)果
通過觀察run函數(shù)的簽名public void run()我們可以發(fā)現(xiàn),它既沒有輸入?yún)?shù),也沒有返回值,那如何取得線程的返回值呢?一般來說我們有三種辦法:
1)讓線程修改公有變量,如某類的靜態(tài)公有字段.這種方式古老而危險,最好不要采用.
2)輪詢線程執(zhí)行結(jié)果,線程執(zhí)行的結(jié)果放在線程類的一個字段中,外界不斷通過輪詢?nèi)ゲ榭磮?zhí)行結(jié)果.這種方式會浪費很多時間,結(jié)果也不可靠,不建議采用.
3)回調(diào)方式,把調(diào)用方的指針通過線程類的構(gòu)造函數(shù)傳入線程類的一個字段中,當(dāng)線程執(zhí)行完取得結(jié)果后再通過這個字段反向調(diào)用調(diào)用方的函數(shù).這是取得線程執(zhí)行結(jié)果的最佳解決方案.
下面請看回調(diào)方式的實現(xiàn).
Boss類
這個類用于啟動Secretary線程去查找文件, findFile()是啟動線程并查找的函數(shù), giveBossResult(String file,String reult)是供Secretary類回調(diào)的函數(shù).
public class Boss{
private String name;
public Boss(String name){
this.name=name;
}
public void giveBossResult(String file,String reult){
if(reult!=null){
System.out.println("文件"+file+"序列號等于："+reult);
}
else{
System.out.println("無法找到文件"+file);
}
}
public void findFile(){
Map<String,String> files=new Hashtable<String,String>();
files.put("001", "員工花名冊");
files.put("002", "企業(yè)收支");
files.put("003", "客戶花名錄");
files.put("004", "對手狀況分析");
files.put("005", "當(dāng)月收支");
files.put("006", "市場份額分析");
files.put("007", "大連酒店一覽");
files.put("008", "娛樂場所名錄");
files.put("009", "關(guān)系單位聯(lián)系名錄");
Secretary andy=new Secretary("Andy",this,"員工花名冊",files);
Thread th1=new Thread(andy);
th1.start();
Secretary cindy=new Secretary("cindy",this,"上市情況分析",files);
Thread th2=new Thread(cindy);
th2.start();
}
public static void main(String[] args){
Boss boss=new Boss("Bill");
boss.findFile();
}
}
Secretary類
這個類是進(jìn)行多線程查找文件的類,查找的結(jié)果通過回調(diào)方法告知Boss實例.
Boss實例,查找的文件名,查找的集合都通過Secretary類的構(gòu)造函數(shù)傳進(jìn)來.
public class Secretary implements Runnable{
private String name;
private Boss boss;
private String file;
private Map<String,String> files;
public Secretary(String name,Boss boss,String file,Map<String,String> files){
this.name=name;
this.boss=boss;
this.file=file;
this.files=files;
}
public void run(){
for(Map.Entry<String,String> entry:files.entrySet()){
if(entry.getValue().equals(file)){
boss.giveBossResult(file,entry.getKey());
return;
}
}
boss.giveBossResult(file,null);
}
}