一、实现多线程
1.1了解多线程
多线程是指从软件或硬件上实现多个线程并发执行的技术。具有多线程 能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多个线程,提升性能。
1.2并发和并行
并行:在同一时刻,有多个指令在多个CPU上同时运行。(多个cpu一同运行)
并发:在同一时刻,有多个指令在单个CPU上交替运行。 (单个cpu上运行多个指令)
1.3进程和线程
进程:是正在运行的程序,具有独立性、动态性和并发性
线程:是进程中的单个顺序控制流,是一条执行路径
1.4实现多线程方式一:继承Tread类
方法介绍
方法名 | 说明 |
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void run() | 在线程开启后,此方法将被调用执行 |
void start() | 使此线程开始执行,Java虚拟机会调用run方法() |
实现步骤
1)定义一个类MyThead继承Thread类
2)在MyThread类中重写run()方法
3)创建MyThread类的对象
4)启动线程
public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { for(int i=0; i<100; i++) { System.out.println(i); } } } public class MyThreadDemo { public static void main(String[] args) { MyThread my1 = new MyThread(); MyThread my2 = new MyThread(); // my1.run(); // my2.run(); //void start() 导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法 my1.start(); my2.start(); } }
问题:1)为什么要重写run()方法?
因为run()是用来封装被线程执行的代码
2)run()方法和start()方法的区别
run():封装线程执行的代码,直接调用,相当于普通方法的调用
start():启动线程,然后由JVM调用此线程的run()方法
1.5实现多线程方式二:实现Runnable接口
Thread构造方法
方法名 | 说明 |
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Thread(Runnable target) | 分配一个新的Thread对象 |
Thread(Runnable target, String name) | 分配一个新的Thread对象 |
实现步骤
定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
在MyRunnable类中重写run()方法
创建Thread类的对象,把MyRunnable对象作为构造方法的参数
启动线程
public class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { for(int i=0; i<100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i); } } } public class MyRunnableDemo { public static void main(String[] args) { //创建MyRunnable类的对象 MyRunnable my = new MyRunnable(); //创建Thread类的对象,把MyRunnable对象作为构造方法的参数 Thread t1 = new Thread(my,"坦克"); Thread t2 = new Thread(my,"飞机"); //启动线程 t1.start(); t2.start(); } }
1.6实现多线程方式三:实现Callable接口
方法介绍:
方法名 | 说明 |
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V call() | 计算结果,如果无法计算结果,则抛出一个异常 |
FutureTask(Callable<V> callable) | 创建一个 FutureTask,一旦运行就执行给定的 Callable |
V get() | 如有必要,等待计算完成,然后获取其结果 |
实现步骤:
定义一个类MyCallable实现Callable接口
在MyCallable类中重写call()方法
创建MyCallable类的对象
创建Future的实现类FutureTask对象,把MyCallable对象作为构造方法的参数
创建Thread类的对象,把FutureTask对象作为构造方法的参数
启动线程
在调用get方法,就可以获取线程结束后的结果
public class MyCallable implements Callable<String> { @Override public String call() throws Exception { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println("跟女孩表白" + i); } //返回值就表示线程运行完毕之后的结果 return "答应"; } } public class Demo { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { //线程开启之后需要执行里面的call方法 MyCallable mc = new MyCallable(); //Thread t1 = new Thread(mc); //可以获取线程执行完毕之后的结果.也可以作为参数传递给Thread对象 FutureTask<String> ft = new FutureTask<>(mc); //创建线程对象 Thread t1 = new Thread(ft); String s = ft.get(); //开启线程 t1.start(); //String s = ft.get(); System.out.println(s); } }
三种实现方式的对比:
实现Runnable、Callable接口:
好处:扩展性强、实现该接口的同时还可以继承其他类
缺点:编程相对复杂、不能直接使用Thread类中的方法
继承Thread类:
好处:编程比较简单,可以直接使用Thread类中的方法
缺点:扩展性较差,不能再继承其他的类
1.7设置和获取线程名称
方法介绍
方法名 | 说明 |
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void setName(String name) | 将此线程的名称更改为等于参数name |
String getName() | 返回此线程的名称 |
Thread currentThread() | 返回对当前正在执行的线程对象的引用 |
public class MyThread extends Thread { public MyThread() {} public MyThread(String name) { super(name); } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(getName()+":"+i); } } } public class MyThreadDemo { public static void main(String[] args) { MyThread my1 = new MyThread(); MyThread my2 = new MyThread(); //void setName(String name):将此线程的名称更改为等于参数 name my1.setName("高铁"); my2.setName("飞机"); //Thread(String name) MyThread my1 = new MyThread("高铁"); MyThread my2 = new MyThread("飞机"); my1.start(); my2.start(); //static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用 System.out.println(Thread.currentThread().getName()); } }
1.8线程休眠
方法名 | 说明 |
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static void sleep(long millis) | 使当前正在执行的线程停留(暂停执行)指定的毫秒数 |
public class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + i); } } } public class Demo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { /*System.out.println("睡觉前"); Thread.sleep(3000); System.out.println("睡醒了");*/ MyRunnable mr = new MyRunnable(); Thread t1 = new Thread(mr); Thread t2 = new Thread(mr); t1.start(); t2.start(); } }
1.9线程优先级
两种调度方式:
分时调度模型:所有线程轮流使用CPU的使用权,平均分配每个线程占用CPU的时间片
抢占式调度模型:优先让优先级高的线程使用CPU,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个,优先级高的线程获取CPU时间片相对多一些
Java使用的是抢占式调度模型
随机性
相关方法:
方法名 | 说明 |
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final int getPriority() | 返回此线程的优先级 |
final void setPriority(int newPriority) | 更改此线程的优先级线程默认优先级是5;线程优先级的范围是:1-10 |
public class MyCallable implements Callable<String> { @Override public String call() throws Exception { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + i); } return "线程执行完毕了"; } } public class Demo { public static void main(String[] args) { //优先级: 1 - 10 默认值:5 MyCallable mc = new MyCallable(); FutureTask<String> ft = new FutureTask<>(mc); Thread t1 = new Thread(ft); t1.setName("飞机"); t1.setPriority(10); //System.out.println(t1.getPriority());//5 t1.start(); MyCallable mc2 = new MyCallable(); FutureTask<String> ft2 = new FutureTask<>(mc2); Thread t2 = new Thread(ft2); t2.setName("坦克"); t2.setPriority(1); //System.out.println(t2.getPriority());//5 t2.start(); } }
二、线程同步
2.1卖票【应用】
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案例需求
某电影院目前正在上映国产大片,共有100张票,而它有3个窗口卖票,请设计一个程序模拟该电影院卖票
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实现步骤
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定义一个类SellTicket实现Runnable接口,里面定义一个成员变量:private int tickets = 100;
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在SellTicket类中重写run()方法实现卖票,代码步骤如下
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判断票数大于0,就卖票,并告知是哪个窗口卖的
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卖了票之后,总票数要减1
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票卖没了,线程停止
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定义一个测试类SellTicketDemo,里面有main方法,代码步骤如下
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创建SellTicket类的对象
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创建三个Thread类的对象,把SellTicket对象作为构造方法的参数,并给出对应的窗口名称
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启动线程
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public class SellTicket implements Runnable { private int tickets = 100; //在SellTicket类中重写run()方法实现卖票,代码步骤如下 @Override public void run() { while (true) { if(ticket <= 0){ //卖完了 break; }else{ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } ticket--; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticket + "张票"); } } } } public class SellTicketDemo { public static void main(String[] args) { //创建SellTicket类的对象 SellTicket st = new SellTicket(); //创建三个Thread类的对象,把SellTicket对象作为构造方法的参数,并给出对应的窗口名称 Thread t1 = new Thread(st,"窗口1"); Thread t2 = new Thread(st,"窗口2"); Thread t3 = new Thread(st,"窗口3"); //启动线程 t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
问题:相同的票出现了多次和出现了负数的票
产生原因:线程执行的随机性导致的,可能在卖票过程中丢失CPU的执行权,导致出现问题
2.2同步代码块解决数据安全问题
安全问题出现的条件
多线程环境
有共享数据
有多条语句操作共享数据
如何解决多线程安全问题?
基本思路:让程序没有安全问题的环境
如何实现:
把多条语句操作共享数据的代码给锁起来,让任意时刻只能有一个线程执行即可
Java提供了同步代码块的方式来解决
同步代码块格式:
synchronized(任意对象) {
多条语句操作共享数据的代码
}
synchronized(任意对象):就相当于给代码加锁了,任意对象就可以看成是一把锁
同步的好处和弊端
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好处:解决了多线程的数据安全问题
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弊端:当线程很多时,因为每个线程都会去判断同步上的锁,这是很耗费资源的,无形中会降低程序的运行效率
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public class SellTicket implements Runnable { private int tickets = 100; private Object obj = new Object(); @Override public void run() { while (true) { synchronized (obj) { // 对可能有安全问题的代码加锁,多个线程必须使用同一把锁 //t1进来后,就会把这段代码给锁起来 if (tickets > 0) { try { Thread.sleep(100); //t1休息100毫秒 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //窗口1正在出售第100张票 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票"); tickets--; //tickets = 99; } } //t1出来了,这段代码的锁就被释放了 } } } public class SellTicketDemo { public static void main(String[] args) { SellTicket st = new SellTicket(); Thread t1 = new Thread(st, "窗口1"); Thread t2 = new Thread(st, "窗口2"); Thread t3 = new Thread(st, "窗口3"); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
2.3同步方法解决数据安全问题【应用】
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同步方法的格式
同步方法:就是把synchronized关键字加到方法上
修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {
方法体;
}同步方法的锁对象是什么呢?
this
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静态同步方法
同步静态方法:就是把synchronized关键字加到静态方法上
修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {
方法体;
}同步静态方法的锁对象是什么呢?
类名.class
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public class MyRunnable implements Runnable { private static int ticketCount = 100; @Override public void run() { while(true){ if("窗口一".equals(Thread.currentThread().getName())){ //同步方法 boolean result = synchronizedMthod(); if(result){ break; } } if("窗口二".equals(Thread.currentThread().getName())){ //同步代码块 synchronized (MyRunnable.class){ if(ticketCount == 0){ break; }else{ try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } ticketCount--; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticketCount + "张票"); } } } } } private static synchronized boolean synchronizedMthod() { if(ticketCount == 0){ return true; }else{ try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } ticketCount--; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "在卖票,还剩下" + ticketCount + "张票"); return false; } } }
2.5死锁
线程死锁是指由于两个或者多个线程互相持有对象所需要的资源,导致这些线程处于等待状态,无法前往执行
什么情况会产生死锁
1.资源有限 2.同步嵌套
public class Demo { public static void main(String[] args) { Object objA = new Object(); Object objB = new Object(); new Thread(()->{ while(true){ synchronized (objA){ //线程一 synchronized (objB){ System.out.println("小康同学正在走路"); } } } }).start(); new Thread(()->{ while(true){ synchronized (objB){ //线程二 synchronized (objA){ System.out.println("小薇同学正在走路"); } } } }).start(); } }
标签:run,Thread,void,学习,线程,超强,new,多线程,public From: https://www.cnblogs.com/linwenguan/p/16773252.html