1. day06【集合嵌套,异常,线程】

1.1. 今日内容

  • 集合嵌套使用
  • 集合综合案例斗地主
  • 异常机制
  • 多线程

1.2. 学习目标

  • [ ] 能够理解集合嵌套使用场景
  • [ ] 能够完成斗地主洗牌发牌案例
  • [ ] 能够说出Error和Exception的区别
  • [ ] 能够说出Exception异常的分类
  • [ ] 能够使用try...catch关键字处理异常
  • [ ] 能够使用throws关键字处理异常
  • [ ] 能够自定义并使用自定义异常类
  • [ ] 说出进程和线程的概念
  • [ ] 能够理解并发与并行的区别
  • [ ] 能够使用继承Thread类方式创建多线程
  • [ ] 能够使用实现Runnable接口方式创建多线程
  • [ ] 能够说出实现接口方式的好处

2. 第一章 集合的嵌套

  • 总述:任何集合内部都可以存储其它任何集合

2.1. 1 List嵌套List

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        /*
            假如有两个班的学生姓名,它们分别存储在两个集合中:
        */
        //第一个班
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add("迪丽热巴");
        list1.add("古力娜扎");
        list1.add("柳岩");
        list1.add("杨幂");

        //第二个班
        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
        list2.add("蔡徐坤");
        list2.add("杨坤");
        list2.add("陈伟霆");
        list2.add("李易峰");

        //将两个集合存储到一个集合中
        ArrayList<ArrayList<String>> allList = new ArrayList<>();
        allList.add(list1);
        allList.add(list2);

        //遍历allList,取出每个ArrayList
        for(ArrayList<String> list : allList){
            //遍历每个班的ArrayList
            for(String s : list){
                System.out.println(s);
            }
        }
    }

}

2.2. 2 List嵌套Map

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        /*
            有两个班的学员,分别存储在两个Map中
        */
        //第一个班:
        Map<String,String> map1 = new HashMap<>();
        map1.put("it001","迪丽热巴");
        map1.put("it002","古力娜扎");

        //第二个班:
        Map<String,String> map2 = new HashMap<>();
        map6.put("heima001","蔡徐坤");
        map2.put("heima002","李易峰");

        //将两个班的map存储到一个ArrayList中
        ArrayList<Map<String,String>> allList = new ArrayList<>();
        allList.add(map1);
        allList.add(map2);

        //遍历allList,取出每个Map
        for(Map<String,String> map : allList){
            //遍历map
            Set<String> keys = map.keySet();
            for(String key : keys){
                System.out.println(key + " - " + map.get(key));
            }
        }
    }
}

2.3. 3 Map嵌套Map

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        /*
        有两个班,班号分别为:"黑马188期"和"黑马189期",两个班学员的姓名分别存储在两个Map中
        */
        //"黑马188期":
        Map<String,String> map1 = new HashMap<>();
        map1.put("it001","迪丽热巴");
        map1.put("it002","古力娜扎");

        //"黑马189期":
        Map<String,String> map2 = new HashMap<>();
        map2.put("heima001","蔡徐坤");
        map2.put("heima002","李易峰");

        //将两个班的Map连同对应的"班号"一同存储在一个Map中
        Map<String,Map<String,String>> allMap = new HashMap<>();
        allMap.put("黑马188期",map1);
        allMap.put("黑马189期",map2);

        //遍历allMap
        Set<String> keys = allMap.keySet();
        for(String k : keys){
            System.out.println(k + ":");
            //取出对应的map
            Map<String,String> map = allMap.get(k);
            //遍历map
            Set<String> keys2 = map.keySet();
            for(String k2 : keys2){
                System.out.println(k2 + " = " + map.get(k2));
            }
        }
    }
}

3. 第二章 模拟斗地主洗牌发牌

3.1. 1 案例介绍

按照斗地主的规则,完成洗牌发牌的动作。

具体规则:

  1. 组装54张扑克牌
  2. 54张牌顺序打乱
  3. 三个玩家参与游戏,三人交替摸牌,每人17张牌,最后三张留作底牌。
  4. 查看三人各自手中的牌(按照牌的大小排序)、底牌

规则:手中扑克牌从大到小的摆放顺序:大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3

3.2. 2 案例需求分析

1.准备牌:

完成数字与纸牌的映射关系:

使用双列Map(HashMap)集合,完成一个数字与字符串纸牌的对应关系(相当于一个字典)。

2.洗牌:

通过数字完成洗牌发牌

3.发牌:

将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌,剩余牌通过对3取模依次发牌。

存放的过程中要求数字大小与斗地主规则的大小对应。

将代表不同纸牌的数字分配给不同的玩家与底牌。

4.看牌:

通过Map集合找到对应字符展示。

通过查询纸牌与数字的对应关系,由数字转成纸牌字符串再进行展示。

3.3. 3 实现代码步骤

package com.itheima04;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;

/*
 * 组合牌
 *       定义一个Map集合用来存储牌号  和 牌 
 *       定义一个List集合用来存储牌号
 *      花色:♥-♠-♦-♣
 *      数字:2-A-K-Q-J-10-9-8-7-6-5-4-3
 * 洗牌
 *         Collections.shuffle(牌号集合)
 * 发牌
 *         三个玩家三个集合
 *         发牌号 
 * 排序
 * 看牌
 */
public class Pooker {

    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个Map集合用来存储牌号  和 牌 
        HashMap<Integer, String> pookerMap = new HashMap<Integer, String>();
        //定义一个List集合用来存储牌号
        ArrayList<Integer> pookerList = new ArrayList<Integer>();

        String[] colors = "♥-♠-♦-♣".split("-");
        String[] nums = "2-A-K-Q-J-10-9-8-7-6-5-4-3".split("-");


        int index = 2;
        for(String num : nums){
            for(String color : colors){
                String thisPooker = color+num;
//                System.out.println(thisPooker);
                //将扑克牌放入Map集合
                pookerMap.put(index, thisPooker);
                //将牌号放入到pookerList集合中
                pookerList.add(index);
                index++;
            }
        }


        //将大王小王添加到集合
        pookerMap.put(0, "大王");
        pookerMap.put(1, "小王");
        pookerList.add(0);
        pookerList.add(1);

//        System.out.println(pookerMap);
//        System.out.println(pookerList);

        //洗牌
        Collections.shuffle(pookerList);

        //发牌
        ArrayList<Integer> player1 = new ArrayList<Integer>();
        ArrayList<Integer> player2 = new ArrayList<Integer>();
        ArrayList<Integer> player3 = new ArrayList<Integer>();
        ArrayList<Integer> diPai = new ArrayList<Integer>();

        //遍历牌号的集合 判断索引发牌号
        for(int i = 0 ;i < pookerList.size() ;i++){
            Integer pookerNum = pookerList.get(i);

            if(i>=51){
                diPai.add(pookerNum);
            }else if(i % 3 == 0){
                player1.add(pookerNum);
            }else if(i % 3 == 1){
                player2.add(pookerNum);
            }else if(i % 3 == 2){
                player3.add(pookerNum);
            }
        }


//        排序

        Collections.sort(player1);
        Collections.sort(player2);
        Collections.sort(player3);
        Collections.sort(diPai);
//        System.out.println(player1);
//        System.out.println(player2);
//        System.out.println(player3);
//        System.out.println(diPai);

        show("张三",player1,pookerMap);
        show("李四",player2,pookerMap);
        show("王五",player3,pookerMap);
        show("底牌",diPai,pookerMap);

    }
    //定义方法 看牌
    public static void show(String name,ArrayList<Integer> player,HashMap<Integer, String> pookerMap ){
        System.out.print(name+":");
        for(Integer pookerNum : player){
            String thisPooker = pookerMap.get(pookerNum);
            System.out.print(thisPooker+" ");
        }
        System.out.println();
    }
}

4. 第三章 异常

4.1. 1 异常概念

异常,就是不正常的意思。在生活中:医生说,你的身体某个部位有异常,该部位和正常相比有点不同,该部位的功能将受影响.在程序中的意思就是:

  • 异常 :指的是程序在执行过程中,出现的非正常的情况,最终会导致JVM的非正常停止。

在Java等面向对象的编程语言中,异常本身是一个类,产生异常就是创建异常对象并抛出了一个异常对象。Java处理异常的方式是中断处理。

异常指的并不是语法错误,语法错了,编译不通过,不会产生字节码文件,根本不能运行.

4.2. 2 异常体系

异常机制其实是帮助我们找到程序中的问题,异常的根类是java.lang.Throwable,其下有两个子类:java.lang.Errorjava.lang.Exception,平常所说的异常指java.lang.Exception

Throwable体系:

  • Error:严重错误Error,无法通过处理的错误,只能事先避免,好比绝症。
  • Exception:表示异常,异常产生后程序员可以通过代码的方式纠正,使程序继续运行,是必须要处理的。好比感冒、阑尾炎。

Throwable中的常用方法:

  • public void printStackTrace():打印异常的详细信息。

    包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。

  • public String getMessage():获取发生异常的原因。

    提示给用户的时候,就提示错误原因。

  • public String toString():获取异常的类型和异常描述信息(不用)。

出现异常,不要紧张,把异常的简单类名,拷贝到API中去查。

4.3. 3 异常分类

我们平常说的异常就是指Exception,因为这类异常一旦出现,我们就要对代码进行更正,修复程序。

异常(Exception)的分类:根据在编译时期还是运行时期去检查异常?

  • 编译时期异常:checked异常。在编译时期,就会检查,如果没有处理异常,则编译失败。(如日期格式化异常)
  • 运行时期异常:runtime异常。在运行时期,检查异常.在编译时期,运行异常不会编译器检测(不报错)。(如数学异常)

4.4. 4 异常的产生过程解析

先运行下面的程序,程序会产生一个数组索引越界异常ArrayIndexOfBoundsException。我们通过图解来解析下异常产生的过程。

工具类

public class ArrayTools {
    // 对给定的数组通过给定的角标获取元素。
    public static int getElement(int[] arr, int index) {
        int element = arr[index];
        return element;
    }
}

测试类

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 34, 12, 67 };
        intnum = ArrayTools.getElement(arr, 4)
        System.out.println("num=" + num);
        System.out.println("over");
    }
}

上述程序执行过程图解:

5. 第四章 异常的处理

Java异常处理的五个关键字:try、catch、finally、throw、throws

5.1. 1 抛出异常throw

在编写程序时,我们必须要考虑程序出现问题的情况。比如,在定义方法时,方法需要接受参数。那么,当调用方法使用接受到的参数时,首先需要先对参数数据进行合法的判断,数据若不合法,就应该告诉调用者,传递合法的数据进来。这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。

在java中,提供了一个throw关键字,它用来抛出一个指定的异常对象。那么,抛出一个异常具体如何操作呢?

  1. 创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。

  2. 需要将这个异常对象告知给调用者。怎么告知呢?怎么将这个异常对象传递到调用者处呢?通过关键字throw就可以完成。throw 异常对象。

    throw用在方法内,用来抛出一个异常对象,将这个异常对象传递到调用者处,并结束当前方法的执行。

使用格式:

throw new 异常类名(参数);

例如:

throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在");

throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在,已超出范围");

学习完抛出异常的格式后,我们通过下面程序演示下throw的使用。

public class ThrowDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个数组 
        int[] arr = {2,4,52,2};
        //根据索引找对应的元素 
        int index = 4;
        int element = getElement(arr, index);

        System.out.println(element);
        System.out.println("over");
    }
    /*
     * 根据 索引找到数组中对应的元素
     */
    public static int getElement(int[] arr,int index){ 
           //判断  索引是否越界
        if(index<0 || index>arr.length-1){
             /*
             判断条件如果满足,当执行完throw抛出异常对象后,方法已经无法继续运算。
             这时就会结束当前方法的执行,并将异常告知给调用者。这时就需要通过异常来解决。 
              */
             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("哥们,角标越界了~~~");
        }
        int element = arr[index];
        return element;
    }
}

注意:如果产生了问题,我们就会throw将问题描述类即异常进行抛出,也就是将问题返回给该方法的调用者。

那么对于调用者来说,该怎么处理呢?一种是进行捕获处理,另一种就是继续讲问题声明出去,使用throws声明处理。

5.2. 2 Objects非空判断

还记得我们学习过一个类Objects吗,曾经提到过它由一些静态的实用方法组成,这些方法是null-save(空指针安全的)或null-tolerant(容忍空指针的),那么在它的源码中,将对象为null的值进行了抛出异常操作。

  • public static <T> T requireNonNull(T obj):查看指定引用对象不是null。

查看源码发现这里对为null的进行了抛出异常操作:

public static <T> T requireNonNull(T obj) {
    if (obj == null)
          throw new NullPointerException();
    return obj;
}

5.3. 3 声明异常throws

声明异常:将问题标识出来,报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常,而没有捕获处理(稍后讲解该方式),那么必须通过throws进行声明,让调用者去处理。

关键字throws运用于方法声明之上,用于表示当前方法不处理异常,而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常).

声明异常格式:

修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2…{   }

声明异常的代码演示:

public class ThrowsDemo {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        read("a.txt");
    }

    // 如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在方法上使用throws关键字进行声明
    public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
        if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 
            // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throw
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
    }
}

throws用于进行异常类的声明,若该方法可能有多种异常情况产生,那么在throws后面可以写多个异常类,用逗号隔开。

public class ThrowsDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        read("a.txt");
    }

    public static void read(String path)throws FileNotFoundException, IOException {
        if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 
            // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throw
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
        if (!path.equals("b.txt")) {
            throw new IOException();
        }
    }
}

5.4. 4 捕获异常try…catch

如果异常出现的话,会立刻终止程序,所以我们得处理异常:

  1. 该方法不处理,而是声明抛出,由该方法的调用者来处理(throws)。
  2. 在方法中使用try-catch的语句块来处理异常。

try-catch的方式就是捕获异常。

  • 捕获异常:Java中对异常有针对性的语句进行捕获,可以对出现的异常进行指定方式的处理。

捕获异常语法如下:

try{
     编写可能会出现异常的代码
}catch(异常类型  e){
     处理异常的代码
     //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
}

try:该代码块中编写可能产生异常的代码。

catch:用来进行某种异常的捕获,实现对捕获到的异常进行处理。

注意:try和catch都不能单独使用,必须连用。

演示如下:

public class TryCatchDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {// 当产生异常时,必须有处理方式。要么捕获,要么声明。
            read("b.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {// 括号中需要定义什么呢?
              //try中抛出的是什么异常,在括号中就定义什么异常类型
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println("over");
    }
    /*
     *
     * 我们 当前的这个方法中 有异常  有编译期异常
     */
    public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
        if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 
            // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throw
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
    }
}

如何获取异常信息:

Throwable类中定义了一些查看方法:

  • public String getMessage():获取异常的描述信息,原因(提示给用户的时候,就提示错误原因。
  • public String toString():获取异常的类型和异常描述信息(不用)。
  • public void printStackTrace():打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台。

包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。

在开发中呢也可以在catch将编译期异常转换成运行期异常处理。

5.5. 4 finally 代码块

finally:有一些特定的代码无论异常是否发生,都需要执行。另外,因为异常会引发程序跳转,导致有些语句执行不到。而finally就是解决这个问题的,在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。

什么时候的代码必须最终执行?

当我们在try语句块中打开了一些物理资源(磁盘文件/网络连接/数据库连接等),我们都得在使用完之后,最终关闭打开的资源。

finally的语法:

try...catch....finally:自身需要处理异常,最终还得关闭资源。

注意:finally不能单独使用。

比如在我们之后学习的IO流中,当打开了一个关联文件的资源,最后程序不管结果如何,都需要把这个资源关闭掉。

finally代码参考如下:

public class TryCatchDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            read("a.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            //抓取到的是编译期异常  抛出去的是运行期 
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            System.out.println("不管程序怎样,这里都将会被执行。");
        }
        System.out.println("over");
    }
    /*
     *
     * 我们 当前的这个方法中 有异常  有编译期异常
     */
    public static void read(String path) throws FileNotFoundException {
        if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 
            // 我假设  如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常  throw
            throw new FileNotFoundException("文件不存在");
        }
    }
}

当只有在try或者catch中调用退出JVM的相关方法,此时finally才不会执行,否则finally永远会执行。

5.6. 5 异常注意事项

  • 运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。

  • 如果父类的方法抛出了多个异常,子类覆盖(重写)父类方法时,只能抛出相同的异常或者是他的子集。

  • 父类方法没有抛出异常,子类覆盖父类该方法时也不可抛出异常。此时子类产生该异常,只能捕获处理,不能声明抛出

  • 当多异常分别处理时,捕获处理,前边的类不能是后边类的父类

  • 在try/catch后可以追加finally代码块,其中的代码一定会被执行,通常用于资源回收。

  • 多个异常使用捕获又该如何处理呢?

    1. 多个异常分别处理。
    2. 多个异常一次捕获,多次处理。
    3. 多个异常一次捕获一次处理。

    一般我们是使用一次捕获多次处理方式,格式如下:

    try{
         编写可能会出现异常的代码
    }catch(异常类型A  e){  当try中出现A类型异常,就用该catch来捕获.
         处理异常的代码
         //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
    }catch(异常类型B  e){  当try中出现B类型异常,就用该catch来捕获.
         处理异常的代码
         //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常
    }
    

    注意:这种异常处理方式,要求多个catch中的异常不能相同,并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系,那么子类异常要求在上面的catch处理,父类异常在下面的catch处理。

6. 第五章 自定义异常

6.1. 1 概述

为什么需要自定义异常类:

我们说了Java中不同的异常类,分别表示着某一种具体的异常情况,那么在开发中总是有些异常情况是SUN没有定义好的,此时我们根据自己业务的异常情况来定义异常类。,例如年龄负数问题,考试成绩负数问题。

在上述代码中,发现这些异常都是JDK内部定义好的,但是实际开发中也会出现很多异常,这些异常很可能在JDK中没有定义过,例如年龄负数问题,考试成绩负数问题.那么能不能自己定义异常呢?

什么是自定义异常类:

在开发中根据自己业务的异常情况来定义异常类.

自定义一个业务逻辑异常: RegisterException。一个注册异常类。

异常类如何定义:

  1. 自定义一个编译期异常: 自定义类 并继承于java.lang.Exception
  2. 自定义一个运行时期的异常类:自定义类 并继承于java.lang.RuntimeException

6.2. 2 自定义异常的练习

要求:我们模拟注册操作,如果用户名已存在,则抛出异常并提示:亲,该用户名已经被注册。

首先定义一个注册异常类RegisterException:

// 业务逻辑异常
public class RegisterException extends Exception {
    /**
     * 空参构造
     */
    public RegisterException() {
    }

    /**
     *
     * @param message 表示异常提示
     */
    public RegisterException(String message) {
        super(message);
    }
}

模拟登陆操作,使用数组模拟数据库中存储的数据,并提供当前注册账号是否存在方法用于判断。

public class Demo {
    // 模拟数据库中已存在账号
    private static String[] names = {"bill","hill","jill"};

    public static void main(String[] args) {     
        //调用方法
        try{
              // 可能出现异常的代码
            checkUsername("nill");
            System.out.println("注册成功");//如果没有异常就是注册成功
        }catch(LoginException e){
            //处理异常
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //判断当前注册账号是否存在
    //因为是编译期异常,又想调用者去处理 所以声明该异常
    public static boolean checkUsername(String uname) throws LoginException{
        for (String name : names) {
            if(name.equals(uname)){//如果名字在这里面 就抛出登陆异常
                throw new LoginException("亲"+name+"已经被注册了!");
            }
        }
        return true;
    }
}

7. 第六章 多线程

我们在之前,学习的程序在没有跳转语句的前提下,都是由上至下依次执行,那现在想要设计一个程序,边打游戏边听歌,怎么设计?

要解决上述问题,咱们得使用多进程或者多线程来解决.

7.1. 1 并发与并行

  • 并行:指两个或多个事件在同一时刻发生(同时执行)。
  • 并发:指两个或多个事件在同一个时间段内发生(交替执行)。

在操作系统中,安装了多个程序,并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行,这在单 CPU 系统中,每一时刻只能有一道程序执行,即微观上这些程序是分时的交替运行,只不过是给人的感觉是同时运行,那是因为分时交替运行的时间是非常短的。

而在多个 CPU 系统中,则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上(CPU),实现多任务并行执行,即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序,这样多个程序便可以同时执行。目前电脑市场上说的多核 CPU,便是多核处理器,核越多,并行处理的程序越多,能大大的提高电脑运行的效率。

注意:单核处理器的计算机肯定是不能并行的处理多个任务的,只能是多个任务在单个CPU上并发运行。同理,线程也是一样的,从宏观角度上理解线程是并行运行的,但是从微观角度上分析却是串行运行的,即一个线程一个线程的去运行,当系统只有一个CPU时,线程会以某种顺序执行多个线程,我们把这种情况称之为线程调度。

7.2. 2 线程与进程

  • 进程:是指一个内存中运行的应用程序,每个进程都有一个独立的内存空间,一个应用程序可以同时运行多个进程;进程也是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位;系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。
  • 线程:是进程中的一个执行单元,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。

进程

线程

进程与线程的区别

  • 进程:有独立的内存空间,进程中的数据存放空间(堆空间和栈空间)是独立的,至少有一个线程。
  • 线程:堆空间是共享的,栈空间是独立的,线程消耗的资源比进程小的多。

注意:下面内容为了解知识点

1:因为一个进程中的多个线程是并发运行的,那么从微观角度看也是有先后顺序的,哪个线程执行完全取决于 CPU 的调度,程序员是干涉不了的。而这也就造成的多线程的随机性。

2:Java 程序的进程里面至少包含两个线程,主进程也就是 main()方法线程,另外一个是垃圾回收机制线程。每当使用 java 命令执行一个类时,实际上都会启动一个 JVM,每一个 JVM 实际上就是在操作系统中启动了一个线程,java 本身具备了垃圾的收集机制,所以在 Java 运行时至少会启动两个线程。

3:由于创建一个线程的开销比创建一个进程的开销小的多,那么我们在开发多任务运行的时候,通常考虑创建多线程,而不是创建多进程。

线程调度:

  • 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。

  • 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。

    抢占式调度

7.3. 3 Thread类

线程开启我们需要用到了java.lang.Thread类,API中该类中定义了有关线程的一些方法,具体如下:

构造方法:

  • public Thread():分配一个新的线程对象。
  • public Thread(String name):分配一个指定名字的新的线程对象。
  • public Thread(Runnable target):分配一个带有指定目标新的线程对象。
  • public Thread(Runnable target,String name):分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。

常用方法:

  • public String getName():获取当前线程名称。
  • public void start():导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。
  • public void run():此线程要执行的任务在此处定义代码。
  • public static void sleep(long millis):使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停(暂时停止执行)。
  • public static Thread currentThread():返回对当前正在执行的线程对象的引用。

翻阅API后得知创建线程的方式总共有两种,一种是继承Thread类方式,一种是实现Runnable接口方式,方式一我们上一天已经完成,接下来讲解方式二实现的方式。

7.4. 4 创建线程方式一_继承方式

Java使用java.lang.Thread类代表线程,所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。每个线程的作用是完成一定的任务,实际上就是执行一段程序流即一段顺序执行的代码。Java使用线程执行体来代表这段程序流。Java中通过继承Thread类来创建启动多线程的步骤如下:

  1. 定义Thread类的子类,并重写该类的run()方法,该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体。
  2. 创建Thread子类的实例,即创建了线程对象
  3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

代码如下:

测试类:

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建自定义线程对象
        MyThread mt = new MyThread("新的线程!");
        //开启新线程
        mt.start();
        //在主方法中执行for循环
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("main线程!"+i);
        }
    }
}

自定义线程类:

public class MyThread extends Thread {
    //定义指定线程名称的构造方法
    public MyThread(String name) {
        //调用父类的String参数的构造方法,指定线程的名称
        super(name);
    }
      public MyThread() {
        //不指定线程的名字,线程有默认的名字Thread-0
    }
    /**
     * 重写run方法,完成该线程执行的逻辑
     */
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println(getName()+":正在执行!"+i);
        }
    }
}

7.5. 5 创建线程方式二_实现方式

采用java.lang.Runnable也是非常常见的一种,我们只需要重写run方法即可。

步骤如下:

  1. 定义Runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
  2. 创建Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象。
  3. 调用线程对象的start()方法来启动线程。

代码如下:

public class MyRunnable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
        }
    }
}
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建自定义类对象  线程任务对象
        MyRunnable mr = new MyRunnable();
        //创建线程对象
        Thread t = new Thread(mr, "小强");
        t.start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("旺财 " + i);
        }
    }
}

通过实现Runnable接口,使得该类有了多线程类的特征。run()方法是多线程程序的一个执行目标。所有的多线程代码都在run方法里面。Thread类实际上也是实现了Runnable接口的类。

在启动的多线程的时候,需要先通过Thread类的构造方法Thread(Runnable target) 构造出对象,然后调用Thread对象的start()方法来运行多线程代码。

实际上所有的多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。因此,不管是继承Thread类还是实现Runnable接口来实现多线程,最终还是通过Thread的对象的API来控制线程的,熟悉Thread类的API是进行多线程编程的基础。

tips:Runnable对象仅仅作为Thread对象的target,Runnable实现类里包含的run()方法仅作为线程执行体。而实际的线程对象依然是Thread实例,只是该Thread线程负责执行其target的run()方法。

Thread和Runnable的区别

如果一个类继承Thread,则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话,则很容易的实现资源共享。

总结:

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:

  1. 适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。
  2. 可以避免java中的单继承的局限性。
  3. 增加程序的健壮性,实现解耦操作,代码可以被多个线程共享,代码和线程独立。
  4. 线程池只能放入实现Runable或Callable类线程,不能直接放入继承Thread的类。

7.6. 6 匿名内部类方式

使用线程的内匿名内部类方式,可以方便的实现每个线程执行不同的线程任务操作。

使用匿名内部类的方式实现Runnable接口,重新Runnable接口中的run方法:

public class NoNameInnerClassThread {
       public static void main(String[] args) {           
//        new Runnable(){
//            public void run(){
//                for (int i = 0; i < 20; i++) {
//                    System.out.println("张宇:"+i);
//                }
//            }  
//           }; //---这个整体  相当于new MyRunnable()
        Runnable r = new Runnable(){
            public void run(){
                for (int i = 0; i < 20; i++) {
                      System.out.println("张宇:"+i);
                }
            }  
        };
        new Thread(r).start();

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
              System.out.println("费玉清:"+i);
        }
       }
}

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