黑马程序员_多线程

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一．概述

    1.进程：

      是一个正在执行的程序。

     每一个进程都有一个执行顺序，该顺序是一个执行路径，或者叫一个控制单元。 

    2．线程：

      就是进程中一个独立的控制单元，线程在控制者进程的执行。

     一个进程中至少有一个线程。

    3.多线程：

     Java虚拟机在启动的时候会有一个进程java.exe,该进程中至少会有一个线程负责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。除此之外，还有负责垃圾回收的线程，这种一个进程中有多个线程的方式，就叫做多线程。

   4.多线程存在的意义

      多线程的出现能让程序产生同时运行的效果，提高程序执行效率。

   5.多线程的特性

    对于单核的cpu来说，某一时刻只能执行一个程序，如果要运行多个程序，cpu会快速的切换，所以我们能够看到程序同时运行的效果，cpu执行哪个程序是没

     有规律的即随机性：

      多个线程都在获取cpu的执行权，哪个线程抢到了cpu的执行权，就先执行哪个线程，至于执行的时间多长，完全由cpu决定。

 

二．创建线程     

      1.方法一：将类声明为Thread类的子类，该子类中重写Thread类的run()方法。

      步骤：

        定义类继承Thread类。

        复写run()方法，将自定义代码存放到run()方法中，让线程运行。

       调用线程的start()方法：

       该方法有两个作用:启动线程   调用run()方法

   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，想要运行自定义的代码，就必须覆盖父类的run()方

     法。

  代码：

 public class ThreadDemo extends Thread {public void run() {for (int x = 0; x < 60; x++) {System.out.println("demo run ---" + x);}}public static void main(String[] args) {ThreadDemo d = new ThreadDemo();//创建好一个线程d.start();//开启线程并执行该线程run方法//d.run();//仅仅是对象调用了方法，而线程创建了，并没有执行     此句代码使得主线程中的代码等待，run方法中的代码执行结束后，才开始运行主线程中的代码for (int x = 0; x < 60; x++) {System.out.println("Hello world ---" + x);}}}

       2.线程的运行状态

        

     

      一个特殊的状态：就绪。具备了执行资格，但是还没有获取资源。

     局部变量在每一个线程区域中都有独立的一份。

  代码：

/* * 练习： * 创建两个线程，和主线程交替运行 *  * static Thread currentThread()  获取当前线程的对象     标准写法 * getName():获取线程名称 * */class Test extends Thread {// private String name;Test(String name) {// this.name=name;super(name); // 父类中定义好的}public void run() {for (int x = 0; x < 60; x++) {// System.out.println((Thread.currentThread()==this)+"........"+this.getName()+" run...."+x);// System.out.println(this.getName()+" run...."+x); //thread--0System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run...."+ x);}}}public class ThreadTest {public static void main(String[] args) {// 开启线程Test t1 = new Test("one");Test t2 = new Test("two");t1.start();t2.start();// t1.run(); //run方法中的代码执行完后，才开始执行主线程中的代码// t2.run();for (int x = 0; x < 60; x++) {System.out.println("main....." + x);}}}

   3.方法二：实现Runnable接口

    步骤:

       定义类实现Runnable接口。

       覆盖runnable接口中的run()方法。

       通过Thread类建立线程对象。

       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。

       原因：自定义的run()方法所属的对象是Runnable接口的子类对象，所以要让线程去执行指定对象的run()方法，就必须明确该run()方法所属的对象。

        调用Thread类的start() 方法开启线程并调用Runnable接口子类的run()方法。

  4.两种创建线程的方式，一种实现，一种继承，有何区别？

    实现方式的好处在于避免了单继承的局限性，在定义线程时，建议使用实现方式。

    区别：

          继承Thread类：线程代码存放在Thread子类中的run()方法中。

          实现Runnable接口：线程代码存放在接口的子类的run()方法中。

  代码：

 /* * 售票的例子  * 有多个窗口在卖票*/class Ticket implements Runnable//extends Thread {private static int tick = 100; // 变量的生命周期太长public void run() {while (true) {if (tick > 0)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "....sale.." + tick--);}}}class ThreadTicket {public static void main(String[] args) { //创建Runnable接口子类的实例对象Ticket t=new Ticket();               //创建线程Thread t1=new Thread(t);Thread t2=new Thread(t);Thread t3=new Thread(t);Thread t4=new Thread(t);//启动线程t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();}}

   5.多线程在运行的时候会出现安全问题，原因是当多条语句在操作同一个线程的共享数据时，一个线程对多条语句执行了一部分，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。

     原因：

          多个线程访问出现延迟。

          线程随机性 。

    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，其它线程都不可以运行。那就是同步代码块。

 

三．同步（synchronized）

    1.同步代码块格式：

        synchronized（对象）

        {需要被同步的代码}

    2.同步可以解决安全问题的根本原因就在那个对象上。

    3.对象如同锁，持有锁的线程可以在同步中执行。如果一个线程获取了cpu的执行权，但是没有持有锁，该线程无法进去。

    4.同步的前提：

       必须有两个或两个以上的线程。

       必须是多个线程使用同一个锁。

       必须保证同步中只有一个线程在运行。

   5.好处： 解决了线程的安全问题。

   6.弊端：多个线程需要判断锁吗，比较消耗资源。

   7.同步的两种表现： 同步代码块

                    同步函数

   8.三个明确：

        明确哪些代码是多线程运行的代码。

        明确共享数据。

        明确多线程运行的代码中哪些是操作共享数据的。

 代码：

class Ticket implements Runnable// extends Thread{private int tick = 1000;  Object  obj=new  Object();public void run() {while (true) {synchronized(obj)//同步代码块{if (tick > 0) { 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);// 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();}}

   9.同步函数

     代码：

 public synchronized void add(int n)   //同步函数{sum = sum + n;try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}System.out.println("sum="+sum);} 

   

      同步函数的锁：

       函数需要被对象调用，那么函数都有一个所属对象的引用，就是this，所以同步函数的锁就是this

        静态同步函数的锁是Class对象。

       静态在进内存时，内存中没有本类对象，但是一定有该类对象的字节码文件对象。

        类名.class 该对象的类型是Class。

        所以静态的同步方法，使用的锁是所在类的字节码对象，类名.class

 

四．死锁

      同步中嵌套同步

   代码：

/*死锁*///定义类实现Runnable接口class Test1 implements Runnable {private boolean flag;// 构造函数Test1(boolean flag) {this.flag = flag;}// 重写run()方法public void run() {if (flag) {while (true) {// 死锁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()+ "...if lockb");synchronized (MyLock.Locka) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "...if 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 Test1(true));Thread t2 = new Thread(new Test1(false));//启动线程t1.start();t2.start();}}

五．线程间的通信

    1.其实就是多个线程操作同一个资源。但是操作的动作不同。

       

  

    2.等待唤醒机制

      线程在运行的过程中，会在内存中建立一个线程池，等待的线程都在线程池中。

       notify()唤醒的是线程池中的线程（通常是第一个线程被等待）。

   3.wait(),sleep()有什么区别？

        wait():释放cpu执行权，释放锁。

          sleep():释放cpu执行权，不释放锁。

   4.为什么wait(),notify(),notifyAll()这些用来操作线程的方法定义在了Object类中？

      这些方法存在与同步中。

      使用这些方法时必须要标识所属的同步的锁。

      锁可以是任意对象，所以任意对象调用的方法一定定义在Object类中。

 

   5.生产者和消费者的例子：

     对于多个生产者和消费者，为什么要定义while判断标记。？

      原因：让被唤醒的线程再一次判断标记。

      为什么定义notifyAll?

      原因：因为需要唤醒对方线程。 因为只用notify，容易出现只唤醒本方线程的情况。导致程序中的所有线程都等待。

  代码：

/* * 生产者和消费者 * */class ProducerConsumerDemo {public static void main(String[] args) {//创建资源对象Resource r = new Resource();Producer pro = new Producer(r);Consumer con = new Consumer(r); //创建线程Thread t1 = new Thread(pro);Thread t2 = new Thread(pro);Thread t3 = new Thread(con);Thread t4 = new Thread(con);        //启动线程t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();}}//资源class Resource {private String name;private int count = 1;private boolean flag = false;// t1 t2public synchronized void set(String name) {while (flag)//每次被唤醒的时候都判断try {this.wait();} catch (Exception e) {}this.name = name + "--" + count++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...生产者.."+ this.name);flag = true;this.notifyAll();}// t3 t4public synchronized void out() {while (!flag)try {wait();} catch (Exception e) {}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...消费者........."+ this.name);flag = false;this.notifyAll();}}//生产者class Producer implements Runnable {private Resource res;    //有参数的构造函数Producer(Resource res) {this.res = res;}//复写run()方法public void run() {while (true) {res.set("+商品+");}}}//消费者class Consumer implements Runnable {private Resource res;//有参数的构造函数Consumer(Resource res) {this.res = res;}    //复写run()方法public void run() {while (true) {res.out();}}}

    6.在jdk1.5中提供了多线程的升级解决方案：

       将同步synchronized替换成现实Lock操作。

      将Object中wait，notify，notifyAll替换成了Condition对象。

      该对象可以LOCK锁，进行获取。

    Lock:替代了Synchronized

       lock

       unlock

       newCondition()

   Condition：替代了Object  wait notify notifyAll

      await();

      signal();

      signalAll();

 代码：

import java.util.concurrent.locks.*;class ProducerConsumerDemo2 {public static void main(String[] args) {Resource r = new Resource();        Producer pro = new Producer(r);Consumer con = new Consumer(r);       //创建线程Thread t1 = new Thread(pro);Thread t2 = new Thread(pro);Thread t3 = new Thread(con);Thread t4 = new Thread(con);        //启动线程t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();}}class Resource{private String name;private int count = 1;private boolean flag = false;private Lock lock = new ReentrantLock();    //创建两个Condition对象，分别用来控制等待或唤醒和对方线程  private Condition condition_pro = lock.newCondition();private Condition condition_con = lock.newCondition();public  void set(String name)throws InterruptedException{   //获取锁lock.lock();try{while(flag)//本方线程等待condition_pro.await();this.name = name+"--"+count++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...生产者.."+this.name);flag = true;//唤醒对方线程condition_con.signal();}finally{lock.unlock();//释放锁的动作一定要执行。}}    public  void out()throws InterruptedException{lock.lock();try{while(!flag)condition_con.await();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...消费者........."+this.name);flag = false;condition_pro.signal();}finally{lock.unlock();}}}class Producer implements Runnable{private Resource res;Producer(Resource res){this.res = res;}public void run(){while(true){try{res.set("+商品+");}catch (InterruptedException e){}}}}class Consumer implements Runnable{private Resource res;Consumer(Resource res){this.res = res;}public void run(){while(true){try{res.out();}catch (InterruptedException e){}}}}

六.停止线程

  1.定义循环结束标记因为线程运行代码一般都是循环，只要控制了循环即可。

   2.使用interrupt（中断）方法。该方法是结束线程的冻结状态，使线程回到运行状态          中来。

   3.stop方法已经过时不再使用。

   4.特殊情况：

     当线程处于冻结状态，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时，这时需要对冻结进行清除，强制让线程

     恢复运行状态中来，这样就可以操作标记让线程结束。

 代码：

 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){break;}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"......."+num);}System.out.println("over");}}

 

 

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