java 一个进程可以开多少个线程

今日内容介绍
1、多线程
2、线程池

01进程概念

A:进程概念

a:进程：进程指正在运行的程序。确切的来说，当一个程序进入内存运行，

即变成一个进程，进程是处于运行过程中的程序，并且具有一定独立功能。

02线程的概念

A:线程的概念

a:线程：线程是进程中的一个执行单元(执行路径)，负责当前进程中程序的执行，

一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，

这个应用程序也可以称之为多线程程序。
简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程

03深入线程的概念

A:深入线程的概念

什么是多线程呢？
即就是一个程序中有多个线程在同时执行。

一个核心的CPU在多个线程之间进行着随即切换动作,由于切换时间很短(毫秒甚至是纳秒级别),导致我们感觉不出来

单线程程序：即，若有多个任务只能依次执行。当上一个任务执行结束后，下一个任务开始执行。如去 网吧上网，网吧只能让一个人上网，当这个人下机后，下一个人才能上网。

多线程程序：即，若有多个任务可以同时执行。如，去网吧上网，网吧能够让多个人同时上网。

04迅雷的多线程下载

A:迅雷的多线程下载

多线程,每个线程都读一个文件

05线程的运行模式

A:线程的运行模式

a:分时调度

所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。

b:抢占式调度

优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，
Java使用的为抢占式调度。

大部分操作系统都支持多进程并发运行，现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序。比如：
现在我们上课一边使用编辑器，一边使用录屏软件，同时还开着画图板，dos窗口等软件。
此时，这些程序是在同时运行，”感觉这些软件好像在同一时刻运行着“。

实际上，CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。

对于CPU的一个核而言，某个时刻，只能执行一个线程，而 CPU的在多个线程间切换速度

相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。

其实，多线程程序并不能提高程序的运行速度，但能够提高程序运行效率，让CPU的使用率更高。

06main的主线程

package cn.itcast.demo;
/*
 * 程序中的主线程
 */
public class Demo {
	public static void main(String[] args) {
		function();
		System.out.println(Math.abs(-9));
	}
	public static void function(){
		for (int i = 0; i < 10000; i++) {
			System.out.println(i);
		}
	}
}

07Thread类介绍

A:Thread类介绍:

Thread是程序中的执行线程。Java 虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程。

发现创建新执行线程有两种方法。

a:一种方法是将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。创建对象，开启线程。run方法相当于其他线程的main方法。

b:另一种方法是声明一个实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象，传入到某个线程的构造方法中，开启线程。

08实现线程程序继承Thread

*A:实现线程程序继承Thread

• 创建和启动一个线程
• 创建Thread子类对象
• 子类对象调用方法start()
• 让线程程序执行,JVM调用线程中的run

package cn.itcast.demo;
/*
 * 定义子类,继承Thread
 * 重写方法run
 */
public class SubThread extends Thread{
	public void run(){
		for (int i = 0; i < 50; i++) {
			System.out.println("run..." + i);
		}
	}
}

package cn.itcast.demo;
/*
 * 创建和启动一个线程
 * 	   创建Thread子类对象
 * 	  子类对象调用方法start()
 * public void start()
 * 使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。
      结果是两个线程并发地运行；当前线程（从调用返回给 start 方法）和另一个线程（执行其 run 方法） 
     多次启动一个线程是非法的。特别是当线程已经结束执行后，不能再重新启动
 
 *	多线程执行的随机性
 */
public class ThreadDemo {
	public static void main(String[] args) {
		SubThread st = new SubThread();
		st.start();
		for (int i = 0; i < 50; i++) {
			System.out.println("main..." + i);
		}
	}
}

输出：

main...0
main...1
run...0
run...1
run...2
run...3
run...4
run...5
run...6
run...7
run...8
run...9
run...10
run...11
main...2
run...12
run...13
run...14
main...3
main...4
main...5
run...15
run...16
run...17
main...6
main...7
main...8
run...18
run...19
run...20
run...21
run...22
run...23
run...24
run...25
run...26
run...27
run...28
main...9
main...10
main...11
main...12
main...13
main...14
main...15
main...16
main...17
run...29
run...30
run...31
run...32
run...33
run...34
run...35
run...36
run...37
run...38
run...39
main...18
run...40
run...41
run...42
run...43
run...44
run...45
run...46
run...47
run...48
run...49
main...19
main...20
main...21
main...22
main...23
main...24
main...25
main...26
main...27
main...28
main...29
main...30
main...31
main...32
main...33
main...34
main...35
main...36
main...37
main...38
main...39
main...40
main...41
main...42
main...43
main...44
main...45
main...46
main...47
main...48
main...49

09线程执行的随机性

A:线程执行的随机性
代码分析:

整个程序就只有三个线程,
     一个是主线程
       启动另外两个线程
        st.start();
        st1.start();
        for(int i = 0; i < 50;i++){
          System.out.println("main..."+i);
        }
     一个是st(Thread-0)线程
     for(int i = 0; i < 50;i++){
       System.out.println("run..."+i);
     }
     一个是st1(Thread-1)线程下

package cn.itcast.demo0;
/*
 * 定义子类,继承Thread类
 * 重写方法run
 */
public class SubThread extends Thread{
	public void run(){
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			System.out.println("run" + i);
		}
	}
}

package cn.itcast.demo0;

public class ThreadDemo {

	public static void main(String[] args) {
		SubThread st = new SubThread();
		SubThread st1 = new SubThread();
		st.start();
		st1.start();
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			System.out.println("main" + i);
		}
	}

}

输出：

main0
main1
main2
main3
main4
run0
run0
run1
run2
run3
run4
run1
run2
run3
run4

10为什么要继承Thread

A:什么要继承Thread
a:我们为什么要继承Thread类，并调用其的start方法才能开启线程呢？

继承Thread类：因为Thread类用来描述线程，具备线程应该有功能。那为什么不直接创建Thread类的对象呢？
如下代码：
Thread t1 = new Thread();
t1.start();//这样做没有错，但是该start调用的是Thread类中的run方法
//而这个run方法没有做什么事情，更重要的是这个run方法中并没有定义我们需要让线程执行的代码。

b:创建线程的目的是什么？

是为了建立程序单独的执行路径，让多部分代码实现同时执行。也就是说线程创建并执行需要给定线程要执行的任务。
对于之前所讲的主线程，它的任务定义在main函数中。自定义线程需要执行的任务都定义在run方法中。

11多线程内存图解

A:多线程内存图解
多线程执行时，到底在内存中是如何运行的呢？

多线程执行时，在栈内存中，其实每一个执行线程都有一片自己所属的栈内存空间。进行方法的压栈和弹栈。
当执行线程的任务结束了，线程自动在栈内存中释放了。但是当所有的执行线程都结束了，那么进程就结束了。

12获取线程名字Thread类方法getName

A:获取线程名字Thread类方法getName

13获取线程名字Thread类方法currentThread

A:获取线程名字Thread类方法currentThread

14线程名字设置

A:线程名字设置

package cn.itcast.demo1;
/*
 * 获取线程名字,父类Thread的方法
 *  String getName() 返回该线程的名称
 */
public class SubThread extends Thread{
	public SubThread(){
		super("小强");
	}
	public void run(){
		System.out.println(super.getName());//super可以免写
	}
}

package cn.itcast.demo1;
/*
 * 获取线程名字Thread类方法
 * 每个线程,都有自己的名字
 * 运行方法main线程,名字就是"main"
 * 其他新建的线程也有名字,默认"Thread-0","Thread-1"
 * 
 * JVM开启主线程,运行方法main,主线程也是线程,是线程必然就是Thread类对象
 * Thread类中,静态方法
 * static Thread currentThread()  返回对当前正在执行的线程对象的引用
 * 
 * 主线程名-main-无法修改名字
 */
public class ThreadDemo {

	public static void main(String[] args) {
		SubThread st = new SubThread();
		//开启前改名字
		//void setName(String name)  
		st.setName("旺财");
		st.start();
		
		SubThread st1 = new SubThread();
		st1.start();
		 
//		Thread t = Thread.currentThread();
//		System.out.println(t.getName());
		//调用链
		System.out.println(Thread.currentThread().getName());
	}

}

15Thread类方法sleep

A:Thread类方法sleep

package cn.itcast.demo2;

public class SleepThread extends Thread{
	public void run(){
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			try {
				//休眠0.5s 睡眠500ms,500ms已到并且cpu切换到该线程继续向下执行
				Thread.sleep(500);
			} catch (Exception e) {
				System.out.println(e);
			}
			System.out.println(i);
		}
	}
}

package cn.itcast.demo2;
/*
 * public static void sleep(long millis)
                  throws InterruptedException
   在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行）
   此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响
   该线程不丢失任何监视器的所属权
   
  参数：
	millis - 以毫秒为单位的休眠时间。 

 */
public class ThreadDemo {

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//static 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）
		//此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响
//		for (int i = 0; i < 5; i++) {
//			Thread.sleep(1000);
//			System.out.println(i);
//		}
		
		new SleepThread().start();
	}

}

16实现线程的另一种方式实现Runnable接口

A:实现线程的另一种方式实现Runnable接口

创建线程的另一种方法是声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象，传入到某个线程的构造方法中，开启线程。

为何要实现Runnable接口，Runable是啥玩意呢？继续API搜索。

查看Runnable接口说明文档：Runnable接口用来指定每个线程要执行的任务。包含了一个 run 的无参数抽象方法，需要由接口实现类重写该方法。

 接口中的方法

 Thread类构造方法

创建线程的步骤。

1、定义类实现Runnable接口。

2、覆盖接口中的run方法。。

3、创建Thread类的对象

4、将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。

5、调用Thread类的start方法开启线程。

package cn.itcast.demo3;
/*
 * 实现线程成功的另一个方式,接口实现
 * 实现Runnable,重写run方法
 * 
 * 创建线程的步骤
	1、定义类实现Runnable接口
	2、覆盖接口中的run方法
	3、创建Thread类的对象
	4、将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数
	5、调用Thread类的start方法开启线程
 */
public class SubRunnable implements Runnable {
	public void run(){
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			System.out.println("run..." + i);
		}
	}
}

package cn.itcast.demo3;
/*
 * 实现接口方式的线程
 * 		创建Thread类对象,构造方法中,传递Runnable接口实现类
 * 		调用Thread类方法start()
 * 创建线程的步骤
	1、定义类实现Runnable接口
	2、覆盖接口中的run方法
	3、创建Thread类的对象
	4、将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数
	5、调用Thread类的start方法开启线程
 */
public class ThreadDemo {
	public static void main(String[] args) {
		SubRunnable sr = new SubRunnable();
		//Thread(Runnable target) 分配新的 Thread 对象
		Thread t = new Thread(sr);
		t.start();
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			System.out.println("main" + i);
		}
	}
}

17实现接口方式的好处

A:实现接口方式的好处
第二种方式实现Runnable接口避免了单继承的局限性，所以较为常用。

实现Runnable接口的方式，更加的符合面向对象，线程分为两部分，一部分线程对象，一部分线程任务。
继承Thread类，线程对象和线程任务耦合在一起。

一旦创建Thread类的子类对象，既是线程对象，有又有线程任务。

实现runnable接口，将线程任务单独分离出来封装成对象，类型就是Runnable接口类型。Runnable接口对线程对象和线程任务进行解耦。
(降低紧密性或者依赖性,创建线程和执行任务不绑定)
（高内聚（自己的事情自己做），低耦合：尽量降低类类之间的联系性,接口的应用恰好能帮助这样做）

18匿名内部类实现线程程序

A:匿名内部类实现线程程序

package cn.itcast.demo4;
/*
 * 使用匿名内部类,实现多线程程序
 * 前提：继承或者接口实现
 * new 父类或者接口(){
 * 	   重写抽象方法
 * }
 */
public class ThreadDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//继承方法  XXX extends Thread(public void run(){})
		//创建线程的步骤：
		//1 定义一个类继承Thread
		//2 重写run方法
		//3 创建子类对象，就是创建线程对象
		//4 调用start方法，开启线程并让线程执行，同时还会告诉jvm去调用run方法
		new Thread(){
			public void run(){
				System.out.println("!!!");
			}
		}.start();
		
		//实现接口方式：XXX implements Runnable{public void run(){}}
		//创建线程的步骤
		//1、定义类实现Runnable接口
		//2、覆盖接口中的run方法
		//3、创建Thread类的对象
		//4、将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数
		//5、调用Thread类的start方法开启线程
		Runnable r = new Runnable() {
			
			@Override
			public void run() {
				System.out.println("@@@");
			}
		};
		new Thread(r).start();
		
		//实现接口方式合并
		new Thread(new Runnable() {
			
			@Override
			public void run() {
				System.out.println("$$$");
			}
		}).start();
		
	}
}

19线程的状态图

A:线程的状态图

20线程池的原理

A:线程池的原理

1.在java中，如果每个请求到达就创建一个新线程，开销是相当大的。

2.在实际使用中，创建和销毁线程花费的时间和消耗的系统资源都相当大，甚至可能要比在处理实际的用户请求的时间和资源要多的多。

3.除了创建和销毁线程的开销之外，活动的线程也需要消耗系统资源。

如果在一个jvm里创建太多的线程，可能会使系统由于过度消耗内存或“切换过度”而导致系统资源不足。为了防止资源不足，需要采取一些办法来限制任何给定时刻处理的请求数目，尽可能减少创建和销毁线程的次数，特别是一些资源耗费比较大的线程的创建和销毁，尽量利用已有对象来进行服务。

**线程池主要用来解决线程生命周期开销问题和资源不足问题。**通过对多个任务重复使用线程，线程创建的开销就被分摊到了多个任务上了，而且由于在请求到达时线程已经存在，所以消除了线程创建所带来的延迟。这样，就可以立即为请求服务，使用应用程序响应更快。另外，通过适当的调整线程中的线程数目可以防止出现资源不足的情况。

21JDK5实现线程池

A:JDK5实现线程池

package cn.itcast.demo5;

public class ThreadPoolRunnable implements Runnable{
	public void run(){
		//static Thread currentThread()  
		//返回对当前正在执行的线程对象的引用
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程提交任务");
	}
}

package cn.itcast.demo5;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/*
 * JDK1.5新特性,实现线程池程序
 * 使用工厂类Executors中的静态方法创建线程对象,指定线程的个数
 * static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) 返回线程池对象
 * 返回的是ExecutorService接口的实现类(线程池对象)
 * 创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程
 * 
 * 接口实现类对象,调用方法submit(Runnable r)提交线程执行任务
 */
public class ThreadPoolDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//调用工厂类的静态方法,创建线程池对象
		//返回线程池对象,是返回的接口实现类
		ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
		System.out.println(es);
		//调用接口实现类对象es中的方法submit(Runnable r)提交线程执行任务
		//将Runnable接口实现类对象,传递
		es.submit(new ThreadPoolRunnable());
		es.submit(new ThreadPoolRunnable());
		es.submit(new ThreadPoolRunnable());
		
	}
}

22实现线程的Callable接口方式

A:实现线程的Callable接口方式

package cn.itcast.demo5;

import java.util.concurrent.Callable;

public class ThreadPoolCallable implements Callable<String>{
	public String call(){
		return "abc";
	}
	
}

package cn.itcast.demo5;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

/*
 * 实现线程程序的第三个方式,实现Callable接口方式
 * 实现步骤：
 * 	   工厂类 Executors静态方法newFixedThreadPool方法,创建线程池对象
 * 	  线程池对象ExecutorService接口实现类,调用方法submit提交线程任务
 *   <T> Future<T> submit(Callable<T> task)  
 */
public class ThreadPoolDemo1 {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) 
		//创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程
		ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
		//提交线程任务的方法submit方法返回Future接口的实现类
		//<T> Future<T> submit(Callable<T> task)  
		//提交一个返回值的任务用于执行，返回一个表示任务的未决结果的 Future
		Future<String> f = es.submit(new ThreadPoolCallable());
		// V get() 获取其结果	 
		String s = f.get();
		System.out.println(s);
	}
}

23线程实现异步计算

A:线程实现异步计算

package cn.itcast.demo6;

import java.util.concurrent.Callable;

public class GetSumCallable implements Callable<Integer>{
	private int a;
	//为了让参数a,能放入call方法中使用,但是call方法不能传参数
	//故采用构造函数的方法,传参
	public GetSumCallable(int a){
		this.a = a;
	}
	// V call() 
	//计算结果，如果无法计算结果，则抛出一个异常
	public Integer call(){
		int sum = 0;
		for (int i = 0; i <= a; i++) {
			sum += i;
		}
		return sum;
	}
}

package cn.itcast.demo6;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

/*
 * 使用多线程技术,求和
 * 两个线程,1个线程计算1+100,另一个线程计算1+200
 * 多线程的异步计算
 */
public class ThreadPoolDemo {

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) 
		//创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程
		ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
		//<T> Future<T> submit(Callable<T> task) 
		//提交一个返回值的任务用于执行，返回一个表示任务的未决结果的 Future
		Future<Integer> f1 = es.submit(new GetSumCallable(100));
		Future<Integer> f2 = es.submit(new GetSumCallable(200));
		//V get()  
		//如有必要，等待计算完成，然后获取其结果
		System.out.println(f1.get());
		System.out.println(f2.get());
		es.shutdown();
	}


}

总结

知识点总结

 创建线程的方式
 方式1，继承Thread线程类
 步骤
1， 自定义类继承Thread类
2， 在自定义类中重写Thread类的run方法
3， 创建自定义类对象(线程对象)
4， 调用start方法，启动线程，通过JVM，调用线程中的run方法
 方式2，实现Runnable接口
 步骤
1， 创建线程任务类 实现Runnable接口
2， 在线程任务类中 重写接口中的run方法
3， 创建线程任务类对象
4， 创建线程对象，把线程任务类对象作为Thread类构造方法的参数使用
5， 调用start方法，启动线程，通过JVM，调用线程任务类中的run方法