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.

1.1 并发与并行

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

并行与并发.bmp
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。

1.2 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：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。
    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

我们可以再电脑底部任务栏，右键——->打开任务管理器,可以查看当前任务的进程：

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。
    • 设置线程的优先级
    • 抢占式调度详解
      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。

1.3多线程使用场景及优点

场景

  • 程序需要同时执行多个任务
  • 程序要实现一些需要等待的任务时。如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等
  • 需要一些后台运行的程序时

优点

  • 提高线程的响应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验
  • 提高计算机系统CPU的利用率
  • 改善程序结构。将长又复杂的进程分为几个多线程，独立运行，利于理解和修改

1.4 创建线程类

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类来创建并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：：

  1. public class Demo01 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         //创建自定义线程对象
  4.         MyThread mt = new MyThread("新的线程！");
  5.         //开启新线程
  6.         mt.start();
  7.         //在主方法中执行for循环
  8.         for (int i = 0; i < 10; i++) {
  9.             System.out.println("main线程！"+i);
  10.         }
  11.     }
  12. }

自定义线程类：

  1. public class MyThread extends Thread {
  2.     //定义指定线程名称的构造方法
  3.     public MyThread(String name) {
  4.         //调用父类的String参数的构造方法，指定线程的名称
  5.         super(name);
  6.     }
  7.     /**
  8.      * 重写run方法，完成该线程执行的逻辑
  9.      */
  10.     @Override
  11.     public void run() {
  12.         for (int i = 0; i < 10; i++) {
  13.             System.out.println(getName()+"：正在执行！"+i);
  14.         }
  15.     }
  16. }