java多线程--11

多线程

进程：是一个正在执行的程序
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

如何自定义线程？
通过对API的查找，java已经提供了对线程这类事物的描述。就是Thread类

创建线程的第一种方式就是继承Thread类
1，定义类继承Thread
目的：将自定义的代码存储在run方法，让线程运行
2，复写Thread中的run方法
3，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

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，并执行该线程的run方法        //d.run();            //仅仅是对象调用方法，而线程创建了没有运行        for(int x = 0;x<60;x++)            System.out.println("hello world----"+x);    }}

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执行的效果。
我们形象的看成多线程的运行在抢夺CPU的执行权

这就是多线程的一个特性，随机性。谁抢到就执行谁，至于执行多长，CPU说了算。

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

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{    Test(String name)    {        super(name);    }    public void run()    {        for(int x=0;x<60;x++)        {            //System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"run..."+x);            System.out.println(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();        for(int x=0;x<60;x++)        {            System.out.println("main run----"+x);        }    }}

需求：简单的卖票程序
多个窗口同时卖票

创建多线程的第二种方式：实现Runnable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接口中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接口的子类对象作为实际参数传递给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对象的run方法，就必须明确该run方法所属的对象
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

class Ticket implements Runnable{    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();    }}

实现方式和继承方式有什么区别？

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：线程代码存放在Thread子类run方法中
实现Runnable，线程存放在接口的子类的run方法中

class Ticket implements Runnable{    private int tick = 100;    public void run()    {        while(true)        {            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);//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();    }}

通过分析，发现打印出了错票（0，-1，-2）

多线程的运行出现了安全问题

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得CPU的执行权，也进不去，因为没有获取锁

同步的前提：
1，必须要有两个或以上的线程
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 = 100;    Object obj  = new Object();//synchornized需要对象    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);//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();    }}

需求：
银行有一个金库
有两个储户分别存300，每次存一百，存三次

目的：该程序是否有安全问题，如果有，如何解决

如何找到问题？
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)//有了同步函数    {        //synchronized(obj)//不需要同步代码块        //{            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();    }}

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

通过该程序进行验证

使用两个线程来卖票
一个线程在同步代码块中
一个线程在同步函数中
都在执行卖票动作

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--);                    }                }            }        }        else            while(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();    }}

如果同步函数被静态修饰后，使用的锁是什么？

通过验证，发现不再是this。因为静态方法中也不可以定义this

静态进内存时，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，使用的那个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;    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--);                    }                }            }        }        else            while(true)                show();    }    public static synchronized void show()//this    {        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();    }}

单例设计模式

饿汉式

class Single{    private static final Single s = new Single();    //加了一个final    private Single(){}    public static Single getInstance()    {        return s;    }class SingleDemo{    public static void main(String[] args)    {    }}

懒汉式

class Single{    private static Single s = null;    private Single(){}    public static  Single getInstance()    {        if(s==null)//减少锁的判断的次数        {            synchronized(Single.class)            {                if(s==null)                    s = new Single();            }        }        return s;    }}class SingleDemo{    public static void main(String[] args)    {    }}

死锁

死锁
同步中嵌套同步

class Ticket implements Runnable{    private int tick = 100;    Object obj  = new Object();    boolean flag = true;    public void run()    {        if(flag)        {            while(true)            {                synchronized(obj)                {                        show();                }            }        }        else            while(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);//创建了一个线程        Thread t2 = new Thread(t);//创建了一个线程        t1.start();        try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}        t.flag = false;        t2.start();    }}

实际开发中要避免死锁。