黑马程序员_java基础_多线程

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多线程

一、多线程的概述

      要理解多线程，就必须理解线程。而要理解线程，就必须知道进程。

1、 进程

        是一个正在执行的程序。

2、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。只要进程中有一个线程在执行，进程就不会结束。

        一个进程中至少有一个线程。

3、多线程

        在java虚拟机启动的时候会有一个java.exe的执行程序，也就是一个进程。该进程中至少有一个线程负责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。JVM启动除了执行一个主线程，还有负责垃圾回收机制的线程。像种在一个进程中有多个线程执行的方式，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效果。可以提高程序执行效率。

5、计算机CPU的运行原理

         我们电脑上有很多的程序在同时进行，就好像cpu在同时处理这所以程序一样。但是，在一个时刻，单核的cpu只能运行一个程序。而我们看到的同时运行效果，只是cpu在多个进程间做着快速切换动作。

二、创建线程的方式

               创建线程共有两种方式：继承方式和实现方式（简单的说）。

        1、 继承方式

       通过查找java的帮助文档API，我们发现java中已经提供了对线程这类事物的描述的类——Thread类。这第一种方式就是通过继        承Thread类，然后复写其run方法的方式来创建线程。

      创建步骤：

        a，定义类继承Thread。

        b，复写Thread中的run方法。

             目的：将自定义代码存储在run方法中，让线程运行。

        c，创建定义类的实例对象。相当于创建一个线程。

        d，用该对象调用线程的start方法。该方法的作用是：启动线程，调用run方法。

      注：如果对象直接调用run方法，等同于只有一个线程在执行，自定义的线程并没有启动。

      覆盖run方法的原因：

        Thread类用于描述线程。该类就定义了一个功能，用于存储线程要执行的代码。该存储功能就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。

      继承方式代码：

/* 创建两线程，和主线程交替运行。 */    //创建线程Test  class Test extends Thread  {      private String name;      Test(String name)      {          super(name);      }      //复写run方法      public void run()      {          for(int x=0;x<60;x++)          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..run..."+x);      }  }    class  ThreadTest  {      public static void main(String[] args)       {          new Test("one+++").start();//开启一个线程            new Test("tow———").start();//开启第二线程            //主线程执行的代码          for(int x=0;x<170;x++)          System.out.println("Hello World!");      }  }  

        2、 实现方式

        使用继承方式有一个弊端，那就是如果该类本来就继承了其他父类，那么就无法通过Thread类来创建线程了。这样就有了第二种创建线程的方式：实现Runnable接口，并复习其中run方法的方式。

创建步骤：

        a，定义类实现Runnable的接口。

        b，覆盖Runnable接口中的run方法。目的也是为了将线程要运行的代码存放在该run方法中。

        c，通过Thread类创建线程对象。

        d，将Runnable接口的子类对象作为实参传递给Thread类的构造方法。

      实现方式代码：

/*需求：简单的卖票程序。多个窗口卖票。*/class Ticket implements Runnable//extends Thread{private  int tick = 100;public void run(){while(true){if(tick>0){//显示线程名及余票数System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--);}}}}  class  TicketDemo{public static void main(String[] args) {//创建Runnable接口子类的实例对象Ticket t = new Ticket(); //有多个窗口在同时卖票，这里用四个线程表示Thread t1 = new Thread(t);//创建了一个线程Thread t2 = new Thread(t);Thread t3 = new Thread(t);Thread t4 = new Thread(t); t1.start();//启动线程t2.start();t3.start();t4.start();}}

三、线程安全问题

1、导致安全问题的出现的原因：

        当多条语句在操作同一线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没用执行完，另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。

2、解决办法——同步

        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。

        在java中对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式——synchronized（同步）

        这里也有两种解决方式，一种是同步代码块，还有就是同步函数。都是利用关键字synchronized来实现。

         a、同步代码块

        用法：

                  synchronized（对象）

                  {需要被同步的代码}

       同步可以解决安全问题的根本原因就在那个对象上。其中对象如同锁。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取cpu的执行权，也进不去，因为没有获取锁。

       同步代码块的代码如下：

/*   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，同步函数

        格式：

                在函数上加上synchronized修饰符即可。

       那么同步函数用的是哪一个锁呢？

       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。

       同步函数代码如下：

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--);      }  }     }  

        

       3、同步的前提

             a，必须要有两个或者两个以上的线程。

            b，必须是多个线程使用同一个锁。

       4、同步的利弊

            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。

四、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

        静态函数同步方式代码如下：

/* 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;      }  }  

五、死锁

        当同步中嵌套同步时，就有可能出现死锁现象。

       死锁的代码如下：

/*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();}}

六、线程间通信

        其实就是多个线程在操作同一个资源，但是操作的动作不同。

       使用同步操作同一资源的代码：

/*有一个资源一个线程往里存东西，如果里边没有的话一个线程往里取东西，如果里面有得话*/ //资源class Resource{private String name;private String sex;private boolean flag=false;public synchronized void setInput(String name,String sex){if(flag){try{wait();}catch(Exception e){}//如果有资源时，等待资源取出}this.name=name;this.sex=sex; flag=true;//表示有资源notify();//唤醒等待} public synchronized void getOutput(){if(!flag){try{wait();}catch(Exception e){}//如果木有资源，等待存入资源}System.out.println("name="+name+"---sex="+sex);//这里用打印表示取出flag=false;//资源已取出notify();//唤醒等待}}  //存线程class Input implements Runnable{private Resource r;Input(Resource r){this.r=r;}public void run()//复写run方法{int x=0;while(true){if(x==0)//交替打印张三和王羲之{r.setInput("张三",".....man");}else{r.setInput("王羲之","..woman");}x=(x+1)%2;//控制交替打印}}} //取线程class Output implements Runnable{private Resource r;Output(Resource r){this.r=r;}public void run()//复写run方法{while(true){r.getOutput();}}}   class ResourceDemo2 {public static void main(String[] args) {Resource r = new Resource();//表示操作的是同一个资源 new Thread(new Input(r)).start();//开启存线程 new Thread(new Output(r)).start();//开启取线程}}

七、停止线程

       只有一种办法，那就是让run方法结束。

       那怎么样让run方法结束呢

       开启多线程运行，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，也就是线程结束。

      停止线程，要设置一个flag标记，代码如下：

public  void run()  {      while(flag)      {             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....run");      }  }  

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