java基础学习多线程学习笔记

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1:多线程

(1)多线程
    进程:正在运行的程序叫进程
    线程:进程在执行过程中，可能需要多个任务同时执行，每个任务的执行者就是线程
(2)jvm启动是多线程
(3)如何实现多线程：
  A:继承Thread类
   步骤:
    **定义一个类,继承Thread类
    **重写run方法
    **调用start方法.
     **启动线程
     **调用run方法
 
  
   Thread类中的常用方法:
    **Thread(String name):通过构造给线程起名字
    **setName(String name):通过set方法给线程起名字
    **getName():获取线程的名称
    **currentThread():获取当前线程的一个对象引用
     ***获取哪些没有直接继续Thread类的线程名称

  B:实现Runnable接口
   步骤:
    **定义一个类,实现Runnable接口
    **重写run方法
    **创建实现了Runnable接口的子类对象,并把该对象作为参数传递给
      Thread类的对象.这个时候,调用Thread类的start方法.
(4)线程的生命周期
  A:创建
  B:就绪
  C:运行
  D:阻塞 sleep,wait导致阻塞
   sleep的时间到了,wait的被唤醒了.就到了就绪状态
  E:死亡

(5)卖票的问题
  A:继承Thread实现卖票
   这个时候,我们的票需要定义为静态的.但是呢,我们不建议这样做.
  B:实现Runnable接口卖票
   在这里,发现卖票出了问题.(线程安全问题)

   线程安全问题的产生：
    **多个线程延迟访问
    **线程的随机性
(6)解决线程安全问题
  A:同步代码块
   格式: synchronized(对象)
         {
    //被同步的代码,也就是可能出现安全问题的代码
         }

示例：

给卖票程序示例加上同步代码块。

class Ticket implements Runnable
{
private int tick=100;
Object obj = new Object();
public void run()
{
while(true)
{
//给程序加同步，即锁
synchronized(obj)
{
if(tick>0)
{
try
{
//使用线程中的sleep方法，模拟线程出现的安全问题
//因为sleep方法有异常声明，所以这里要对其进行处理
Thread.sleep(10);
}
catch (Exception e)
{
}
//显示线程名及余票数
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..tick="+tick--);
}
}
}
}
}
  B:同步方法
   就是在方法上加synchronized关键字即可.
  C:同步的前提:
   **同步需要两个或者两个以上的线程
   **多个线程使用的是同一个锁。
   未满足这两个条件，不能称其为同步。

示例：

class Ticket implements Runnable
{
private int tick=100;
Object obj = new Object();
public void run()
{
while(true)
{
show();
}
}
  //直接在函数上用synchronized修饰即可实现同步
public synchronized void show()
{
if(tick>0)
   {
try
{
//使用线程中的sleep方法，模拟线程出现的安全问题
//因为sleep方法有异常声明，所以这里要对其进行处理
Thread.sleep(10);
}
catch (Exception e)
{
}
//显示线程名及余票数
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..tick="+tick--);
}
}
}

静态函数的同步方式

        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。如：

        类名.class 该对象的类型是Class

这就是静态函数所使用的锁。而静态的同步方法，使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。类名.class

示例：

/*
加同步的单例设计模式————懒汉式
*/
class Single
{
private static Single s = null;
private Single(){}
public static void getInstance()
{
if(s==null)
{
synchronized(Single.class)
{
if(s==null)
s = new Single();
}
}
return s;
}
}

  D:同步的弊端：
   当线程相当多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，
   无形中会降低程序的运行效率。

   同步可能造成死锁问题:
    死锁的产生:
     你拿着我们的锁,我拿着你的锁,谁都不先对方用.

   针对程序来说,就是我想用你的锁,而你也想用我的锁.都不放手.导致了死锁.

死锁

        当同步中嵌套同步时，就有可能出现死锁现象。

示例：

/*
写一个死锁程序
*/


//定义一个类来实现Runnable，并复写run方法
class LockTest implements Runnable
{
private boolean flag;
LockTest(boolean flag)
{
this.flag=flag;
}
public void run()
{
if(flag)
{
while(true)
{
synchronized(LockClass.locka)//a锁
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"------if_locka");


synchronized(LockClass.lockb)//b锁
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"------if_lockb");
}
}
}
}
else
{
while(true)
{
synchronized(LockClass.lockb)//b锁
{
 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"------else_lockb");


synchronized(LockClass.locka)//a锁
{
  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"------else_locka");
}
}
}
}
}
}


//定义两个锁
class LockClass
{
static Object locka = new Object();
static Object lockb = new Object();
}


class DeadLock
{
public static void main(String[] args)
{
//创建2个进程，并启动
new Thread(new LockTest(true)).start();
new Thread(new LockTest(false)).start();
}
}

3:线程间的通信

(1)以前操作一个资源的时候,用的是同一种类型的线程来进行多线程的操作.
    现在,我们对一个资源的操作,用不同种类型的线程来操作,这不同类型间的线程是有关系的.
    这就称作线程间的通信.
    举例:
  我们既可以从自己的卡里取钱,也可以往卡里存钱.
(2)资源:可能是一个基本数据类型,也可能是一个引用类型.还可能是一个大的容器.
(3)我们有一个学生资源,我们可以输出学生,也可以设置学生信息.
    并且,你可以多次输出学生信息,也可以多次设置学生信息.
    用此例模拟线程间的通信.

    重点.

   public class Student
   {
  String name;
  int age;
   }

    //设置值
    public class Input implements Runnable
    {
  private Student s;

  public Input(Student s)
  {
   this.s = s;
  }

  public void run()
  {
   //设置值
   int x = 0;

   while(true)
   {
    synchronized(s)
    {
     if(x%2==0)
     {
      s.name = "张三";
      s.age = 40;
     }
     else
     {
      s.name = "李四";
      s.age = 30;
     }
    }
    x++;
   }
  }
    }

    //获取值
    public class Output implements Runnable
    {
  private Student s;

  public Output(Student s)
  {
   this.s = s;
  }

  public void run()
  {
   //获取值
   while(true)
   {
    synchronized(s)
    {
     System.out.println(s.name+"***"+s.age);
    }
   
   }
  }
    }

           //测试类
    public class StudentTest
    {
  public static void main(String[] args)
  {
   Studnet s = new Student();

   Input in = new Input(s);
   Output out = new Output(s);

   Thread t1 = new Thread(in);
   Thread t2 = new Thread(out);

   t1.start();
   t2.start();
  }
    }

 

(4)解决数据一个的互相输出问题  
wait:让线程等待
notify:唤醒线程池中的第一个线程
notifyAll:唤醒线程池中的所有线程
(5)为什么这些方法定义在了Object类中.
1，这些方法存在与同步中。
2，使用这些方法时必须要标识所属的同步的锁。
3，锁可以是任意对象，所以任意对象调用的方法一定定义Object类中。

2.JDK1.5中提供了多线程升级解决方案。

        将同步synchronized替换成显示的Lock操作。将Object中wait，notify，notifyAll，替换成了Condition对象。该Condition对象可以通过Lock锁进行获取，并支持多个相关的Condition对象。

升级解决方案的示例：

/*
生产者生产商品，供消费者使用
有两个或者多个生产者，生产一次就等待消费一次
有两个或者多个消费者，等待生产者生产一次就消费掉


*/


import java.util.concurrent.locks.*;


class Resource 
{
private String name;
private int count=1;
private boolean flag = false;

//多态
private Lock lock=new ReentrantLock();


//创建两Condition对象，分别来控制等待或唤醒本方和对方线程
Condition condition_pro=lock.newCondition();
Condition condition_con=lock.newCondition();


//p1、p2共享此方法
public void setProducer(String name)throws InterruptedException
{
lock.lock();//锁
try
{
while(flag)//重复判断标识，确认是否生产
condition_pro.await();//本方等待


this.name=name+"......"+count++;//生产
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...生产..."+this.name);//打印生产
flag=true;//控制生产\消费标识
condition_con.signal();//唤醒对方
}
finally
{
lock.unlock();//解锁，这个动作一定执行
}

}


//c1、c2共享此方法
public void getConsumer()throws InterruptedException
{
lock.lock();
try
{
while(!flag)//重复判断标识，确认是否可以消费
condition_con.await();


System.out.println(Thread.currentThread().getName()+".消费."+this.name);//打印消费
flag=false;//控制生产\消费标识
condition_pro.signal();
}
finally
{
lock.unlock();
}


}
}


//生产者线程
class Producer implements Runnable 
{
private Resource res;
Producer(Resource res)
{
this.res=res;
}
//复写run方法
public void run()
{
while(true)
{
try
{
res.setProducer("商品");
}
catch (InterruptedException e)
{
}
}
}
}


//消费者线程
class Consumer implements Runnable
{
private Resource res;
Consumer(Resource res)
{
this.res=res;
}
//复写run
public void run()
{
while(true)
{
try
{
res.getConsumer();
}
catch (InterruptedException e)
{
}
}
}


}


class  ProducerConsumer
{
public static void main(String[] args) 
{
Resource res=new Resource();


new Thread(new Producer(res)).start();//第一个生产线程 p1
new Thread(new Consumer(res)).start();//第一个消费线程 c1


new Thread(new Producer(res)).start();//第二个生产线程 p2
new Thread(new Consumer(res)).start();//第二个消费线程 c2
}
}
(6)wait(),sleep()的区别：
A:wait()可有无参数的调用.
而sleep必须指定睡眠时间.但是有些时候,睡眠时间不好确定.这个时候就可以使用wait.
B:wait:释放了执行权,释放锁.
sleep:释放了执行权,不释放锁.
sleep有醒过来的时候,而wait可能醒不了.
(7)停止线程的方式：
A:通过stop方法停止线程.但是这个方法过时,所以不推荐使用.使用 interrupt方法来中断该等待
B:线程中的代码一般都是在循环中的.可以通过控制循环的次数来让run方法结束.
(8)常见的几个方法：
A:interrupt方法的使用. 强制中断线程
B:setDaemon(boolean on):守护线程
C:join 加入线程.拥有最高的执行权.其他的线程都得给它让路.
D:优先级 范围(1-10); 默认是5.
E:给线程设置名称 setName();

什么时候写多线程？

        当某些代码需要同时被执行时，就用单独的线程进行封装。

示例：

class  ThreadTest
{
public static void main(String[] args) 
{
//一条线程
new Thread()
{
public void run()
{
for (int x=0;x<100 ;x++ )
{
System.out.println(Thread.currentThread().toString()+"....."+x);
}
}
}.start();

//又是一条线程
Runnable r= new Runnable()
{
public void run()
{
for (int x=0;x<100 ;x++ )
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....."+x);
}
}
};
new Thread(r).start();

//可以看作主线程
for (int x=0;x<1000 ;x++ )
{
System.out.println("Hello World!");
}

}
}