黑马程序员-----java基础 多线程

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要了解线程,必须得知道什么是进程

1. 进程

    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。

2. 线程

    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。

        一个进程中至少有一个线程

3. 线程的创建方式

    

    创建线程的第一种方式：继承Thread类。

    步骤：

    1，定义类继承Thread。

    2，复写Thread类中的run方法。

        目的：将自定义代码存储在run方法。让线程运行。

    3，调用线程的start方法，

        该方法两个作用：启动线程，调用run方法。

//线程的创建方式一,继承Thread类
class Demo extends Thread {
public void run() {
for (int x = 0; x < 60; x++)
System.out.println("demo run----" + x);
}
}

class Test {
public static void main(String[] args) {

Demo d = new Demo();// 创建好一个线程。
d.start();

for (int x = 0; x < 60; x++)
System.out.println("Hello World!--" + x);
}
}

/*
结论:
    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。
    我们可以形象把多线程的运行行为在互相抢夺cpu的执行权。

    这就是多线程的一个特性：随机性。谁抢到谁执行，至于执行多长，cpu说的算。

*/

创建线程的第二种方式：实现Runable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类的构造函数。

    为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数。

    因为，自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。

    所以要让线程去指定指定对象的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呢？

实现方式好处：避免了单继承的局限性。

在定义线程时，建立使用实现方式。

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。

//创建线程的第二种方式：实现Runable接口
class Ticket implements Runnable// extends Thread
{
private int tick = 100;

public void run() {
while (true) {
if (tick > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "....sale : " + tick--);
}
}
}
}

class Test {
public static void main(String[] args) {
Ticket t = new Ticket();

Thread t1 = new Thread(t);// 创建了一个线程；
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();// 启动t1线程
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}

4. 多线程的特征

    多线程的安全问题:

    问题的原因：

        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完。在执行过程中，其他线程不可以参与执行。

        Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式。

        就是同步代码块。

        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。

        关于锁的说明:

            只要的同一个对象就可以,一般会用类名.class加锁,因为该锁在内存中是唯一的

        同步的前提：

            1，必须要有两个或者两个以上的线程。

            2，必须是多个线程使用同一个锁。

            必须保证同步中只能有一个线程在运行。

            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，

//加锁后的代码
class Ticket implements Runnable {
private int tick = 100;

public void run() {
while (true) {
synchronized (this) {
if (tick > 0) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "....sale : " + tick--);
}
}
}
}
}

class Test {
public static void main(String[] args) {

Ticket t = new Ticket();

Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
Thread t3 = new Thread(t);
Thread t4 = new Thread(t);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}

同步产生的死锁问题:

/*
死锁。
同步中嵌套同步。
如:A中持有B中的锁,
B中又持有A中的锁,
这样容易引起死锁

*/

class Ticket implements Runnable {
private int tick = 1000;
Object obj = new Object();
boolean flag = true;

public void run() {
if (flag) {
while (true) {
synchronized (obj) {
show();
}
}
} else
while (true)
show();
}

public synchronized void show()// this
{
synchronized (obj) {
if (tick > 0) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (Exception e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "....code : " + tick--);
}
}
}
}

class Test {
public static void main(String[] args) {

Ticket t = new Ticket();

Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
t1.start();
try {
Thread.sleep(10);
} catch (Exception e) {
}
t.flag = false;
t2.start();
}
}

生产者与消费者的问题

class Test {
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();// t1 生产者
t2.start();// t2生产者
t3.start();// t3消费者
t4.start();// t4消费者
}
}

/*
* 对于多个生产者和消费者。 为什么要定义while判断标记。 原因：让被唤醒的线程再一次判断标记。 为什么定义notifyAll， 因为需要唤醒对方线程。
* 因为只用notify，容易出现只唤醒本方线程的情况。导致程序中的所有线程都等待。
*/

class Resource {
private String name;
private int count = 1;
private boolean flag = false;

public synchronized void set(String name) {
while (flag)
try {
this.wait();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.name = name + "--" + count++;

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...生产者.."
+ this.name);
flag = true;
this.notifyAll();
}

// t3 t4
public synchronized void out() {
while (!flag)
try {
wait();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}// t3(放弃资格) t4(放弃资格)
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...消费者........."
+ this.name);
flag = false;
this.notifyAll();
}
}

class Producer implement
4000
s 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();
}
}
}

JDK1.5 提供的同步问题的新解决方式

/*
JDK1.5 中提供了多线程升级解决方案。
将同步Synchronized替换成现实Lock操作。
将Object中的wait，notify notifyAll，替换了Condition对象。
该对象可以Lock锁 进行获取。
该示例中，实现了本方只唤醒对方操作。
好处: 实现的是显示加锁功能,而且一个锁可以对于多少个condition,方便使用

Lock:替代了Synchronized
lock
unlock
newCondition()

Condition：替代了Object wait notify notifyAll
await();
signal();
signalAll();
*/

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

class Test {
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();
}
}

class Resource {
private String name;
private int count = 1;
private boolean flag = false;
// t1 t2
private Lock lock = new ReentrantLock();

//一个锁可以绑定多个condition
private Condition condition_pro = lock.newCondition();
private Condition condition_con = lock.newCondition();

public void set(String name) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (flag)
condition_pro.await();// t1,t2
this.name = name + "--" + count++;

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...生产者.."
+ this.name);
flag = true;
condition_con.signal();
} finally {
lock.unlock();// 释放锁的动作一定要执行。
}
}

// t3 t4
public void out() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (!flag)
condition_con.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "...消费者........." + this.name);
flag = false;
condition_pro.signal();
} finally {
lock.unlock();
}

}
}

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) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

class Consumer implements Runnable {
private Resource res;

Consumer(Resource res) {
this.res = res;
}

public void run() {
while (true) {
try {
res.out();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}