開門見山
在IT圈里,每當(dāng)我們談?wù)摬l(fā)時,必定會說起在一臺計算機上同時運行的一系列線程。如果這臺電腦上有多個處理器或者是一個多核處理器,那么這時是實實在在的“同時運行”;但是,如果計算機只有一個單核處理器,那么這時的“同時運行”只是表象而已。
所有的現(xiàn)代操作系統(tǒng)全部支持任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行。你可以邊聽音樂,邊上網(wǎng)看新聞,還不耽誤首發(fā)電子郵件。我們可以說,這種并發(fā)是 進程級并發(fā) 。在進程內(nèi)部,我也可以看到有許許多多的并發(fā)任務(wù)。我們把運行在一個進程里面的并發(fā)任務(wù)稱 線程。
和并發(fā)相關(guān)的另外一個常見概念是 并行。并發(fā)與并行之間,存在著一些不同,也存在著一些聯(lián)系。一些程序員(Author,竊譯為“程序員”)認為,在一個單核處理器上多線程地執(zhí)行應(yīng)用程序就是并發(fā),并且你可以觀察到程序員的執(zhí)行;另外,當(dāng)你的程序以多線程的形式運行在多個處理器或者是多核處理器上時,就是并行。還有一些程序員認為如果應(yīng)用程序的線程沒有按照預(yù)先設(shè)定好的順序執(zhí)行就是并發(fā);為了簡化問題解決方案而是用個線程,并且這些線程是按照一定順序在執(zhí)行,那么這是并行。
本章將通過十二個示例來演示如何使用Java7的API來執(zhí)行一些基本的線程操作。你將可以看到,在Java程序中,如何創(chuàng)建、執(zhí)行線程,如何控制線程的執(zhí)行,如何將一組線程作為一個單元來操縱等等。
在本節(jié),我們將學(xué)習(xí)如何在Java程序中創(chuàng)建線程,以及如何運行。在Java程序中,一切皆為 Object ,線程也是如此。創(chuàng)建線程的方式有兩種:
1.繼承Thread類,并且重寫run()方法;
2.創(chuàng)建一個類,實現(xiàn)Runnable接口,然后創(chuàng)建一個Thread類的對象,然后將實現(xiàn)Runnable接口的類的實例作為參數(shù),傳遞給Thread類的實例。
在本節(jié),我們將使用第二種方式,來創(chuàng)建十個線程,并且運行起來。每個線程計算并打印兩個十以內(nèi)的整數(shù)之積。
知其然
根據(jù)下面所述的步驟來實現(xiàn)這里例子:
1.創(chuàng)建一個名為Calculator的類,并且實現(xiàn)Runnable接口。代碼如下:
public class Calculator implements Runnable {
2.聲明一個私有的整形屬性,名稱為number,實現(xiàn)該類的構(gòu)造函數(shù)來初始化剛剛聲明的屬性。代碼如下:
private int number;
public Calculator(int number) {
this.number = number;
}
3.實現(xiàn)run()方法,該方法是我們創(chuàng)建的線程執(zhí)行時運行的程序(instruction),故而該方法用于計算乘法表。具體代碼如下:
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.printf("%s: %d * %d = %d\n",
Thread.currentThread().getName(),
number, i, i * number);
}
}
4.現(xiàn)在,是時候?qū)崿F(xiàn)示例應(yīng)用的主類(main class)了。創(chuàng)建名為Main的類,在該類中添加main方法。代碼如下:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
5.在main()方法內(nèi)部,創(chuàng)建一個遍歷十次的for循環(huán),在循環(huán)體內(nèi),創(chuàng)建一個Calculator類的對象calculator,創(chuàng)建一個Thread類的對象thread,將calculator作為構(gòu)造函數(shù)的參數(shù),傳遞給thread的初始化語句。最后,調(diào)用thread對象的start()方法。代碼如下:
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Calculator calculator = new Calculator(i);
Thread thread = new Thread(calculator);
thread.start();
}
6.運行這個程序,看不同線程是如何并發(fā)執(zhí)行的。
知其所以然
下面是運行程序時,控制臺打印出來的的一段輸出,我們可以看到我們創(chuàng)建的所有線程都在并發(fā)執(zhí)行。
Thread-3: 3 * 5 = 15
Thread-0: 0 * 2 = 0
Thread-3: 3 * 6 = 18
Thread-1: 1 * 6 = 6
Thread-1: 1 * 7 = 7
Thread-3: 3 * 7 = 21
Thread-3: 3 * 8 = 24
Thread-0: 0 * 3 = 0
Thread-0: 0 * 4 = 0
Thread-3: 3 * 9 = 27
Thread-1: 1 * 8 = 8
所有的Java程序最少執(zhí)行一個線程。當(dāng)我們運行Java程序時,Java虛擬機(以后稱為JVM)會運行一個線程,調(diào)用含有main()方法的程序。
當(dāng)調(diào)用Thread對象的start()方法時,就會創(chuàng)建另外一個線程。調(diào)用多少次start()方法,就會創(chuàng)建多少個線程。
當(dāng)所有線程執(zhí)行完成后,Java程序會隨之終止。(非特殊情況下,是所有非后臺(non-daemon)線程執(zhí)行完成)當(dāng)啟動線程(例如執(zhí)行main()方法的線程)終止后,其余線程會繼續(xù)執(zhí)行直到完成計算任務(wù)。當(dāng)其中一個線程調(diào)用System.exit(),請求JVM中止程序時,所有線程中止其執(zhí)行。
調(diào)用Thread對象的run()方法時,不會創(chuàng)建線程;同樣,調(diào)用實現(xiàn)Runnable接口的類run()方法時,也不會創(chuàng)建線程。只有調(diào)用Thread對象的start()方法時,才會創(chuàng)建線程。
永無止境
正如本節(jié)開頭所說,還有另外一種創(chuàng)建線程的方法:繼承Thread類,重寫run()方法,這樣,就可以創(chuàng)建一個Thread子類的對象,然后調(diào)用該對象的start()方法來創(chuàng)建線程。
因為準(zhǔn)備面試,找來一堆Java多線程方面的資料,其中包括這本《Java 7 Concurrency Cookbook》,講解的非常淺顯易懂,非常適合對多線程了解不多,又想認真學(xué)習(xí)一下的朋友。找了找,沒找到中文版,干脆自己動手豐衣足食。所以,計劃出一個非官方翻譯版,書名暫時定為 《Java7并發(fā)示例集》。
拿來主義
本文是從 《Java 7 Concurrency Cookbook》 (D瓜哥竊譯為 《Java7并發(fā)示例集》 )翻譯而來,僅作為學(xué)習(xí)資料使用。沒有授權(quán),不得用于任何商業(yè)行為。
小有所成
原書沒有完整代碼,不利于查看。所以,D瓜哥加了一個小節(jié),專門展示本節(jié)所示的完整版代碼。
Calculator類的完整代碼
package com.diguage.books.concurrencycookbook.chapter1.recipe1;
/**
* Date: 2013-09-13
* Time: 21:42
*/
public class Calculator implements Runnable {
private int number;
public Calculator(int number) {
this.number = number;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.printf("%s: %d * %d = %d\n",
Thread.currentThread().getName(),
number, i, i * number);
}
}
}
Main類的完整代碼
package com.diguage.books.concurrencycookbook.chapter1.recipe1;
/**
* Date: 2013-09-13
* Time: 19:46
*/
public class Main {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Calculator calculator = new Calculator(i);
Thread thread = new Thread(calculator);
thread.start();
}
}
}