一、多线程常用方法

day12-多线程(笔记)_System


最后再演示一下join这个方法是什么效果。

join方法作用:让当前调用这个方法的线程先执行完。

二、线程安全问题

2.1 线程安全问题概述

线程安全问题指的是,多个线程同时操作同一个共享资源的时候,可能会出现业务安全问题。

场景:小明和小红是一对夫妻,他们有一个共享账户,余额是10万元,小红和小明同时来取钱,并且2人各自都在取钱10万元,可能出现什么问题呢?

day12-多线程(笔记)_java_02


取钱案例中的问题,就是线程安全问题的一种体现。

2.2 线程安全问题的代码演示

先定义一个共享的账户类

public class Account {
    private String cardId; // 卡号
    private double money; // 余额。

    public Account() {
    }

    public Account(String cardId, double money) {
        this.cardId = cardId;
        this.money = money;
    }

    // 小明 小红同时过来的
    public void drawMoney(double money) {
        // 先搞清楚是谁来取钱?
        String name = Thread.currentThread().getName();
        // 1、判断余额是否足够
        if(this.money >= money){
            System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!");
            this.money -= money;
            System.out.println(name + "来取钱后,余额剩余:" + this.money);
        }else {
            System.out.println(name + "来取钱:余额不足~");
        }
    }

    public String getCardId() {
        return cardId;
    }

    public void setCardId(String cardId) {
        this.cardId = cardId;
    }

    public double getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(double money) {
        this.money = money;
    }
}

在定义一个是取钱的线程类

public class DrawThread extends Thread{
    private Account acc;
    public DrawThread(Account acc, String name){
        super(name);
        this.acc = acc;
    }
    @Override
    public void run() {
        // 取钱(小明,小红)
        acc.drawMoney(100000);
    }
}

最后,再写一个测试类,在测试类中创建两个线程对象

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
         // 1、创建一个账户对象,代表两个人的共享账户。
        Account acc = new Account("ICBC-110", 100000);
        // 2、创建两个线程,分别代表小明 小红,再去同一个账户对象中取钱10万。
        new DrawThread(acc, "小明").start(); // 小明
        new DrawThread(acc, "小红").start(); // 小红
    }
}

运行程序,执行效果如下。你会发现两个人都取了10万块钱,余额为-10完了。

day12-多线程(笔记)_笔记_03

2.3 线程同步方案

为了解决前面的线程安全问题,我们可以使用线程同步思想。同步最常见的方案就是加锁,意思是每次只允许一个线程加锁,加锁后才能进入访问,访问完毕后自动释放锁,然后其他线程才能再加锁进来。

day12-多线程(笔记)_开发语言_04


day12-多线程(笔记)_线程池_05

2.4 同步代码块

它的作用就是把访问共享数据的代码锁起来,以此保证线程安全。

//锁对象:必须是一个唯一的对象(同一个地址)
synchronized(锁对象){
    //...访问共享数据的代码...
}

使用同步代码块,来解决前面代码里面的线程安全问题。我们只需要修改DrawThread类中的代码即可。

// 小明 小红线程同时过来的
public void drawMoney(double money) {
    // 先搞清楚是谁来取钱?
    String name = Thread.currentThread().getName();
    // 1、判断余额是否足够
    // this正好代表共享资源!
    synchronized (this) {
        if(this.money >= money){
            System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!");
            this.money -= money;
            System.out.println(name + "来取钱后,余额剩余:" + this.money);
        }else {
            System.out.println(name + "来取钱:余额不足~");
        }
    }
}

锁对象如何选择

1.建议把共享资源作为锁对象, 不要将随便无关的对象当做锁对象
2.对于实例方法,建议使用this作为锁对象
3.对于静态方法,建议把类的字节码(类名.class)当做锁对象

2.5 同步方法

其实同步方法,就是把整个方法给锁住,一个线程调用这个方法,另一个线程调用的时候就执行不了,只有等上一个线程调用结束,下一个线程调用才能继续执行。

同步方法也是有锁对象,只不过这个锁对象没有显示的写出来而已。
	1.对于实例方法,锁对象其实是this(也就是方法的调用者)
	2.对于静态方法,锁对象时类的字节码对象(类名.class)
public synchronized void drawMoney(double money){}

下同步代码块和同步方法有什么区别

1.不存在哪个好与不好,只是一个锁住的范围大,一个范围小
2.同步方法是将方法中所有的代码锁住
3.同步代码块是将方法中的部分代码锁住

2.6 Lock锁

Lock锁是JDK5版本专门提供的一种锁对象,通过这个锁对象的方法来达到加锁,和释放锁的目的,使用起来更加灵活。格式如下

1.首先在成员变量位子,需要创建一个Lock接口的实现类对象(这个对象就是锁对象)
	private final Lock lk = new ReentrantLock();
2.在需要上锁的地方加入下面的代码
	 lk.lock(); // 加锁
	 //...中间是被锁住的代码...
	 lk.unlock(); // 解锁

使用Lock锁改写前面DrawThread中取钱的方法,代码如下

// 创建了一个锁对象
private final Lock lk = new ReentrantLock();

public void drawMoney(double money) {
        // 先搞清楚是谁来取钱?
        String name = Thread.currentThread().getName();
        try {
            lk.lock(); // 加锁
            // 1、判断余额是否足够
            if(this.money >= money){
                System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!");
                this.money -= money;
                System.out.println(name + "来取钱后,余额剩余:" + this.money);
            }else {
                System.out.println(name + "来取钱:余额不足~");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lk.unlock(); // 解锁
        }
    }
}

四、线程池(有认知)

线程池就是一个可以复用线程的技术
要理解什么是线程复用技术,我们先得看一下不使用线程池会有什么问题,理解了这些问题之后,我们在解释线程复用同学们就好理解了。

假设:用户每次发起一个请求给后台,后台就创建一个新的线程来处理,下次新的任务过来肯定也会创建新的线程,如果用户量非常大,创建的线程也讲越来越多。然而,创建线程是开销很大的,并且请求过多时,会严重影响系统性能。

而使用线程池,就可以解决上面的问题。如下图所示,线程池内部会有一个容器,存储几个核心线程,假设有3个核心线程,这3个核心线程可以处理3个任务。
线程池就是一个线程复用技术,它可以提高线程的利用率。

4.2 创建线程池

在JDK5版本中提供了代表线程池的接口ExecutorService,而这个接口下有一个实现类叫ThreadPoolExecutor类,使用ThreadPoolExecutor类就可以用来创建线程池对象。

day12-多线程(笔记)_开发语言_06


接下来,用这7个参数的构造器来创建线程池的对象。代码如下

ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
    3,	//核心线程数有3个
    5,  //最大线程数有5个。   临时线程数=最大线程数-核心线程数=5-3=2
    8,	//临时线程存活的时间8秒。 意思是临时线程8秒没有任务执行,就会被销毁掉。
    TimeUnit.SECONDS,//时间单位(秒)
    new ArrayBlockingQueue<>(4), //任务阻塞队列,没有来得及执行的任务在,任务队列中等待
    Executors.defaultThreadFactory(), //用于创建线程的工厂对象
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() //拒绝策略
);

关于线程池,我们需要注意下面的两个问题

  • 临时线程什么时候创建?
新任务提交时,发现核心线程都在忙、任务队列满了、并且还可以创建临时线程,此时会创建临时线程。
  • 什么时候开始拒绝新的任务?
核心线程和临时线程都在忙、任务队列也满了、新任务过来时才会开始拒绝任务。

4.3 线程池执行Runnable任务

创建好线程池之后,接下来我们就可以使用线程池执行任务了。线程池执行的任务可以有两种,一种是Runnable任务;一种是callable任务。下面的execute方法可以用来执行Runnable任务。

day12-多线程(笔记)_开发语言_07


先准备一个线程任务类

public class CuoZao implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        // 任务 是搓澡
        System.out.println("号码为:"+Thread.currentThread().getName()+" 的师傅,正在给客人搓澡====>盐搓 醋搓");

        //模拟搓澡时间
        try {
            Thread.sleep(7000);//7秒 搓好一个人
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

下面是执行Runnable任务的代码,注意阅读注释,对照着前面的7个参数理解。

package com.itheima.thread;

import java.util.concurrent.*;

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        //创建一个线程池 表示澡堂 每一个线程 是一个 搓澡人员
        ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
                3,// 核心搓澡师傅 3个 核心线程数
                5,// 最多有五个 3个正式+2个临时 最大线程数
                8, //  临时线程存活时间
                TimeUnit.SECONDS, //  最多有8秒 摸鱼,超过8秒 开了临时的
                new ArrayBlockingQueue<>(5),//任务阻塞队列   可以排队的人数 没来得及搓澡 而排队的客人
                Executors.defaultThreadFactory(), //线程的创建工程  死的
                //拒绝策略  忙不过来 交给main线程  忙不过老板上
                new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()
        );

        // 执行任务
        //创建搓澡任务
        CuoZao cz = new CuoZao();
        pool.execute(cz);// 核心
        pool.execute(cz);// 核心
        pool.execute(cz);// 核心

//
        pool.execute(cz);// 等待 核心搓完
        pool.execute(cz);//等待
        pool.execute(cz);//等待
        pool.execute(cz);//等待
        pool.execute(cz);//等待
//        // 核心3 忙碌   -- 任务阻塞队列 5 +1
        pool.execute(cz);//等待
        pool.execute(cz);//等待
//
//        // 5+5  核心+临时 已经在忙了  队伍也满了  老板上 拒绝策略是老板上
        pool.execute(cz);//等待
        Thread.sleep(17000);
        System.out.println("已经空闲了10秒了  会开掉 两个师傅 留下三个师傅");
//
        pool.execute(cz);// 核心
        pool.execute(cz);// 核心
        pool.execute(cz);// 核心
//
//
        pool.execute(cz);// 等待 核心搓完
        pool.execute(cz);//等待

        //可以关闭线程池
        pool.shutdown();//都搓完了 在关闭
       pool.shutdownNow();//立马 关闭 没搓完 不搓了
    }
}

执行上面的代码,结果输出如下

day12-多线程(笔记)_笔记_08