Java多线程
- 线程的创建和使用
- 方式一:继承于Thread类
- Thread的常用方法
- 方式二:实现Runnable接口
- 线程的调度
- 线程的优先级
- 线程的生命周期
- 线程的同步
- 方式一: 同步代码块
- 方法二:同步方法
- 线程的死锁
- 面试题:synchronized 与Lock的异同?
- 如何解决线程安全问题?有几种方式
- 线程的通信
- 涉及到的三个方法:
- 说明:
- 面试题:sleep() 和 wait()的异同?
- 常见线程通信例题:生产者\消费者问题
- JDK5.0 新增线程创建方式
- 方式三、实现Callable接口
- 方式四、线程池
- 面试题:创建多线程有几种方式:
线程的创建和使用
方式一:继承于Thread类
- 1、创建一个继承于Thread类的子类
- 2、重写Thread类的run()
- 3、创建Thread类的子类的对象
- 4、通过此对象调用start()
Thread的常用方法
- start():启动当前线程,调用当前线程的run()
- 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。
- currentThread():静态方法,返回执行当前代码的线程
- getname(): 获取当前线程的名字
- setname(): 设置当前线程的名字
- yield(): 释放当前cpu的执行权
- 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。
- stop(): 已过时,强制结束当前线程。
- sleep(long millitime): 让当前线程“睡眠”指定millitime毫秒。当前线程为阻塞状态。
- isAlive(): 判断线程是否存活。
- 例:
package com.atguigu.java;
/*
*
* 多线程的创建:方式一:继承Thread类
*
* */
//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 % 2 ==0){
System.out.println(i);
}
}
}
}
public class ThreadTest {
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();
//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(i + "****************main()***************");
}
}
}
}
练习:
package com.atguigu.exer;
/*
*
* 创建两个分线程,其中一个线程遍历100以内的偶数,另外一个线程遍历100以内的奇数
* */
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
// MyThread1 m1 = new MyThread1();
// MyThread2 m2 = new MyThread2();
//
// m1.start();
// m2.start();
//创建Thread类的匿名子类的方式
new Thread() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if (i % 2 != 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}.start();
new Thread() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if (i % 2 == 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}.start();
}
}
class MyThread1 extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if (i % 2 != 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}
class MyThread2 extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if (i % 2 == 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}
- 注意①:我们不能直接调用run()的方式启动线程
方式二:实现Runnable接口
- 1、创建一个实现了Runnable接口的类
- 2、实现类去实现Runnable中的抽象方法:run()
- 3、创建实现类的对象
- 4、将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread类的对象
- 5、通过Thread类的对象调用start()
线程的调度
- 同优先级线程组成先进先出队列(先来先服务),使用时间片策略
- 对高优先级,使用优先调度的抢占式策略
线程的优先级
1、
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,高优先级的线程搞概率的情况下被执行。并不是先执行高优先级再执行低优先级。
线程的生命周期
线程的同步
举例:创建三个窗口卖票,总票数为100张,使用实现Runnable接口的方式
1、问题:卖票的过程中,出现了重票,错票 --> 出现了线程的安全问题
2、原因:当某个线程操作车票的过程中,尚未操作完成,其他线程也参与进来操作车票。
3、如何解决:当一个线程在操作ticket的时候,其他线程不能参与进来。直到线程a操作完ticket时,其他线程才可以操作ticket,这种情况即使线程a出现了阻塞,也不能改变。
4、在Java中,我们通过同步机制,来解决线程的安全问题
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
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。
要求多个线程公用同一把锁。
方法二: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。
5、同步的方式:解决了线程的安全问题。
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。
同步代码块例:
/*
*
* 使用同步代码块解决继承Thread类的方式的线程安全问题
*
* 卖票
* 说明:在继承Thread类创建多线程的方式中,
* 慎用this充当同步监视器,考虑使用当前类充当同步监视器
* */
class Window2 extends Thread {
private static int ticket = 100;
private static Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (obj) {
if (ticket > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(getName() + ":卖票,票号为:" + ticket);
ticket--;
} else {
break;
}
}
}
}
}
public class WindowTest2 {
public static void main(String[] args) {
Window2 t1 = new Window2();
Window2 t2 = new Window2();
Window2 t3 = new Window2();
t1.setName("窗口1");
t2.setName("窗口2");
t3.setName("窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
补充:在实现Runnbale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
关于同步方法的总结:
1、同步方法任然设计到同步监视器,只是不需要我们显式地声明。
2、非静态的同步方法,同步监视器是:this
静态的同步方法,同步监视器是:当前类本身
线程的死锁
1、死锁的理解: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
2、说明:
①出现死锁后,不会出现异常,不会出现提示,只是所有的线程都处于阻塞状态,无法继续
面试题:synchronized 与Lock的异同?
- 相同:二者都可以解决线程的安全问题
- 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;
如何解决线程安全问题?有几种方式
三种方式:
1、使用同步代码块synchronized
2、使用同步方法
3、使用Lock锁
线程的通信
- 线程通信:使用两个线程打印1-100.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
- 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快或者是同步方法中的同步监视器。
- 否则出现异常
- 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,就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()不需使用在同步代码块中。
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()不释放锁,wait()会释放锁。
常见线程通信例题:生产者\消费者问题
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、如何解决线程安全? 同步机制,三种方法
4、是否涉及到线程通信? 是
- 例:生产者消费者问题
class Clerk{
private int productCount = 0;
//生产产品
public synchronized void produceProduct() {
if (productCount < 20){
productCount++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":开始生产第" + productCount + "个产品");
}else {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//消费产品
public synchronized void consumeProduct() {
if (productCount > 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始消费第" + productCount + "个产品");
productCount--;
}else {
// 等待
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class Producer extends Thread{
private Clerk clerk;
public Producer(Clerk clerk){
this.clerk = clerk;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始生产产品。。。");
while (true){
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
clerk.produceProduct();
}
}
}
class Consumer extends Thread{
private Clerk clerk;
public Consumer(Clerk clerk) {
this.clerk = clerk;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始消费产品。。。");
while (true){
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
clerk.consumeProduct();
}
}
}
public class ProductTest {
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");
p1.start();
c1.start();
}
}
JDK5.0 新增线程创建方式
方式三、实现Callable接口
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
2、call()可以抛出异常,被外面的操作捕获,获取异常的信息
3、Callable是支持泛型的
方式四、线程池
- 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。避免频繁创建销毁,实现重复利用。
- 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
- corePoolSize: 核心池的的大小
- maximumPoolSize:最大线程数
- keepAliveTime:线程没有任务时最多保持多长时间后会停止
面试题:创建多线程有几种方式:
四种方式:
- 1、继承Thread类创建线程
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i<= 20; i++) {
if(i%2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread1 = new MyThread();
MyThread myThread2 = new MyThread();
myThread1.setName("线程1");
myThread2.setName("线程2");
myThread1.start();
myThread2.start();
}
}
- 2、实现Runnable接口创建线程
public class MyThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i<= 20; i++) {
if(i%2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread1 = new MyThread();
MyThread myThread2 = new MyThread();
Thread thread1 = new Thread(myThread1);
Thread thread2 = new Thread(myThread2);
thread1.setName("线程1");
thread2.setName("线程2");
thread1.start();
thread2.start();
}
- 3、实现Callable接口创建线程
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
class NumThread implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 0; i<= 20; i++) {
if(i%2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
sum += i;
}
}
return sum;
}
}
public class MyThread {
public static void main(String[] args) {
NumThread numThread = new NumThread();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask(numThread);
new Thread(futureTask).start();
try {
Integer sum = futureTask.get();
System.out.println("整数和为:" + sum);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
- 4、使用线程池创建线程
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
class NumThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i<= 20; i++) {
if(i%2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}
public class MyThread {
public static void main(String[] args) {
//创建一个可根据需要创建新线程的线程池
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
//创建一个可重用固定线程数量的线程池
// ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
//创建一个只有一个线程的线程池
// ExecutorService service = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i<10; i++){
service.execute(new NumThread());
}
service.shutdown();
}
}