JAVA基础学习(十一)--多线程一线程的创建，运行，同步和锁

一、线程基本概述

1.1、进程和线程

进程：一个应用程序一般都是一个进程，正在进行的程序

 

每一个进程最少都有一个线程，都有一个执行顺序，该顺序是一个执行路径或者一个控制单元

 

线程：进程中一个独立的控制单元，线程控制着进程的执行。

 

windows中的任务管理器，可以查看进程，linux下通过ps命令

线程是进程的最小单位

线程依赖于进程

线程随着进程的创建和创建，随着进程的结束而消亡

如迅雷：可以同时开启多个下载，就是多线程

多个程序同时执行，时CPU在很快的切换，看上去是同时执行，实际上是在CPU在切换执行。

多线程存在的意义：可以让程序中的内容同时执行。

 

二、继承线程的创建

2.1、继承Thread，重写run方法

 

package com.pb.thread.demo1;/** *  * @author Denny * 继承Thread 类并重写run方法来创建线程类 * */public class MyThread extends Thread {        private int count;        /*     * 重写run 方法     * @see java.lang.Thread#run()     */    @Override    public void run(){        /*         * 要运行的代码块或者方法，在这里调用，或者直接写在这里         */        while(count<10){        count++;        System.out.println("My thread run方法启动了"+count);        }    }   public static void main(String[] args) {       //声明线程类       MyThread mt=new MyThread();       //启动线程，JVM调用run方法       mt.start();       //主线程       for(int x=0;x<10;x++){          System.out.println("main thread"+x);       }}        }

 

多个线程都在抢占CPU的执行权，谁抢到，谁就执行

在某一时刻，只能有一个程序在运行

CPU在做着快速切换，以达到看上去是同时运行的效果。

多线程一个特性：随机性，谁抢到谁执行.

 

 

三、线程的运行和线程状态

3.1、调用start()方法

使该线程开始执行，Java虚拟机调用该线程的run()方法

为什么要重写run方法.

Thread类用于描述线程。

这个类定义一个功能，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方法是用于存储线程要运行的代码

如果直接调用run()方法，就是调用对象的普通方法一样.，仅仅是对象调用方法.线程创建了并没有运行。

只有start()才可以运行线程。

3.2、线程状态

新生：创建线程 new Thread()或者子类

运行:正在运行的线程,调用start()方法

冻结：已经创建的线程，但非运行状态的线程。sleep(long 毫秒), wait()线程等待，直到notify()唤醒才可以继续运行

临时状态阻塞：具备运行资格，但没有执行权，就是还没有被CPU切换到.

消亡：线程死亡stop(),或者线程运行完成。

 

 

 

四、获取线程对象

4.1、获取当前线程对象和名称

继承thread类实现线程，局部变量都有单独的一份不能共享数据

 

package com.pb.thread.demo1;/** *  * @author Denny * 继承Thread 类并重写run方法来创建线程类 *Thread.currentThread()，获取当前线程对象 *继承thread类实现线程，局部变量都有单独的一份不能共享数据 */public class MyThread extends Thread {        public MyThread(String name){        super(name);    }    /*     * 重写run 方法     * @see java.lang.Thread#run()     */    @Override    public void run(){        /*         * 要运行的代码块或者方法，在这里调用，或者直接写在这里         */        for(int x=0;x<10;x++){                System.out.println("My thread run的名字:"+Thread.currentThread().getName()+","+x);        }    }   public static void main(String[] args) {       //声明线程类       MyThread mt1=new MyThread("mt1");      // mt1.setName("张三"); 设置线程名称       MyThread mt2=new MyThread("mt2");       //启动线程，JVM调用run方法       mt1.start();       mt2.start();       //主线程       for(int x=0;x<10;x++){          System.out.println(currentThread().getName()+","+x);       }}        }

 

示例：

 

 

五、接口实现线程

5.1、实现Runnable接口

重写run方法（）

实现接口的方式最大的好处是可以共享数据

示例：多窗口同时售票，

 

package com.pb.thread.demo1;/** *  * @author Administrator 多个窗口同时卖票 *  */public class Ticket implements Runnable {    private  int tick = 100;    public void run() {        while (true) {            if (tick > 0) {                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖：" + tick--);            }else{                break;            }        }    }    public static void main(String[] args) {        //声明线程类        Ticket ticket=new Ticket();        //创建线程对象，并将类做为参数        Thread t1=new Thread(ticket);        t1.setName("一号窗口,");        Thread t2=new Thread(ticket);        t2.setName("二号窗口,");        Thread t3=new Thread(ticket);        t3.setName("三号窗口,");        Thread t4=new Thread(ticket);        t4.setName("四号窗口,");        t1.start();        t2.start();        t3.start();        t4.start();                    }}

 

结果：

  1 一号窗口,卖：100  2 一号窗口,卖：98  3 一号窗口,卖：97  4 一号窗口,卖：96  5 一号窗口,卖：95  6 一号窗口,卖：94  7 二号窗口,卖：99  8 二号窗口,卖：92  9 一号窗口,卖：93 10 一号窗口,卖：88 11 一号窗口,卖：87 12 一号窗口,卖：86 13 二号窗口,卖：89 14 二号窗口,卖：84 15 二号窗口,卖：83 16 二号窗口,卖：82 17 二号窗口,卖：81 18 二号窗口,卖：80 19 二号窗口,卖：79 20 二号窗口,卖：78 21 二号窗口,卖：77 22 二号窗口,卖：76 23 二号窗口,卖：75 24 二号窗口,卖：74 25 二号窗口,卖：73 26 二号窗口,卖：72 27 二号窗口,卖：71 28 二号窗口,卖：70 29 二号窗口,卖：69 30 二号窗口,卖：68 31 二号窗口,卖：67 32 二号窗口,卖：66 33 二号窗口,卖：65 34 二号窗口,卖：64 35 二号窗口,卖：63 36 二号窗口,卖：62 37 二号窗口,卖：61 38 二号窗口,卖：60 39 二号窗口,卖：59 40 二号窗口,卖：58 41 二号窗口,卖：57 42 二号窗口,卖：56 43 二号窗口,卖：55 44 二号窗口,卖：54 45 二号窗口,卖：53 46 二号窗口,卖：52 47 二号窗口,卖：51 48 二号窗口,卖：50 49 二号窗口,卖：49 50 二号窗口,卖：48 51 二号窗口,卖：47 52 二号窗口,卖：46 53 二号窗口,卖：45 54 二号窗口,卖：44 55 二号窗口,卖：43 56 二号窗口,卖：42 57 二号窗口,卖：41 58 二号窗口,卖：40 59 二号窗口,卖：39 60 二号窗口,卖：38 61 二号窗口,卖：37 62 二号窗口,卖：36 63 二号窗口,卖：35 64 二号窗口,卖：34 65 二号窗口,卖：33 66 二号窗口,卖：32 67 二号窗口,卖：31 68 二号窗口,卖：30 69 二号窗口,卖：29 70 二号窗口,卖：28 71 二号窗口,卖：27 72 二号窗口,卖：26 73 二号窗口,卖：25 74 二号窗口,卖：24 75 二号窗口,卖：23 76 二号窗口,卖：22 77 二号窗口,卖：21 78 三号窗口,卖：90 79 四号窗口,卖：91 80 三号窗口,卖：19 81 二号窗口,卖：20 82 一号窗口,卖：85 83 二号窗口,卖：16 84 三号窗口,卖：17 85 四号窗口,卖：18 86 三号窗口,卖：13 87 三号窗口,卖：11 88 三号窗口,卖：10 89 三号窗口,卖：9 90 三号窗口,卖：8 91 三号窗口,卖：7 92 三号窗口,卖：6 93 三号窗口,卖：5 94 三号窗口,卖：4 95 三号窗口,卖：3 96 三号窗口,卖：2 97 三号窗口,卖：1 98 二号窗口,卖：14 99 一号窗口,卖：15100 四号窗口,卖：12

 

 

两种创建线程方式：

 

 

 优点   缺点继承Thread类

 1.编写简单  

2.可以使用this关键字直接访问当前线程

无法继承其它类

无法实现数据共享

实现Runnable接口

1.可以继承其它类 

2.多个线程之间可以使用同一个Runnable对象

 3.可以共享数据

编程方式稍微复杂，如需访问当前线程，需要调用Thread类的currentThread()方法                                                                                                              

                                   
                                 

 

六、线程安全

6.1、还是上面的例子

加上sleep(1000)睡觉1秒

 

package com.day10.thread.demo1;public class Ticket implements Runnable {    private int num=100;    @Override    public void run() {              while(true){            if(num>0){                try {                    Thread.sleep(1000);  //当前线程睡觉1秒，毫秒单位                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",卖出"+num--+"号票");            }        }    }    public static void main(String[] args) {        Ticket t=new Ticket();        Thread t1=new Thread(t);        Thread t2=new Thread(t);        Thread t3=new Thread(t);        Thread t4=new Thread(t);        t1.start();        t2.start();        t3.start();        t4.start();    }}

 

结果：

Picked up JAVA_TOOL_OPTIONS: -javaagent:/usr/share/java/jayatanaag.jar Thread-0,卖出100号票Thread-2,卖出99号票Thread-1,卖出98号票Thread-3,卖出97号票Thread-0,卖出96号票Thread-2,卖出95号票Thread-1,卖出94号票Thread-3,卖出93号票Thread-0,卖出92号票Thread-2,卖出91号票Thread-1,卖出90号票Thread-3,卖出89号票Thread-0,卖出88号票Thread-2,卖出87号票Thread-1,卖出86号票Thread-3,卖出85号票Thread-0,卖出84号票Thread-2,卖出83号票Thread-1,卖出82号票Thread-3,卖出81号票Thread-0,卖出80号票Thread-2,卖出79号票Thread-1,卖出78号票Thread-3,卖出77号票Thread-0,卖出76号票Thread-2,卖出75号票Thread-1,卖出74号票Thread-3,卖出73号票Thread-0,卖出72号票Thread-2,卖出71号票Thread-1,卖出70号票Thread-3,卖出69号票Thread-0,卖出68号票Thread-2,卖出67号票Thread-1,卖出66号票Thread-3,卖出65号票Thread-0,卖出64号票Thread-2,卖出63号票Thread-1,卖出62号票Thread-3,卖出61号票Thread-0,卖出60号票Thread-2,卖出59号票Thread-1,卖出58号票Thread-3,卖出57号票Thread-0,卖出56号票Thread-2,卖出55号票Thread-1,卖出54号票Thread-3,卖出53号票Thread-0,卖出52号票Thread-2,卖出51号票Thread-1,卖出50号票Thread-3,卖出49号票Thread-0,卖出48号票Thread-2,卖出47号票Thread-1,卖出46号票Thread-3,卖出45号票Thread-0,卖出44号票Thread-2,卖出43号票Thread-1,卖出42号票Thread-3,卖出41号票Thread-0,卖出40号票Thread-2,卖出39号票Thread-1,卖出38号票Thread-3,卖出37号票Thread-0,卖出36号票Thread-2,卖出35号票Thread-1,卖出34号票Thread-3,卖出33号票Thread-0,卖出32号票Thread-2,卖出31号票Thread-1,卖出30号票Thread-3,卖出29号票Thread-0,卖出28号票Thread-2,卖出27号票Thread-1,卖出26号票Thread-3,卖出25号票Thread-0,卖出24号票Thread-2,卖出23号票Thread-1,卖出22号票Thread-3,卖出21号票Thread-0,卖出20号票Thread-2,卖出19号票Thread-1,卖出18号票Thread-3,卖出17号票Thread-0,卖出16号票Thread-2,卖出15号票Thread-1,卖出14号票Thread-3,卖出13号票Thread-0,卖出12号票Thread-2,卖出11号票Thread-1,卖出10号票Thread-3,卖出9号票Thread-0,卖出8号票Thread-2,卖出7号票Thread-1,卖出6号票Thread-3,卖出5号票Thread-0,卖出4号票Thread-2,卖出3号票Thread-1,卖出2号票Thread-3,卖出1号票Thread-0,卖出0号票Thread-2,卖出-1号票Thread-1,卖出-2号票

发现多卖票了，

为什么？因为卖票当前线程睡眠了1秒，其它线程就可以把这张票已经卖出了，

条件检查1>0,如果4个人同时检查，条件成立，就继续卖票就出现了，负数

怎么解决？给线程加锁

线程安全问题产生的原因：

    1. 多个线程在操作共享的数据。
    2. 操作共享数据的线程代码有多条。
    当一个线程在执行操作共享数据的多条代码过程中，其他线程参与了运算，就会导致线程安全问题的产生。

解决方式：就是将多条操作共享数据的线程代码封装起来，当有线程在执行这些代码的时候，其他线程不可以参与运算。必须要当前线程把这些代码都执行完毕后，其他线程才可以参与运算。

看下面的同步synchronized

 

七、同步代码块

7.1、synchronized

同步代码块的格式：
    synchronized(对象){
           需要被同步的代码;
    } 
    同步的好处：解决了线程的安全问题。
    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。
    同步的前提：必须有多个线程并使用同一个锁。

修改上面的代码

 

package com.day10.thread.demo1;public class Ticket implements Runnable {    private int num=100;    @Override    public void run() {              while(true){            synchronized(this){            if(num>0){                try {                    Thread.sleep(1000);  //当前线程睡觉1秒，毫秒单位                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",卖出"+num--+"号票");            }else{                break;            }            }        }    }    public static void main(String[] args) {        Ticket t=new Ticket();        Thread t1=new Thread(t);        Thread t2=new Thread(t);        Thread t3=new Thread(t);        Thread t4=new Thread(t);        t1.start();        t2.start();        t3.start();        t4.start();    }}

 

 

 

八、同步函数 

8.1、同步方法

 

package com.day10.thread.demo2;public class Account {        //余额    private double blance=500;            //取款    public void withDraw(int num){                blance=blance-num;             }    public double getBlance() {        return blance;    }    public void setBlance(double blance) {        this.blance = blance;    }        }package com.day10.thread.demo2;public class AccountThread implements Runnable {    private Account account=new Account();    @Override    public void run() {        for (int i = 0; i < 5; i++) {            if(account.getBlance()<0){                System.out.println("透支了!!");            }            makWithDraw(100); //每次取100        }    }        /*     * 取款的方法     */    public void makWithDraw(int num){        //判断余额是不是大于要取款的数        if(account.getBlance()>=num){            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：准备取款!");            try {                Thread.sleep(1000); //等待1秒                account.withDraw(num);                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：取款完成!,当前余额为:"+account.getBlance());            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }                                }else{            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  余额不足以支付当前取款， 余额为:  "+account.getBlance());        }    }}package com.day10.thread.demo2;public class Demo {    public static void main(String[] args) {                AccountThread at=new AccountThread();        Thread t1=new Thread(at);        t1.setName("张三");        Thread t2=new Thread(at);        t2.setName("张三老婆");        t1.start();        t2.start();    }}

 

结果：

张三：准备取款!张三老婆：准备取款!张三：取款完成!,当前余额为:400.0张三：准备取款!张三老婆：取款完成!,当前余额为:300.0张三老婆：准备取款!张三：取款完成!,当前余额为:200.0张三：准备取款!张三老婆：取款完成!,当前余额为:100.0张三老婆：准备取款!张三：取款完成!,当前余额为:0.0张三  余额不足以支付当前取款， 余额为:  0.0张三  余额不足以支付当前取款， 余额为:  0.0张三老婆：取款完成!,当前余额为:-100.0透支了!!张三老婆  余额不足以支付当前取款， 余额为:  -100.0透支了!!张三老婆  余额不足以支付当前取款， 余额为:  -100.0

加上同步关键字

/*     * 取款的方法     */    public  synchronized void makWithDraw(int num){        //判断余额是不是大于要取款的数        if(account.getBlance()>=num){            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：准备取款!");            try {                Thread.sleep(1000); //等待1秒                account.withDraw(num);                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：取款完成!,当前余额为:"+account.getBlance());            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }                                }else{            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  余额不足以支付当前取款， 余额为:  "+account.getBlance());        }    }

结果:

张三：准备取款!张三：取款完成!,当前余额为:400.0张三老婆：准备取款!张三老婆：取款完成!,当前余额为:300.0张三：准备取款!张三：取款完成!,当前余额为:200.0张三：准备取款!张三：取款完成!,当前余额为:100.0张三：准备取款!张三：取款完成!,当前余额为:0.0张三  余额不足以支付当前取款， 余额为:  0.0张三老婆  余额不足以支付当前取款， 余额为:  0.0张三老婆  余额不足以支付当前取款， 余额为:  0.0张三老婆  余额不足以支付当前取款， 余额为:  0.0张三老婆  余额不足以支付当前取款， 余额为:  0.0

没有发生透支现象

同步代码块：

/*     * 取款的方法     */    public   void makWithDraw(int num){        synchronized(account){        //判断余额是不是大于要取款的数        if(account.getBlance()>=num){            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：准备取款!");            try {                Thread.sleep(1000); //等待1秒                account.withDraw(num);                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"：取款完成!,当前余额为:"+account.getBlance());            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }                                }else{            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  余额不足以支付当前取款， 余额为:  "+account.getBlance());        }        }    }

结果同上,没有发生透支现象

 

同步函数和同步代码块的区别：
    1. 同步函数的锁是固定的this。
    2. 同步代码块的锁是任意的对象。
    建议使用同步代码块。

 

    由于同步函数的锁是固定的this，同步代码块的锁是任意的对象，那么如果同步函数和同步代码块都使用this作为锁，就可以实现同步。

 

 

 

九、同步锁

9.1、同锁

 

同步方法同步对象是this,同步代码块也可以使用this来同步

十、静态同步

10.1、静态同步

不是this，因为静态方法中也不可以定义this

静态进内存，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

静态的同步函数使用的锁是该函数所属字节码文件对象，可以用getClass方法获取，也可以用当前类名.class表示。

synchronizid(类名.class){  或者对象.getClass

}

十一、单例模式加上同步懒汉式

11.1、懒汉式加锁

 

package com.day10.thread.demo2;/** *  * @author denny *单例模式 *饿汉式，不存在复生成对象的问题 *懒汉工，加synchronize */public class SingleDemo {    private static SingleDemo singleDemo;        private SingleDemo(){            }    public static SingleDemo getNewIntance(){        if(singleDemo==null){//判断是不是空，不是空就直接返回，是空就加锁            synchronized(SingleDemo.class){  //加锁 //this.getClass() 直接写对象singleDemo.getClass()也行                            if(singleDemo==null){                singleDemo=new SingleDemo();            }            }        }        return singleDemo;            }}

 

 

 

十二、死锁

12.1、死锁常见情景之一：同步的嵌套。

 

 class MyLock{     static  Object lockA=new Object();     static   Object lockB=new Object();}public class Demo implements Runnable {    private boolean flag;    public Demo(boolean flag) {        this.flag = flag;    }    @Override    public void run() {                    if (flag) {                while (true) {                synchronized (MyLock.lockA) {                    System.out.println("if.........lockA");                    synchronized (MyLock.lockB) {                        System.out.println("if.........lockB");                    }                }            }            }             else {                 while(true){                synchronized (MyLock.lockB) {                    System.out.println("else.........lockB");                    synchronized (MyLock.lockA) {                        System.out.println("else.........lockA");                    }                }                }            }        }    public static void main(String[] args) {        Thread t1 = new Thread(new Demo(true));        Thread t2 = new Thread(new Demo(false));        t1.start();        t2.start();    }}

 建议将要锁的对象，声明为static