一、多线程概述:
1、进程:是一个正在执行中的程序。
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。 一个进程至少有一个线程。
Java VM启动的时候会有一个进程java.exe
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。
扩展:其实jvm启动不止一个线程,还有负责垃圾回收机制的线程。
自定义线程:继承Thread类。
通过对API的查找,java已经提供了对线程这类事物的描述,继承Thread类,覆盖run方法
步骤:
(1).定义类继承Thread
(2).复写Thread类中的run方法
目的:将自定义的代码存储在run方法中,让线程运行。
(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
注解:
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,在某一个时刻,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运行的效果。
Thread类中的run方法,用于存储线程要运行的代码。
(5). 线程有自己默认的名称(可通过this.getname()获得):Thread-编号,该编号从0开始。
static Thread currentThread():获取当前线程名称
设置线程名称:setName或者构造函数。
实例:
*/
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">class Demo extends Thread
{
public void run()
{
System.out.println("demo run");
}
}
class ThreadDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Demo d=new Demo();//创建好一个线程
d.start();//开启自定义线程
}
}
/*
代码变成如下:结果为
class ThreadDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Demo d=new Demo();//创建好一个线程
d.run();//仅仅是对象调用方法,而线程创建了,并没有运行。
}
}
</span>
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">/*自定义线程名称
*/
class Test extends Thread
{
Test(String name)//线程的构造方法
{
super(name);
}
public void run()
{
System.out.println(this.getName());//获取当前线程的名称
System.out.println(Thread.currentThread().getName());//获取当前线程的名称,
//currentThread()为static方法,获取当前类的线程对象,可通过类名调用。
}
}
class ThreadDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Demo d=new Demo("线程1");//创建好一个线程
d.start();//开启自定义线程
}
}</span>
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">/*需求:售票的例子
多个窗口同时卖票
*/
/*示例1*/
class Tickket extends Thread
{
private int tick=100;
public void run()
{
while(true)
{
System.out.println("sale :"+tick--);
}
}
}
class TickDemo
{
public static void main(String[] args)
{/*以下代码会出项编译失败,同一个对象只能开启一次*/
Ticket t1=new Ticket();//企图创建一个线程,共享100张票
t1.start();
t1.start();
t1.start();
t1.start();
/*以下代码是不对的,因为会各个线程都卖100张票,应该四个线程共享100张票。*/
Ticket t1=new Ticket();
Ticket t2=new Ticket();
Ticket t3=new Ticket();
Ticket t4=new Ticket();
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}</span>
/*正确方法如下
创建线程的第二种方式: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接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类构造函数。
因为,自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。
所以要让线程去执行指定对象的run方法。就必须明确该run方法所属对象。
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。
实现方式和继承方式有什么区别吗?
实现方式好处:避免了单继承的局限性(如果用继承方式,只能单继承,那么若此类是一个类的子类,而又要继承Thread,单继承性是不允许的)。
在定义线程时,建议使用实现方式。
两种方式区别:
继承Thread:线程代码存放Thread子类run方法中
实现Runnable:线程代码存在接口的子类的run方法中。
*/
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">class Ticket implements Runnable
{
private int tick=100;
public void run()
{
while(true)
{
System.out.println("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,接受了一个Runnable子类的对象。
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();
}
}</span>
/*通过分析:发现,打印出0,-1,-2等错票
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,另一个线程参与进来执行,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,在执行过程中,
其他线程不可以参与执行。
java对多线程的安全问题提供了专业的解决方式。
1.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取cpu的执行权,也进不去,因为没有获取锁。
2.同步函数,在需要加锁的函数前加修饰符synchronized,
同步函数的锁是this
3.如果同步函数被静态修饰后,使用的锁是什么呢?
通过验证,发现不再是this,因为静态方法中不可以定义this
静态进内存时,内存中没有类对象,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
结论:静态的同步方法,使用的是锁是该方法所在类的字节码文件对象:类名.class
同步的前提:
1.必须要有两个或两个以上的线程。
2.必须是多个线程使用同一锁。
必须保证同步中只能有一个线程在执行。
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。
*/
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">class Ticket implements Runnable
{
private int tick=100;
Object obj=new Object();
public void run()
{
while(true)
{
synchronized(obj)//同步代码块有两个标志位,当一个线程进来时,标志位由1变为0,此时其他线程进不来,当该线程结束访问时,标志位由0又变为1.
{
if(tick>0)
{try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){};//模拟线程执行权被剥夺情况
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,接受了一个Runnable子类的对象。
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();
}
}</span>
/*多线程-同步函数目的:
需求:
银行有一个金库。
有两个储户分别存300元 ,每次存100,存3次
该程序是否安全问题?
*/
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">class Bank
{
private int sum;
/*
方法一:同步代码块
Object obj=new Object();
public void add(int n)
{
synchronized(obj)
{
sum=sum+n;
try{Thread.sleep(20);}catch(Exception e){}//模拟线程失去执行权时,造成a线程刚做完和,
//还没打印,b线程获得执行权又来做和,这时打印结果不对情况。
System.out.println("sum="+sum);
}
}
}*/
/*方法二:同步代码函数*/
public synchronized void add(int n)
{
sum=sum+n;
try{Thread.sleep(20);}catch(Exception e){}
}
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();
}
}</span>
/*多线程-单例设计模式-懒汉式*/
/*饿汉式*/
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">class Single
{
private static final Single s=new Single();
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
return s;
}
}</span>
/*懒汉式---十分重要*/
//如果把锁加在函数上,使每个线程都要判断锁,低效,所以采用下方式。
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">class Single
{
private static Single s=null;
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
if(s==null)
{
synchronized(Single.class)
{
if(s==null)
s=new Single();
}
}
return s;
}
}</span>
/*多线程-死锁
同步中嵌套同步,而锁不同
*/
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">/*示例*/
class Test implements Runnable
{
private boolean flag;
Test(boolean flag)
{
this.flag=flag;
}
public void run()
{
if(flag)
{
synchronized(MyLock.locka)
{
System.out.println("if locka");
synchronized(MyLock.lockb)
{
System.ou.println("if lockb");
}
}
}
else
{
synchronized(MyLock.lockb)
{
System.out.println("else lockb");
synchronized(MyLock.lockaa)
{
System.out.println("else locka");
}
}
}
}
}
class static MyLock
{
static Object locka=new Object();
static Object lickb=new Object();
}
class DeadLockTest
{
public static void main(String[] args)
{
Thread t1=new Thread(new Test(true));
Thread t2=new Thread(new Test(false));
t1.start();
t2.start();
}
}
</span>
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
注意:wait(),notify(),notifyAll()必须都使用在同步中,因为必须要要对持有监视器(锁)
的线程操作。所以要使用在同步中,因为只有同步才具有锁。
为什么这些操作线程的方法要定义在Object类中?
因为这些方法在操作同步中线程时,都必须要标识他们所操作线程持有的锁,
只有同一个锁上的被等待锁,可以被同一锁上notify唤醒。
不可以对不同锁中的线程进行唤醒。
也就是说,等待和唤醒 必须是同一个锁。
而锁可以是任意对象,所以可以被任意对象调用的方法定义在Object类中。
实例1:姓名、性别的存与取
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">class Ras
{
private String name;
private String sex;
private boolean flag=false;
public synchronized void set(String name,String sex)
{
if(flag)
try{this.wait();}catch(Exception e){}
this.name=name;
this.sex=sex;
flag=true;
this.notify();//唤醒的是线程池中第一个等待的线程。
}
public synchronized void out()
{
if(!flag)
try{this.wait();}catch(Exception e){}
System.out.println(name+“……”+sex);
flag=false;
this.notify();
}
}
class Input implements Runnable
{
private Res r;
Input(Res r)
{
this.r=r;
}
public void run()
{int x=0;
while(true)
{
/*synchronized(r)
{
if(x==0)
{
r.set("mike","man");
}
else
{
r.set("丽丽","女女女女");
}
x=(x+1)%2;
}
}
}
}
class Output implements Runnable
{
Res r;
Output(Res r)
{
this.r=r;
}
public void run()
{
while(true)
{
r.out();
}
}
}
class InputOutputDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Res r=new Ras();
/*Input in=new Input(r);
Output out=new Output(r);
Thread t1=new Thread(in);
Thread t2=new Thread(out);
t1.start();
t2.start();
*/
new Thread(new Input(r)).start();
new Thread(new Output(r)).start();
}
}</span>
/*实例二、线程通信-生产者消费者-当出现多个生产者消费者同时在做这件事时:*/
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">class Resource
{
private String name;
private int count=1;
private boolean flag=false;
// t1 t2
public synchronized void set(String name)
{
while(flag)//注意此处一定要用while进行标的循环判断,不能用if,被唤醒的线程不进行标志判断。
try{wait();}catch(Exception e){}
this.name=name+"--"+count++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---生产者是"+this.name);
flag=true;
this.notifyAll();//唤醒全部,而不是notify(),防止只唤醒本方,造成全部线程都等待
}
//t3 t4
public synchronized void out()
{
while(!flag)
try{wait();}catch(Exception e){}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---消费者是------"+this.name);
flag=false;
this.notifyAll();
}
}
class Producer implements Runnable
{
private Resource res;
Producer(Resource res)
{
this.res=res;
}
public void run()
{
while(true)
{
res.set("商品+");
}
}
}
class Consumer implements Runnable
{
private Resource res;
Consumer(Resource res)
{
this.res=res;
}
public void run()
{
while (true)
{
res.out();
}
}
}
class ProducerConsumerDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Resource r=new Resource();
Producer pro=new Producer(r);
Consumer con=new Consumer(r);
Thread t1=new Thread(pro);
Thread t2=new Thread(pro);
Thread t3=new Thread(con);
Thread t4=new Thread(con);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}</span>
/*JDK1.5中提供了多线程的新特性
将同步synchronized替换成现实lock操作。
将Object中的wait,notify,notiAll替换成Condition对象。
该对象可以通过Lock锁进行获取。
该事例中,实现了本方只唤醒对方的操。
*/
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">import java.util.concurrent.locks.*;
class Resource
{
private String name;
private int count=1;
private boolean flag=false;
// t1 t2
private Lock lock=new ReentrantLock();
private Condition condition_pro=lock.newCondition();
private Condition condition_con=lock.newCondition();
public void set(String name)throws InterruptedException
{
lock.lock();//替代了synchronized
try
{
while(flag)//注意此处一定要用while进行标的循环判断,不能用if,被唤醒的线程不进行标志判断。
condition_pro.await();//睡眠生产者
this.name=name+"--"+count++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---生产者是"+this.name);
flag=true;
condition_con.signal();//唤醒消费者
}
finally
{
lock.unlock();
}
}
//t3 t4
public void out()throws InterruptedException
{
lock.lock();
try
{
while(!flag)
condition_con.await();//await()抛出异常。睡眠消费者
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---消费者是------"+this.name);
flag=false;
condition_pro.signal();//唤醒生产者
}
finally
{
lock.unlock();//释放锁的动作要执行。
}
}
}
class Producer implements Runnable
{
private Resource res;
Producer(Resource res)
{
this.res=res;
}
public void run()
{
while(true)
{
try
{
res.set("商品+");
}
catch (InterruptedException e)
{
}
}
}
}
class Consumer implements Runnable
{
private Resource res;
Consumer(Resource res)
{
this.res=res;
}
public void run()
{
try
{
res.out();
}
catch (InterruptedException e)
{
}
}
}
class ProducerConsumerDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Resource r=new Resource();
Producer pro=new Producer(r);
Consumer con=new Consumer(r);
Thread t1=new Thread(pro);
Thread t2=new Thread(pro);
Thread t3=new Thread(con);
Thread t4=new Thread(con);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}</span>
/*多线程-停止线程
stop方法已经过时
如何停止线程呢?
只有一种,run方法结束。
开启多线程运行,运行代码通常是循环结构的。
只要控制住循环,就可以让run方法结束,也就是线程结束。
特殊情况:
当线程处于冻结状态时,就不会读取到标记。那么线程就不会结束。
中断线程interrupt:清除线程的冻结(wait,sleep等)状态,不是结束线程。
当没有指定的方式让冻结的线程恢复到运行状态时,这时需要对冻结进行清除,强制让线程恢复到运行状态中来,
这样就可以操作标让线程结束。
Thread类提供了该方法 interrupt()方法。
守护线程:setDaemon
1,将t设为守护线程即后台线程,
好处是:当主线程结束时该守护线程自动结束不必再手动interrupt中断线程。
2.该方法必须在启动线程前调用。
*/
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">class StopThread implements Runnable
{
private boolean flag=true;
public synchronized void run()
{
while(flag)
{
try
{
wait();
}
catch (InterruptedException e)//捕获主线程中抛出的InterruptedException异常。
{
System.out.println(Thread.currentThread().gerName()+"---Exception");
flag=false;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---run over");
}
}
class StopThreadDemo
{
public static void main(String[] args)
{
StopThread st=new stopThread();
Thread t1=new Thread(st);
Thread t2=new Thread(st);
/*
t1.setDaemon(true);
t2.setDaemon(true);将t1,t2设为守护线程即后台线程,
好处是:当主线程结束时该守护线程自动结束不必再手动interrupt中断线程。
*/
t1.start();
t2.start();
int num=0;
while(true)
{
if(num++==60)
{
t1.interrupt();//线程中断,并抛出InterruptedException异常。
t2.interrupt();
break;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+num);
}
System.out.println("over");
}
}</span>
/*t.join()方法:t.join()方法:join可以用来临时加入线程执行,其他线程要等到这个心加入的线程执行完,才能开始。
*/
<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">/*示例*/
class Demo implements Runnable
{
public void run()
{
for(int x=0;x<=70;x++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--"+x);
}
}
}
class JoinDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Demo d=new Demo();
Thread t1=new Thread(d);
Thread t2=new Thread(d);
t1.start();
t2.start();
t1.join();
for(int x=0;x<=80;x++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--"+x);
}
System.out.println("over");
}
}</span>
/*优先级:
1.示例:setPriority(Thread.MAX_PRIORITY)
2.Thread.yield()方法:暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。yield:屈服投降的意思。
*/