java 多线程请求大数据 gvm 怎么设置 java多线程实战项目

转载

mob6454cc70642f 2024-08-27 15:42:49

文章标签 面试 java 后端 System 同步代码块 文章分类 Java 后端开发

}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “:卖票，票号为：” + ticket);
ticket–;
}
}
}

3.4 利用Runnable实现线程同步（Lock锁）

3.4.1 Lock锁定义

从 JDK 5.0开始，Java 提供了更强大的线程同步机制通过显式定义同步锁对象来实现同步，同步锁使用 Lock 对象充当。
java.util.concurrent.locks.Lock 接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对 Lock 对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得 Lock 对象。
ReentrantLock 类实现了 Lock ，它拥有与 synchronized 相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是 ReentrantLock 可以显式加锁、释放锁。

3.4.2 代码实例

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**

解决线程安全问题的方式三：Lock锁 — JDK5.0新增

面试题：synchronized 与 Lock的异同？

相同：二者都可以解决线程安全问题
不同：synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器

Lock需要手动的启动同步（lock()），同时结束同步也需要手动的实现（unlock()）

2.优先使用顺序：
Lock  同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源）  同步方法（在方法体之外）

*/
public class Lock {
public static void main(String[] args) {
Window3 w = new Window3();
Thread t1 = new Thread(w);
Thread t2 = new Thread(w);
Thread t3 = new Thread(w);
t1.setName(“窗口1”);
t2.setName(“窗口2”);
t3.setName(“窗口3”);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class Window3 implements Runnable{
private int ticket = 100;
//1.实例化ReentrantLock
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while(true){
try{//2.调用锁定方法lock()
lock.lock();
if(ticket > 0){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “：售票，票号为：” + ticket);
ticket–;
}else{
break;
}
}finally {
//3.调用解锁方法：unlock()
lock.unlock();
}
}
}
}
3.5 synchronized同步与Lock锁的区别
相同点：二者都可以解决线程安全问题。
不同点：
• synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器，Lock 是显式锁（需要手动开启和关闭锁）， synchronized 是隐式锁，出了作用域自动释放；
• Lock 只有代码块锁， synchronized 有代码块锁和方法锁；
• 使用 Lock 锁， JVM 将花费较少的时间来调度线程，性能更好，并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）。
使用的优先顺序：Lock锁、synchronized同步代码块、synchronized同步方法。
同步虽然解决了线程的安全问题，但其实操作同步代码时，只能一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，效率低。
3.6 死锁问题
3.6.1 定义
不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁。
• 出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所的线程都处于阻塞状态，无法继续
• 我们使用同步时，要避免出现死锁。
3.6.2 解决办法
1. 专门的算法、原则
2. 尽量减少同步资源的定义
3. 尽量避免嵌套同步
3.6.3 死锁的实例
//死锁的演示；死锁的增强版
class A {
public synchronized void foo(B b) { //同步监视器：A类的对象：a
System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
• " 进入了A实例的foo方法"); //
System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
• " 企图调用B实例的last方法"); // ③
b.last();
}
public synchronized void last() {//同步监视器：A类的对象：a
System.out.println(“进入了A类的last方法内部”);
}
}
class B {
public synchronized void bar(A a) {//同步监视器：b
System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
• " 进入了B实例的bar方法"); // ②
System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
• " 企图调用A实例的last方法"); // ④
a.last();
}
public synchronized void last() {//同步监视器：b
System.out.println(“进入了B类的last方法内部”);
}
}
public class DeadLock implements Runnable {
A a = new A();
B b = new B();
public void init() {
Thread.currentThread().setName(“主线程”);
// 调用a对象的foo方法
a.foo(b);
System.out.println(“进入了主线程之后”);
}
@Override
public void run() {
Thread.currentThread().setName(“副线程”);
// 调用b对象的bar方法
b.bar(a);
System.out.println(“进入了副线程之后”);
}
public static void main(String[] args) {
DeadLock dl = new DeadLock();
new Thread(dl).start();
dl.init();
}
}
4 继承Thread类
==============================================================================
4.1 Thread的方法
/**
• 测试Thread中的常用方法：
1. start():启动当前线程；调用当前线程的run()
2. run(): 通常需要重写Thread类中的此方法，将创建的线程要执行的操作声明在此方法中
3. currentThread():静态方法，返回执行当前代码的线程
4. getName():获取当前线程的名字
5. setName():设置当前线程的名字
6. yield():释放当前cpu的执行权
7. join():在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b完全执行完以后，线程a才
结束阻塞状态。1. stop():已过时。当执行此方法时，强制结束当前线程。
2. sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内，当前
线程是阻塞状态。1. isAlive():判断当前线程是否存活
• 
• 
• 线程的优先级：
• 
• MAX_PRIORITY：10
• MIN _PRIORITY：1
• NORM_PRIORITY：5 -->默认优先级
• 2.如何获取和设置当前线程的优先级：
• getPriority():获取线程的优先级
• setPriority(int p):设置线程的优先级
• 
• 说明：高优先级的线程要抢占低优先级线程cpu的执行权。但是只是从概率上讲，高优先级的线程高概率的情况下
• 被执行。并不意味着只有当高优先级的线程执行完以后，低优先级的线程才执行。
*/
public class ThreadMethod {
public static void main(String[] args) {
HelloThread h1 = new HelloThread(“Thread：1”);
h1.setName(“线程一”);
//设置分线程的优先级
h1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
h1.start();
//给主线程命名
Thread.currentThread().setName(“主线程”);
Thread.currentThread().setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “:” + Thread.currentThread().getPriority() + “:” + i);
}
}
System.out.println(h1.isAlive());
}
}
class HelloThread extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “:” + Thread.currentThread().getPriority() + “:” + i);
}
}
}
public HelloThread(String name){
super(name);
}
}
4.2 利用Thread实现基础实现（无线程同步）
/**
• 需求：多线程的创建的方式一：继承于Thread类
• 步骤：
1. 创建一个继承于Thread类的子类
2. 重写Thread类的run() --> 将此线程执行的操作声明在run()中
3. 创建Thread类的子类的对象
4. 通过此对象调用start()
5. 说明各个子线程和主线程的顺序是随机的★
*/
public class BasicThread {
public static void main(String[] args) {
//3. 创建Thread类的子类的对象
MyThread t1 = new MyThread();
//4.通过此对象调用start():①启动当前线程 ② 调用当前线程的run()
t1.start();
MyThread t2 = new MyThread();
t2.start();
//如下操作仍然是在main线程中执行的。
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “:” + i );
}
}
}
}
//1. 创建一个继承于Thread类的子类
class MyThread extends Thread {
//2. 重写Thread类的run()
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if(i %
《一线大厂Java面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》
【docs.qq.com/doc/DSmxTbFJ1cmN1R2dB】 完整内容开源分享
2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “:” + i);
}
}
}
}
4.3 利用Thread实现线程同步（synchronized同步代码块）
/**
• 需求：创建三个窗口卖票，总票数为100张。使用同步代码块解决实现Runnable接口的方式的线程安全问题
• 
• 1.问题：卖票过程中，出现了重票、错票 -->出现了线程的安全问题
• 2.问题出现的原因：当某个线程操作车票的过程中，尚未操作完成时，其他线程参与进来，也操作车票。
• 3.如何解决：当一个线程a在操作ticket（共享数据）的时候，其他线程不能参与进来。直到线程a操作完ticket时，其他
线程才可以开始操作ticket。这种情况即使线程a出现了阻塞，也不能被改变。• 4.在Java中，我们通过同步机制，来解决线程的安全问题。
• 5.同步的方式，解决了线程的安全问题。—好处
• 操作同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，效率低。 —局限性
• 
• JDK5.0之前
• 方式一：同步代码块
• synchronized(同步监视器){
//需要被同步的代码• }
• 说明：1.操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码。 -->不能包含代码多了，也不能包含代码少了。
2.共享数据：多个线程共同操作的变量。比如：ticket就是共享数据。3.同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁。（谁进去了，谁就可以拿到这把锁）要求：多个线程必须要共用同一把锁。★• 
补充：在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。• 方式二：同步方法。
如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的。*/
public class SynchroThread {
public static void main(String[] args) {
Window w = new Window();
Thread t1 = new Thread(w);
Thread t2 = new Thread(w);
Thread t3 = new Thread(w);
t1.setName(“窗口1”);
t2.setName(“窗口2”);
t3.setName(“窗口3”);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class Window implements Runnable{
private static int ticket = 100;
//一定要加static才可以
private static Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
while(true){
//正确的synchronized (obj)。在反射的时候会说，Window2.class只会加载一次
synchronized (Window.class){
if(ticket > 0){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “：卖票，票号为：” + ticket);
ticket–;
}else{
break;
}
}
}
}
}
4.4 利用Thread实现线程同步（synchronized同步方法）
/**
• 利用同步方法的方式来解决线程安全
*/
public class SynchroMethodThread {
public static void main(String[] args) {
Window2 w = new Window2();
Thread t1 = new Thread(w);
Thread t2 = new Thread(w);
Thread t3 = new Thread(w);
t1.setName(“窗口1”);
t2.setName(“窗口2”);
t3.setName(“窗口3”);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class Window2 implements Runnable {
private static int ticket = 100;
@Override
public void run() {
while (true) {
show();
}
}
//必须使用静态方法，这样默认的同步监视器是Window.class
private static synchronized void show(){
if (ticket > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “：卖票，票号为：” + ticket);
ticket–;
}
}
}
5 线程通讯
=========================================================================
5.1 释放锁与不会释放锁的方法：
5.2 代码实例
/**
• 需求：利用线程通信打印 1-100。关键点：线程1, 线程2交替打印
• 
• 涉及到的三个方法：
• wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。
• notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。
• notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。
• 
• 说明：
• 1.wait()，notify()，notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。
• 2.wait()，notify()，notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。
• 否则，会出现IllegalMonitorStateException异常
• 3.wait()，notify()，notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。
• 
• 面试题：sleep() 和 wait()的异同？
• 1.相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。
• 2.不同点：1）两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait()
2）调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中3）关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。*/
public class CommunicationRunnable {
public static void main(String[] args) {
Number number = new Number();
Thread t1 = new Thread(number);
Thread t2 = new Thread(number);
t1.setName(“线程1”);
t2.setName(“线程2”);
t1.start();
t2.start();
}
}
class Number implements Runnable{
private int number = 1;
private Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
while(true){
synchronized (obj) {
obj.notify();
if(number <= 100){
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “:” + number);
number++;
try {
//使得调用如下wait()方法的线程进入阻塞状态
obj.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}else{
break;
}
}
}
}
}
6 生产者/消费者问题
==============================================================================
生产者/消费者问题是多线程中很经典的问题，它的定义是：
生产者Productor 将产品交给店员 (Clerk)，而消费者（Consumer）从店员处取走产品，店员一次只能持有固定数量的产品 比如 :20，如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下，如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。
这里可能出现两个问题：
1. 生产者比消费者快时，消费者会漏掉一些数据没有取到。
2. 消费者比生产者快时，消费者会取相同的数据。
解决这个问题的代码实例：
/**
• 线程通信的应用：经典例题：生产者/消费者问题
• 
• 生产者(Productor)将产品交给店员(Clerk)，而消费者(Customer)从店员处取走产品，
• 店员一次只能持有固定数量的产品(比如:20），如果生产者试图生产更多的产品，店员
• 会叫生产者停一下，如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；如果店中没有产品
• 了，店员会告诉消费者等一下，如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。
• 
• 分析：
1. 是否是多线程问题？是，生产者线程，消费者线程
2. 是否有共享数据？是，店员（或产品）
3. 如何解决线程的安全问题？同步机制,有三种方法
4. 是否涉及线程的通信？是
5. 可以利用sleep的时间来控制三者的传递时间
*/
class Clerk{
private int productCount = 0;
//从生产者拿到产品
public synchronized void getProduct() {
if(productCount < 20){
productCount++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “:开始生产第” + productCount + “个产品”);
notify();
}else{
//等待
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//把产品卖给消费者
public synchronized void giveProduct() {
if(productCount > 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “:开始消费第” + productCount + “个产品”);
productCount–;
notify();
}else{
//等待
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class Producer extends Thread{//生产者
private Clerk clerk;
public Producer(Clerk clerk) {
this.clerk = clerk;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(getName() + “:开始生产产品…”);
while(true){
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
clerk.getProduct();
}
}
}
class Consumer extends Thread{//消费者
private Clerk clerk;
public Consumer(Clerk clerk) {
this.clerk = clerk;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(getName() + “:开始消费产品…”);
while(true){
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
clerk.giveProduct();
}
}
}
public class ProducerConsumer {
public static void main(String[] args) {
Clerk clerk = new Clerk();
Producer p1 = new Producer(clerk);
p1.setName(“生产者1”);
Consumer c1 = new Consumer(clerk);
c1.setName(“消费者1”);
Consumer c2 = new Consumer(clerk);
c2.setName(“消费者2”);
p1.start();
c1.start();
c2.start();
}
}
7 实现Callable接口
=================================================================================
这里还要介绍一下Future接口：
• 可以 对具体 Runnable 、 Callable 任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等；
• FutrueTask 是 Futrue 接口的唯一的实现类；
• FutureTask 同时实现了 Runnable, Future 接口。它既可以作为Runnable 被线程执行，又可以 作为 Future 得到 Callable 的返回值。
代码实例：
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
/**
• 创建线程的方式三：实现Callable接口。 — JDK 5.0新增
• 
• 如何理解实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大？
1. call()可以有返回值的。
2. call()可以throws抛出异常，被外面的操作捕获，获取异常的信息。而之前的方法只能是try catch捕获异常
3. Callable是支持泛型的
*/
public class BasicCallable {
public static void main(String[] args) {
//3.创建Callable接口实现类的对象
NumThread numThread = new NumThread();
//4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象
//因为泛型我还没学，所以先不考虑
FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
//5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start()
new Thread(futureTask).start();
try {
//6.获取Callable中call方法的返回值
//get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值。
Object sum = futureTask.get();
System.out.println(“总和为：” + sum);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//1.创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable {
//2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中
@Override
public Object call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(i);
sum += i;
}
}
return sum;
}
}
8 线程池
========================================================================
8.1 背景
在实际工作中，经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大 。
8.2 解决思路
提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接 获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
这样做的好处：
• 提高响应速度（减少了创建新线程的时间）；
• 降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）；
• 便于线程管理，如：
• corePoolSize ：核心池的大小
• maximumPoolSize ：最大线程数
• keepAliveTime ：线程没有任务时最多保持多长时间后会 终止
8.3 线程池相关 API
JDK 5.0 起提供了线程池相关API ExecutorService 和 Executors
• ExecutorService ：真正的线程池接口。常见子类 ThreadPoolExecutor
• void execute(Runnable command) ：执行任务命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
• Future submit(Callable task) task)：执行任务，有返回值，一般又来执行Callable
• void shutdown() ：关闭连接池
• Executors ：工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池
• Executors.newCachedThreadPool ()()：创建一个可根据需要创建新线程的线程
• Executors.newFixedThreadPool(n ); 创建一个可重用固定线程数的线程池
• Executors.newSingleThreadExecutor () ：创建一个只有一个线程的线程池
• Executors.newScheduledThreadPool(n ))：创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运
行命令或者定期地执行。
8.4 代码实例
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
• 创建线程的方式四：使用线程池
• 好处：
• 1.提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
• 2.降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
• 3.便于线程管理
corePoolSize：核心池的大小maximumPoolSize：最大线程数keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止*/
public class Pool {
public static void main(String[] args) {
//1. 提供指定线程数量的线程池
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
//肯定不在接口中实现，而是在对应的实现类中操作。这里体现的是线程池的管理
// ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;
//设置线程池的属性
// System.out.println(service.getClass()); 通过这种方法看到接口的实现类
// service1.setCorePoolSize(15);
// service1.setKeepAliveTime();
//2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
service.execute(new NumberThread());//适合适用于Runnable
service.execute(new NumberThread1());//适合适用于Runnable
// service.submit(Callable callable);//适合使用于Callable
//3.关闭连接池
service.shutdown();
}
}
class NumberThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i <= 100;i++){
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
}
}
}
}
class NumberThread1 implements Runnable{
@Override
public void run() {

本文章为转载内容，我们尊重原作者对文章享有的著作权。如有内容错误或侵权问题，欢迎原作者联系我们进行内容更正或删除文章。