黑马程序员——Java基础——多线程

来源:互联网 发布:联合国商品数据库 编辑:程序博客网 时间:2024/06/01 09:04

多线程

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:是进程中的一个独立的控制单元,线程控制着进程的执行
一个进程中至少有一个线程
java vm(虚拟机) 启动的时候会有一个进程java.exe,该进程中至少有一个线程负责java程序的执行,且这个线程运行的代码存在于main方法中,这个线程称之为主线程
更细节说明虚拟机,jvm启动不止一个线程,还有负责垃圾回收机制的线程
多线程的意义:多线程的出现,可以让程序中的多部分代码同时执行

创建线程_继承Thread类

如何创建线程:
1. 继承Thread类;
2. 复写run();//将自定义的代码储存在run()中,方便线程调用
3. 调用线程的strat();//1. 启动线程 2. 调用run方法
多线程的特性:随机性
为什么要覆盖run():
Thread用于描述线程,该类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

public class Test1 {    public static void main(String[] args){        Demo d1 = new Demo("one+");        d1.start();        Demo d2 = new Demo("two++");        d2.start();    }}class Demo extends Thread{    Demo(String name){        System.out.println(name);    }    public void run (){        for(int i = 0; i <= 60; i++ ){            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "::" + i);        }    }}

线程运行状态

被创建
运行:start()
冻结(睡眠、等待):sleep(time)、wait()、notify()
消亡:stop()、run()方法结束
临时(阻塞)状态:具备运行资格,但是没有执行权

获取线程对象以及名称

获取当前对象:static Thread currentThread()
获取线程名称:getName()
设置线程名称:setNmae()

创建线程_实现Runnable接口

  1. 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类的构造参数
  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的区别
避免了单继承的局限性,在定义线程的时候建议使用实现方式
两种方法的区别:
继承Thread类:线程运行的代码存放在Thread子类run()方法中
实现Runnable接口:线程运行的代码存放在接口的子类的run()方法中

class Ticket implements Runnable{    private int tick = 100;    Object obj = new Object();    public void run() {        while(true){            if(tick>0){                synchronized(obj){                    try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "sela:" + tick--);                }            }        }    }}public class SellTicketDemo1 {    public static void main(String[] args){        Ticket t = new Ticket();        new Thread(t).start();        new Thread(t).start();        new Thread(t).start();        new Thread(t).start();    }}

多线程的安全问题:

问题原因:
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再执行过程中,其他线程不能参与执行
同步代码块:

synchronized(对象){    需要被同步的代码}

参数“对象”就如同锁,持有锁的线程可以在同步中执行
没有持有锁的线程,即使获取了CPU的执行权,也不能执行
同步的前提:
1. 必须要有两个以上的线程
2. 必须是多个线程使用同一个锁
必须保证在同步中有一个线程在运行
好处:解决了多线程的安全问题
弊端:每次都要判断锁,消耗资源
同步函数:
如何找到函数中的多线程同步问题:
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
同步代码块:

Object obj = new Object();public void test(){    synchronized(obj){        System.out.println("xxxx");    }}

同步函数:(用synchronized来修饰函数即可)

public synchronized void test(){    System.out.println("xxxx");}

同步函数用的是哪一个锁:
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
同步函数被静态修饰后,使用的锁是什么:
被静态修饰后,不在是this。静态进内存时,内存中没有本类对象,
但是一个顶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

多线程_单例设计模式-懒汉式

饿汉式

class Single{    private static final Single s = new Single();    private Single(){}    //Instance实例    public static Single getInstance(){        return s;    }}

懒汉式(延迟加载单例设计模式示例)

class Single{    private static Single s = null;    private Single(){}    /*  同步方法后效率会比较低效    public static synchronized Single getInstance(){        if(s == null){            return s;        }    }    */    public static Single getInstance(){        if(s == null){            synchronized(Single.class){            if(s == null)                s = new Single();            }        }    }}

懒汉式和饿汉式有什么不同:
1. 懒汉式的特点在于延时加载
2. 懒汉式延时加载在多线程的时候会出现线程安全问题
3. 用同步代码块和同步方法都行,但是会稍微低效,用双重判断可解决效率问题
4. 加同步的时候使用的锁为该类所属的字节码对象

多线程_死锁

同步中嵌套同步,而锁却不同
死锁示例:

public 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();    }}class Test implements Runnable{    private boolean flag;    Test(boolean flag){        this.flag = flag;    }    public void run() {        if(flag){            synchronized(MyLock.locka){                System.out.println("if locka");                synchronized(MyLock.lockb){                    System.out.println("if lockb");                }            }        }else{            synchronized(MyLock.lockb){                System.out.println("else lockb");                synchronized(MyLock.locka){                    System.out.println("else lockb");                }            }        }    }}class MyLock{    static Object locka = new Object();    static Object lockb = new Object();}

多线程间的通信

多个线程在操作同一个资源,但是操作的动作不同
等待唤醒机制:

public 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();    }}class Res{    String name;    String sex;    boolean flag = false;}/** wait();* notify();  * notifyall();* 都是用在同步中,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*/class Input implements Runnable{    private Res r;    Input(Res r){        this.r = r;    }    public void run(){        int x = 0;        while(true){            synchronized(r){                if(r.flag)                    try{r.wait();}catch(Exception e){}                if(x == 0){                    r.name = "mike";                    r.sex = "man";                }else{                    r.name = "lili";                    r.sex = "woman";                }                x = (x + 1) % 2;                r.flag = true;                r.notify();            }        }    }}class Output implements Runnable{    private Res r;    Output(Res r){        this.r = r;    }    public void run(){        while(true){            synchronized(r){                if(!r.flag)                    try{r.wait();}catch(Exception e){}                System.out.println(r.name + "..." + r.sex);                r.flag = false;                r.notify();            }        }    }}

等待唤醒机制代码优化:

public class InputOutputDemo {    public static void main(String[] args){        Res r = new Res();        new Thread(new Input(r)).start();        new Thread(new Output(r)).start();    }}class Res{    private String name;    private String sex;    private boolean flag = false;    public synchronized void set(String name, String sex){        if(flag)            try{this.wait();}catch(Exception e){}        this.name = name;        this.sex = sex;        flag = true;        notify();    }    public synchronized void out(){        if(!flag)            try{this.wait();}catch(Exception e){}        System.out.println(name + "..." + sex);         flag = false;        notify();    }}class Input implements Runnable{    private Res r;    Input(Res r){        this.r = r;    }    public void run(){        int x = 0;        while(true){                    if(x == 0){                r.set("milk", "man");            }else{                r.set("lili", "women");            }            x = (x + 1) % 2;        }    }}class Output implements Runnable{    private Res r;    Output(Res r){        this.r = r;    }    public void run(){        while(true){            r.out();        }    }}

生产者消费者:

public class ProducerConsumer {    public static void main(String[] args){        Resource r = new Resource();        new Thread(new Producer(r)).start();        new Thread(new Consumer(r)).start();    }}class Resource{    private String name;    private int count = 1;    private boolean flag = false;    public synchronized void set(String name){        while(flag)            try{wait();}catch(Exception e){}        this.name = name + ".." + count++;        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...生产者..." + this.name);        flag = true;        this.notifyAll();    }    public 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();    }}class Producer implements Runnable{    private Resource res;    Producer(Resource res){        this.res = res;    }    public void run() {        while(true){            res.set("++商品++");        }    }}class Consumer implements Runnable{    private Resource res;    Consumer(Resource res){        this.res = res;    }    public void run() {        while(true){            res.out();        }    }}

生产者消费者JDK1.5升级新特性版本(显式的锁机制):
将同步synchronized替换成现实Lock操作
将Object中的wait,notify,notifyAll,替换Condition对象
该对象可以通过Lock锁进行获取

public class ProducerConsumer {    public static void main(String[] args){        Resource r = new Resource();        new Thread(new Producer(r)).start();        new Thread(new Consumer(r)).start();        new Thread(new Consumer(r)).start();        new Thread(new Consumer(r)).start();    }}class Resource{    private String name;    private int count = 1;    private boolean flag = false;    private Lock lock = new ReentrantLock();    private Condition condition_pro = lock.newCondition();    private Condition condition_con = lock.newCondition();    public void set(String name) throws InterruptedException{        lock.lock();        try{            while(flag)                condition_pro.await();            this.name = name + ".." + count++;            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...生产者..." + this.name);            flag = true;            condition_con.signal();        }finally{            lock.unlock();        }    }    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) {                e.printStackTrace();            }        }    }}class Consumer implements Runnable{    private Resource res;    Consumer(Resource res){        this.res = res;    }    public void run() {        while(true){            try {                res.out();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}

多线程_停止线程

stop()已经过时,只有一种run()方法结束
开启多线程,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,结束线程
Thread类中提供interrupt()方法,强制让给线程恢复到运行状态中来

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

多线程_守护线程

  1. 在线程启动前调用
  2. 当前台线程全部运行结束后,后台线程自动结束运行(Java虚拟机退出)
    setDeamon():
Thread t = new Thread(对象);t.setDeamon();t.start();

多线程_Join()方法

当A线程执行到了B线程的.join(),A线程就会等待,等B线程都执行完,A才会执行多线程_优先级 & yield()方法
setPriority(int newPriority);优先级一共10级,10级别最优先
MAX_PRIORITY 10级
MIN_PRIORITY 1级别
NORM_PRIORITY 5级别
Thread.yield();临时释放线程执行权,能达到所有线程平均运行效果

几种多线程的定义方式

public class TestThread {    public static void main(String[] args){        new Thread(){            public void run(){                for(int i=0; i<100; i++){                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...." + i);                }            }        }.start();        Runnable r = new Runnable(){            public void run(){                for(int i=0; i<100; i++){                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...." + i);                }            }        };        new Thread(r).start();        for(int i=0; i<100; i++){            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...." + i);        }    }}
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