Java基础之多线程(一)--概述、同步、死锁、单例模式

概述：

/*进程：是一个正在执行中的程序。每一个进程执行都有一个执行顺序。该顺序是一个执行路径，或者叫一个控制单元。线程：就是进程中的一个独立的控制单元。线程在控制着进程的执行。一个进程中至少有一个线程。Java VM  启动的时候会有一个进程java.exe.该进程中至少一个线程负责java程序的执行。而且这个线程运行的代码存在于main方法中。该线程称之为主线程。扩展：其实更细节说明jvm，jvm启动不止一个线程，还有负责垃圾回收机制的线程。1,如何在自定义的代码中，自定义一个线程呢？通过对api的查找，java已经提供了对线程这类事物的描述。就Thread类。创建线程的第一种方式：继承Thread类。步骤：1，定义类继承Thread。2，复写Thread类中的run方法。目的：将自定义代码存储在run方法。让线程运行。3，调用线程的start方法，该方法两个作用：启动线程，调用run方法。发现运行结果每一次都不同。因为多个线程都获取cpu的执行权。cpu执行到谁，谁就运行。明确一点，在某一个时刻，只能有一个程序在运行。(多核除外)cpu在做着快速的切换，以达到看上去是同时运行的效果。我们可以形象把多线程的运行行为在互相抢夺cpu的执行权。这就是多线程的一个特性：随机性。谁抢到谁执行，至于执行多长，cpu说的算。为什么要覆盖run方法呢？Thread类用于描述线程。该类就定义了一个功能，用于存储线程要运行的代码。该存储功能就是run方法。也就是说Thread类中的run方法，用于存储线程要运行的代码。*/class Demo extends Thread{public void run(){for(int x=0; x<60; x++)System.out.println("demo run----"+x);}}class ThreadDemo {public static void main(String[] args) {//for(int x=0; x<4000; x++)//System.out.println("Hello World!");Demo d = new Demo();//创建好一个线程。//d.start();//开启线程并执行该线程的run方法。d.run();//仅仅是对象调用方法。而线程创建了，并没有运行。for(int x=0; x<60; x++)System.out.println("Hello World!--"+x);}}/*练习：创建两个线程，和主线程交替运行。*/

练习：

/*练习：创建两个线程，和主线程交替运行。原来线程都有自己默认的名称。Thread-编号 该编号从0开始。static Thread currentThread():获取当前线程对象。getName(): 获取线程名称。设置线程名称：setName或者构造函数。*/class Test extends Thread{//private String name;Test(String name){//this.name = name;super(name);}public void run(){for(int x=0; x<60; x++){System.out.println((Thread.currentThread()==this)+"..."+this.getName()+" run..."+x);}}}class ThreadTest {public static void main(String[] args) {Test t1 = new Test("one---");Test t2 = new Test("two+++");t1.start();t2.start();//t1.run();//t2.run();for(int x=0; x<60; x++){System.out.println("main....."+x);}}}

/*需求：银行有一个金库。有两个储户分别存300员，每次存100，存3次。目的：该程序是否有安全问题，如果有，如何解决？如何找问题：1，明确哪些代码是多线程运行代码。2，明确共享数据。3，明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。*/class Bank{private int sum;//Object obj = new Object();public synchronized void add(int n){//synchronized(obj)//{sum = sum + n;try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}System.out.println("sum="+sum);//}}}class Cus implements Runnable{private Bank b = new Bank();public void run(){for(int x=0; x<3; x++){b.add(100);}}}class  BankDemo{public static void main(String[] args) {Cus c = new Cus();Thread t1 = new Thread(c);Thread t2 = new Thread(c);t1.start();t2.start();}}

/*需求：简单的卖票程序。多个窗口同时买票。创建线程的第二种方式：实现Runable接口步骤：1，定义类实现Runnable接口2，覆盖Runnable接口中的run方法。将线程要运行的代码存放在该run方法中。3，通过Thread类建立线程对象。4，将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数。因为，自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。所以要让线程去指定指定对象的run方法。就必须明确该run方法所属对象。5，调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。实现方式和继承方式有什么区别呢？实现方式好处：避免了单继承的局限性。在定义线程时，建立使用实现方式。两种方式区别：继承Thread:线程代码存放Thread子类run方法中。实现Runnable，线程代码存在接口的子类的run方法。*/class Ticket implements Runnable//extends Thread{private  int tick = 100;public void run(){while(true){if(tick>0){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--);}}}}class  TicketDemo{public static void main(String[] args) {Ticket t = new Ticket();Thread t1 = new Thread(t);//创建了一个线程；Thread t2 = new Thread(t);//创建了一个线程；Thread t3 = new Thread(t);//创建了一个线程；Thread t4 = new Thread(t);//创建了一个线程；t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();/*Ticket t1 = new Ticket();//Ticket t2 = new Ticket();//Ticket t3 = new Ticket();//Ticket t4 = new Ticket();t1.start();t1.start();t1.start();t1.start();*/}}

/*通过分析，发现，打印出0，-1，-2等错票。多线程的运行出现了安全问题。问题的原因：当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。解决办法：对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完。在执行过程中，其他线程不可以参与执行。Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式。就是同步代码块。synchronized(对象){需要被同步的代码}对象如同锁。持有锁的线程可以在同步中执行。没有持有锁的线程即使获取cpu的执行权，也进不去，因为没有获取锁。火车上的卫生间---经典。同步的前提：1，必须要有两个或者两个以上的线程。2，必须是多个线程使用同一个锁。必须保证同步中只能有一个线程在运行。好处：解决了多线程的安全问题。弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源，*/class Ticket implements Runnable{private  int tick = 1000;Object obj = new Object();public void run(){while(true){synchronized(obj){if(tick>0){//try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--);}}}}}class  TicketDemo2{public static void main(String[] args) {Ticket t = new Ticket();Thread t1 = new Thread(t);Thread t2 = new Thread(t);Thread t3 = new Thread(t);Thread t4 = new Thread(t);t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();}}

同步：

/*同步函数用的是哪一个锁呢？函数需要被对象调用。那么函数都有一个所属对象引用。就是this。所以同步函数使用的锁是this。通过该程序进行验证。使用两个线程来买票。一个线程在同步代码块中。一个线程在同步函数中。都在执行买票动作。*/class Ticket implements Runnable{private  int tick = 100;Object obj = new Object();boolean flag = true;public  void run(){if(flag){while(true){synchronized(this){if(tick>0){try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....code : "+ tick--);}}}}elsewhile(true)show();}public synchronized void show()//this{if(tick>0){try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....show.... : "+ tick--);}}}class  ThisLockDemo{public static void main(String[] args) {Ticket t = new Ticket();Thread t1 = new Thread(t);Thread t2 = new Thread(t);t1.start();try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}t.flag = false;t2.start();//Thread t3 = new Thread(t);//Thread t4 = new Thread(t);//t3.start();//t4.start();}}

/*如果同步函数被静态修饰后，使用的锁是什么呢？通过验证，发现不在是this。因为静态方法中也不可以定义this。静态进内存是，内存中没有本类对象，但是一定有该类对应的字节码文件对象。类名.class  该对象的类型是Class静态的同步方法，使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。 类名.class*/class Ticket implements Runnable{private static  int tick = 100;//Object obj = new Object();boolean flag = true;public  void run(){if(flag){while(true){synchronized(Ticket.class){if(tick>0){try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....code : "+ tick--);}}}}elsewhile(true)show();}public static synchronized void show(){if(tick>0){try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....show.... : "+ tick--);}}}class  StaticMethodDemo{public static void main(String[] args) {Ticket t = new Ticket();Thread t1 = new Thread(t);Thread t2 = new Thread(t);t1.start();try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}t.flag = false;t2.start();}}

单例模式：

/*单例设计模式。*///饿汉式。/*class Single{private static final Single s = new Single();private Single(){}public static Single getInstance(){return s;}}*///懒汉式class Single{private static Single s = null;private Single(){}public static  Single getInstance(){if(s==null){synchronized(Single.class){if(s==null)//--->A;s = new Single();}}return s;}}class SingleDemo {public static void main(String[] args) {System.out.println("Hello World!");}}

死锁：

/*死锁。同步中嵌套同步。*/class Ticket implements Runnable{private  int tick = 1000;Object obj = new Object();boolean flag = true;public  void run(){if(flag){while(true){synchronized(obj){show();}}}elsewhile(true)show();}public synchronized void show()//this{synchronized(obj){if(tick>0){try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....code : "+ tick--);}}}}class  DeadLockDemo{public static void main(String[] args) {Ticket t = new Ticket();Thread t1 = new Thread(t);Thread t2 = new Thread(t);t1.start();try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}t.flag = false;t2.start();}}

死锁练习：

class Test implements Runnable{private boolean flag;Test(boolean flag){this.flag = flag;}public void run(){if(flag){while(true){synchronized(MyLock.locka){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...if locka ");synchronized(MyLock.lockb){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..if lockb");}}}}else{while(true){synchronized(MyLock.lockb){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..else lockb");synchronized(MyLock.locka){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+".....else locka");}}}}}}class MyLock{static Object locka = new Object();static Object lockb = new Object();}class  DeadLockTest{public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(new Test(true));Thread t2 = new Thread(new Test(false));t1.start();t2.start();}}