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初步认识线程

news 来源：原创 2025/8/26 22:26:49

概念

一个线程就是一个 "执行流",每一个线程之间都可以按照顺序执行自己的代码,多个线程之间可以 "同步" 执行多份代码

比如说,原本一个人做的事情,现在交给三个人一起做,那么这三个人就是线程

使用原因

那么为什么要有线程呢?我们直接使用进程不可以吗?

需求增加,现如今更依赖于并发编程,来充分利用多核CPU
取决于任务场景,需要很多任务同时完成,或者避免多余的等待

而线程相较于进程而言:

线程是轻量级
创建、销毁、调度更快

区别

进程和线程是有一定区别的,同时也存在一些联系

进程是包含线程的

每一个进程都必须至少有一个线程存在,也就是主线程

进程之间不共享内存空间,同一进程内的线程之间是共用所处进程的内存空间的

进程是系统分配资源的最小单位,线程是系统调度的最小单位

我们还可以举一个简单的例子来解释:

假设我们的任务需求是组装汽车,一个人员对应一个组装台,如果此时汽车需求为100,那么这位组装人员就需要一个人组装100台汽车: 但是这样需要花费的时间就很长了

添加进程

当一个组装人员来完成这个任务时,我们需要很长的时间,于是此时,我们另外又聘请了一位组装人员B,B和A一样,分配了一个组装台,需要自己组装完整的车,在这种共同执行的条件下,每个人只需要组装50台车就可以完成任务

但是,这样也是有缺点的:

每一个人员都需要熟悉完整的组装车的流程,培训的成本也就增加了
我们需要为新聘请的人员增加一台新的组装台,需要的占地以及成本就增加了

添加线程

为了降低成本,我们还是先聘请人员B,让B和A合作,都在一台组装台进行工作,这样多的内存空间也就省下来了;同时,我们让A和B分别负责组装的一部分(比如一个负责车身,一个负责引擎),这样他们只需要培训他们负责的部分就可以了,培训成本就节省了

那么,我们可不可以为了节省成本不停的加入组装人员呢?

添加线程

那么,我们可不可以为了节省成本不停的加入组装人员呢?

代码演示

Java的线程和操作系统的线程是有一定区别的

操作系统: 实现了线程这样的机制,并且对用户层提供了一些API来满足用户的使用

Java: 使用标准库的 Thread类 ,可以看作对操作系统提供的API进行抽象和封装

对于多线程来说: 每一个线程都是一个独立的执行流,线程之间是 "并发" 执行的, 并发不是同时!!!

我们用一个代码来展示一下:

这里的线程就是 main(主线程)、创建的线程t

class MyThread1 extends Thread{@Overridepublic void run(){//这里的代码就是线程要完成的工作//同时这里是一个线程System.out.println("hello world");while (true){System.out.println("thread");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}public class Demo1 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//这里也是一个线程Thread t = new MyThread1();t.start();//启动新的线程while(true){System.out.println("main");Thread.sleep(1000);}}
}

结果:

thread 和 main 是在并发式(并行/并发-->不确定)的进行

编写代码

创建线程也有很多方法

继承 Thread 类

直接使用 this 就表示当前线程对象的引用

创建一个线程类并继承 Thread,继承之后要重写 run() 方法 extends Thread

class MyThread1 extends Thread{@Overridepublic void run(){//代码块}
}

创建线程实例,是一个 Thread类,因为继承,所以可以直接创建 MyThread1类,来实现创建 Thread类

Thread t = new MyThread1();

启动线程

t.start();//启动新的线程

实现 Runnable 接口

this 表示的是 MyRunnable 的引用,需要使用 Thread.currentThread()

实现Runnable接口 implements Runnable

class MyRunnable implements Runnable{@Overridepublic void run(){//代码块}
}

创建实例,调用方法启动线程(因为不是继承,所以直接创建的 MyRunnable类不是 Thread类)

Thread t = new Thread(new MyRunnable());
t.start();

其他创建方法

在匿名内部类中创建 Thread 子类对象

Thread t = new Thread(){@Overridepublic void run(){//代码块}
};
t.start();

在匿名内部类中创建 Runnable 子类对象

Thread t = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {//代码块
});
t.start();

使用 lambda 表达式来创建 Runnable 子类对象

Thread t = new Thread(()->{//代码块
});
t.start();

优缺点

优点

提高响应性: 主线程保持响应，避免因耗时任务导致界面卡顿
资源利用率高: 线程共享内存和资源，减少资源消耗，适合处理大量并发任务
提升性能: 多核CPU上并行执行任务，充分利用硬件资源，加快处理速度
简化设计: 将复杂任务分解为多个线程，简化程序结构，便于维护
实时处理: 适合实时系统，能够同时处理多个任务，满足实时性要求

缺点

复杂性高: 线程同步和资源竞争问题增加了开发和调试难度
调试困难: 多线程程序的非确定性行为使得问题难以复现和定位
资源竞争: 多个线程访问共享资源时，可能导致死锁或数据不一致
上下文切换开销: 频繁的线程切换会消耗CPU资源，影响性能
内存消耗: 每个线程需要独立的栈空间，线程过多时会增加内存负担
线程安全问题: 需要额外措施（如锁、信号量）来保证数据一致性，增加了复杂性

常见面试题

进程和线程的区别

可以从定义、资源分配、开销、独立性、并发性以及应用场景来回答

	进程	线程
定义	进程是操作系统分配资源的基本单位,是程序的一次执行实例每个进程有独立的内存空间、文件描述符、系统资源	线程是进程内的执行单元,是CPU调度的基本单位线程共享进程的内存空间和资源,有自己的栈和寄存器
资源分配	独立的内存和资源	共享进程的内存和资源
开销(创建、切换)	较大	较小
独立性	高,进程之间互相隔离	低,线程之间共享资源
应用场景	需要高隔离性的任务	需要高并发和资源共享的任务

概念