黑马程序员---java基础---07多线程

------- android培训、java培训、期待与您交流！ ----------

一、多线程-概述

在说多线程之前要先说说进程。

进程：正在进行中的程序，每个进程执行都有一个执行的顺序，该顺序是一个执行路径，或者叫一个控制单元。电脑中的程序看似是同时开启的，但是在某一个时刻只执行一个，只是切换的比较快。

线程：线程是进程中的内容，是进程中一个独立的控制单元，线程在控制着进程的执行，一个进程至少有一个线程

拓展：java有编译进程和运行进程。在jvm启动时会有一个进程java.exe。在该进程中至少有一个线程负责java程序的执行，而这个线程运行的代码在main方法中该线程称之为主线程。其实更多的细节说明jvm启动时不止一个线程，还有负责垃圾回收机制的线程等等。

二、创建线程-继承Thread类

如何在自定义的代码中定义一个线程（通过api文档查找，java提供了对线程的描述 api-->java.lang-->Thread）Thread类

创建线程有两种方法：

方法一：继承Thread,覆盖run()类

步骤：1.定义类，继承Thread,2.覆盖run()方法，目的：将自定义的代码存储在run方法中，让线程运行3.创建类，调用线程的start方法。该方法有两个作用：启动线程和执行run方法。

如果直接调用run方法，那么只是创建了run方法，线程创建了没有运行。

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) {Demo d = new Demo();//创建好一个线程d.start();//开启线程并执行线程的run方法for(int x=0; x<60; x++){System.out.println("Hello world++++"+x);}}}

通过运行可以发现，结果每一次都不同。

因为多个线程都可以获取cpu的执行权限，cpu执行到谁，谁运行，明确一点，在某一个时刻，只能有一个程序在运行（多核除外）我们可以形象的说多线程运行行为是在互相抢夺cpu的执行权限，这也是多线程的一个特性，随机性。

三、创建线程-run和start特点

为什么要覆盖run方法？

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。

四、练习

创建两个线程，和主线程交替运行。

class Test extends Thread{private String name;Test(String name){this.name = name;}public void run(){for(int x=0; x<60; x++){System.out.println(name+" test run---"+x);}}}class  ThreadTest{public static void main(String[] args) {Test t1 = new Test("one");Test t2 = new Test("two");t1.start();t2.start();for(int x=0; x<60; x++){System.out.println("main=="+x);}}}

五、线程的几种状态

六、获取线程对象和名称

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。

七、售票的例子

需求：简单的卖票程序，多个窗口同时卖票

class Ticket extends Thread{private static int ticket = 100;public void run(){while(true){if(ticket>0){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--sala--"+ticket--);}}}}class  TicketDemo{public static void main(String[] args) {Ticket t1 = new Ticket();Ticket t2 = new Ticket();Ticket t3 = new Ticket();Ticket t4 = new Ticket();t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();}}

八、Runnable

但是我们一般不怎么会定义静态变量，它的生命周期相对较长，所以就引用了创建线程的另一个方法Runnable

步骤：

1，定义类是想Runnable接口

2，覆盖Runnable接口中的run方法

3，通过Thread类建立线程对象

4，将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数

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接口的run方法。

实现方式和继承方式的区别！

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。

九、多线程的安全问题

通过分析发现，打印出了0，-1，-2等错票

多线程的运行出现了安全问题。

出现问题原因：当多条语言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，另一条线程参与进来执行。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，在执行的过程中，其他线程不可参与。

java对于多线程的安全问题，提供了专业的处理：

同步代码块：

synchronized(对象)

{

需要被同步的代码

}

十、多线程同步代码块

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的执行权限，也进不去，因为没有获取锁。

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。

必须要保证同一个锁中只有一个线程在运行。

好处：解决了多线程的安全问题。

弊端：多个线程需要判断锁，比较消耗资源。

class Ticket implements Runnable{private int ticket = 100; Object obj = new Object();public void run(){while(true){synchronized(obj){if(ticket>0){try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--sala--"+ticket--);}}}}}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);Thread t3 = new Thread(t);Thread t4 = new Thread(t);t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();}}

十一、同步函数

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;public synchronized void add(int n){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();}}

十二、同步函数的锁是this

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();}}

十三、静态同步函数的锁是Class对象

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

十四、单例设计模式-懒汉模式

/*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!");}}

十五、死锁

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("if a");synchronized(MyLock.lockb){System.out.println("if b");}}}}else{while(true){synchronized(MyLock.lockb){System.out.println("else b");synchronized(MyLock.locka){System.out.println("else a");}}}}}}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();}}

十五、线程间通信

/*线程间通信，其实就是多个线程在操作同一个资源，但是操作的动作不同*/class Res{String name;String sex;}class Input implements Runnable{private Res r;Input(Res r){this.r = r;}Object obj = new Object();public void run(){int x = 0; while(true){synchronized(r){if(x==0){r.name ="mike";r.sex = "man";}else{r.name = "丽丽";r.sex= "女女女女";}x = (x+1)%2;}}}}class Output implements Runnable{private Res r;Object obj = new Object();Output(Res r){this.r = r;}public void run(){while(true){synchronized(r){System.out.println(r.name+"....."+r.sex);}}}}class  InputOutputDemo{public static void main(String[] args) {Res r = new Res();Input in = new Input(r);Output out = new Output(r);Thread t1 = new Thread(in);Thread t2 = new Thread(out);t1.start();t2.start();}}

十六、等待唤醒机制

wait,notify(),notifyAll()

都使用在同步中，因为要对持有监视器（锁）的线程操作。

所以要使用在同步中，因为只有同步才具有锁。

为什么这些操作线程的方法要定义在Object类中呢？

因为这些方法在操作同步中线程时，都必须要标识他们所有操作线程持有的锁。

只有同一个锁上的被等待线程，可以被同一个锁上的notify唤醒。

不可以对不同的锁中的线程进行唤醒。

也就是说，等待和唤醒必须是同一个锁。

而锁可以使任意的对象，所以可以被任意对象调用的方法定义在Object类中。

/*线程间通信，其实就是多个线程在操作同一个资源，但是操作的动作不同*/class Res{private String name;private String sex;boolean flag;public synchronized void set(String name,String sex){if(flag)try{this.wait();}catch(InterruptedException ie){}this.name = name;this.sex = sex;flag = true;this.notify();}public synchronized void out(){if(!flag)try{this.wait();}catch(InterruptedException ie){}System.out.println(name+"........"+sex);flag = false;this.notify();}}class Input implements Runnable{private Res r;Input(Res r){this.r = r;}Object obj = new Object();public void run(){int x = 0; while(true){if(x==0){r.set("mike",",man");}else{r.set("丽丽","女女");}x = (x+1)%2;}}}class Output implements Runnable{private Res r;Object obj = new Object();Output(Res r){this.r = r;}public void run(){while(true){r.out();}}}class  InputOutputDemo{public static void main(String[] args) {Res r = new Res();new Thread(new Input(r)).start();new Thread(new Output(r)).start();/*Input in = new Input(r);Output out = new Output(r);Thread t1 = new Thread(in);Thread t2 = new Thread(out);t1.start();t2.start();*/}}

JDK1.5 中提供了多线程升级解决方案。
将同步Synchronized替换成现实Lock操作。
将Object中的wait，notify notifyAll，替换了Condition对象。
该对象可以Lock锁 进行获取。
该示例中，实现了本方只唤醒对方操作。

Lock:替代了Synchronized
lock
unlock
newCondition()

Condition：替代了Object wait notify notifyAll
await();
signal();
signalAll();

十七、停止线程、守护线程

stop方法已经过时。

如何停止线程？
只有一种，run方法结束。
开启多线程运行，运行代码通常是循环结构。

只要控制住循环，就可以让run方法结束，也就是线程结束。


特殊情况：
当线程处于了冻结状态。
就不会读取到标记。那么线程就不会结束。

当没有指定的方式让冻结的线程恢复到运行状态是，这时需要对冻结进行清除。
强制让线程恢复到运行状态中来。这样就可以操作标记让线程结束。

Thread类提供该方法 interrupt();

class StopThread implements Runnable{private boolean flag =true;public  void run(){while(flag){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....run");}}public void changeFlag(){flag = false;}}class  StopThreadDemo{public static void main(String[] args) {StopThread st = new StopThread();Thread t1 = new Thread(st);Thread t2 = new Thread(st);t1.setDaemon(true);t2.setDaemon(true);t1.start();t2.start();int num = 0;while(true){if(num++ == 60){//st.changeFlag();//t1.interrupt();//t2.interrupt();break;}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"......."+num);}System.out.println("over");}}

十八、Join、优先级和yield方法

join:
当A线程执行到了B线程的.join()方法时，A就会等待。等B线程都执行完，A才会执行。

join可以用来临时加入线程执行。

class Demo implements Runnable{public void run(){for(int x=0; x<70; x++){System.out.println(Thread.currentThread().toString()+"....."+x);Thread.yield();}}}class  JoinDemo{public static void main(String[] args) throws Exception{Demo d = new Demo();Thread t1 = new Thread(d);Thread t2 = new Thread(d);t1.start();//t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);t2.start();//t1.join();for(int x=0; x<80; x++){//System.out.println("main....."+x);}System.out.println("over");}}