【Java基础】--线程（包含面试题）

本章主要了解什么是进程？进程和线程有什么关系？有什么区别？以及创建线程的方式有哪些？

1.什么是进程？

简单的来说，进程是指在系统中正在运行的一个应用程序，每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专用的且受保护的内存。

2.什么是线程？

线程，又称轻量级进程（Light Weight Process）。
线程是进程中的一条执行路径，也是CPU的基本调度单位。
若一个程序可同一时间执行多个线程，就是支持多线程的.
一个进程由一个或多个线程组成，彼此间完成不同的工作(任务)，
同时执行，称为多线程。

3.为什么使用多线程？

        我们其实可以将这个问题换个角度思考，使用单线程处理问题时有什么不足？单线程处理方式在面对耗时任务时会导致程序阻塞，效率降低，并且CPU在等待I/O操作时资源利用率不高。相比之下，多线程通过并发执行多个任务，利用时间片轮转机制，提高了CPU资源的利用率，优化了I/O操作的等待时间，从而在宏观上实现了任务的并行处理。这种机制显著改善了用户体验，减少了等待时间，使得程序能够快速响应用户操作，同时进行多个任务，提高了整体的灵活性和效率。

4. java如何创建多线程

java中提供了三种实现多线程的方式:

第一种: 继承Thread类

第二种: 实现Runnable接口

第三种: 实现Callable接

4.1继承Thread类

第一种是使用继承Thread类来实现的

代码示例:接下来我们写一个小案例以便更好的理解，使用使用线程Thread类实现4个窗口各卖100张票

public class SellTicket extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        int tick = 100;
        while (true) {
            if (tick > 0) {
                //getName获取线程名:默认的名称Thread-n. 该方法必须在Thread类下才能用
                //Thread.currentThread():获取当前正在执行的线程对象
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "出售第" + tick + "张票");
                tick--;
            } else {
                System.out.println("票卖完了");
                break;
            }
        }
    }

}



// 测试

public class SellTicketTest {
    public static void main(String[] args) {
        SellTicket sellTicket = new SellTicket();
        //setName设置线程名
        sellTicket.setName("线程A");
        sellTicket.start();
        SellTicket sellTicket1 = new SellTicket();
        sellTicket1.setName("线程B");
        sellTicket1.start();
    }
}

4.2实现Runnable接口

第二种是实现Runnable接口来实现的

代码示例:接下来我们写一个小案例以便更好的理解，使用使用线程Thread类实现4个窗口共卖100张票

public class SellTicket implements Runnable {
    private int tick = 100;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (tick > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(20);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                tick--;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖了一张票；剩余:" + tick + "张");
            } else {
                break;
            }
        }
    }
}



// 测试

public class TestTick {
    public static void main(String[] args) {
        SellTicket task=new SellTicket();

        Thread t1=new Thread(task,"窗口A");
        Thread t2=new Thread(task,"窗口B");
        Thread t3=new Thread(task,"窗口C");
        Thread t4=new Thread(task,"窗口D");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}

分析出: 超卖和重卖现象。 这是因为多个线程共享一个资源，导致了线程安全隐患问题。后期我们可以使用锁解决。

上两种方式继承Thread和实现Runnable那种方式比较好:

使用第二种，因为第二种的扩展性更好。

4.3实现Callable接口

Callable是一个接口（interface），它允许开发者定义一个可调用的任务，这个任务可以在多线程环境下执行，并且可以返回一个结果或者抛出一个异常。Callable接口的设计使得程序员可以使用多线程的方式来执行计算，并且能够获取到计算的结果或者处理任务执行过程中的异常情况。

代码示例: 创建线程计算1~1000之间求3倍数的和

public class MyCallable implements Callable<Integer> {
    private int sum = 0;
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            if (i % 3 == 0){
                sum += i;
            }
        }
        return sum;
    }
}


// 测试

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        MyCallable myCallable = new MyCallable();
       FutureTask futureTask = new FutureTask(myCallable);
       Thread t = new Thread(futureTask);
        t.start();
        Integer i = (Integer) futureTask.get();
        System.out.println(i);
    }
}

面试题总结：

1. 什么线程和进程？
2. 创建线程的方式?
3. Thread类中常用的方法。
4. Runable和Callable的区别?
    1.Callable有返回值，而且抛出异常。而Runnable无返回值和异常抛出
    2.Callable她是对Runnable的补充。