黑马程序员--Java基础之多线程

1、多线程

进程：是一个正在执行中的程序

每一个进程执行独有一个执行顺序，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

一个进程中至少有一个线程

java VM 启动的时候会有一个线程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：其实更细节的说明jvm，jvm启动不止一个线程，还有负责垃圾回收机制的线程

多线程概念：eg：下载

如何在自定义代码中定义多线程

通过API的查找，java对线程这类事物继承 thread类

1.1，第一种创建方法，继承Thread类

步骤：1.定义类继承Thread类

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: 作用 1，启动线程，2，调用run方法

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，只能有一个程序运行（多核除外）

cup在做着快速的切换，以达到看上去是同事运行的效果

我们可以形象把多线程的运行行为在互相抢夺cup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，cup说的算

为什么要覆盖run方法

Thread类用于描述线程。

该类就定义一个功能，用于存储线程要运行的代码，该存储功能就是run方法

也就是说 Thread类中的run方法，用于存储线程要运行的代码

class Demo extends Thread

{

public void run()

{

for(int i=0;i<=40;i++)

System.out.println("demo run-----"+i);

}

}

class ThreadDemo

{

public static void main(String[] args)

{

Demo d= new Demo(); //就创建好一个线程

//d.start(); //开启线程并执行该线程的run方法

d.run(); //仅仅是对象调用方法，而线程创建了，并没有运行(面试题)

for(int i=0;i<=30;i++)

System.out.println("Hello World!---"+i);

}

}

获取线程的名称 getName();

名称为thread-编号

static Thread.currentThread(); 获取当前线程对象

getName(); 获取线程名称

设置线程名称：setName或者构造函数

class Test extends Thread

{

private String name;

Test(String name)

{

super(name);

//this.name=name;

}

public void run()

{

for(int i=0;i<=40;i++)

//this==Thread.currentThread();

System.out.println(this.getName()+"---demo run-----"+i);//this.getName()获取线程的名称

}

}

class ThreadTest1

{

public static void main(String[] args)

{

//Demo d= new Demo(); //就创建好一个线程

//d.start(); //开启线程并执行该线程的run方法

//d.run(); //仅仅是对象调用方法，而线程创建了，并没有运行(面试题)

Test t1 = new Test("one");

Test t2 = new Test("two");

t1.start();

t2.start()；

for(int i=0;i<=30;i++)

System.out.println("Hello World!---"+i)；

}

}

1.2，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的方法

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方法所属的对象传递给Runnable接口的子类对象。

所以要让线程去指定对象的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：避免了但继承的局限性

在定义线程时，建议实现方式

继承Thread类：相乘代码存放在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

需求：简单的卖票程序。

多个窗口同时卖票。

class Ticket implements Runnable//extends Thread

{

private int tick=100;//让四个对象共享100张票，怎么定义静态就可以了

public void run()

{

while(true)

{

if(tick>0)

{

try

{

Thread.sleep(10);

}

catch (Exception)

{

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"sale..."+tick--);

}

else

break;

}

}

}

class TicketDemo

{

public static void main(String[] args)

{

Ticket t=new Ticket();

Thread t1= new Thread(t); //创建一个线程

Thread t2= new Thread(t);

Thread t3= new Thread(t);

Thread t4= new Thread(t);

t1.start();

t2.start();

t3.start();

t4.start();

}

}

2、多线程的运行出现安全问题

上面的练习结果会出现，打印出来0，-1，-2等错票

2.1，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一部分

还没执行完，另一个线程参与进来执行，导致共享数据的错误,

2.2，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，持有锁的线程可以再同步中执行

没有持有锁的线程，及时获取CPU的执行权，也进不去，因为没有获取锁

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个锁

必须保证同步中只有一个线程在运行

好处：解决了多线程的安全问题

弊端：多个线程需要判断锁，会消耗资源

class Ticket implements Runnable

{

private int tick=100;

Object obj = new Object();

public void run()

{

while(true)

{

synchronized(obj) //火车厕所 锁，有一个多线程进入，就锁门了，执行完就会自动开锁

{

if(tick>0)

{

try

{

Thread.sleep(10);

}

catch (Exception e)

{

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"sale..."+tick--);

}

else

break;

}

}

}

}

class TicketDemo2

{

public static void main(String[] args)

{

Ticket t=new Ticket();

Thread t1= new Thread(t); //创建一个线程

Thread t2= new Thread(t);

Thread t3= new Thread(t);

Thread t4= new Thread(t);

t1.start();

t2.start();

t3.start();

t4.start();

}

}

3，同步函数

同步函数用的是哪一个锁呢？

函数需要被对象调用，那么函数都有一个所属对象引用，及时this

所以同步函数使用的锁是this

通过该程序进行验证

使用两个线程来卖票

一个线程在同步代码块中

一个在同步函数中

都在执行卖票动作

同步函数被静态修饰后，使用的锁不是this

则使用 类名.class 该对象的类型是class

静态的同步方法使用的锁是所在类的字节码文件对象， 类名.class

class Ticket implements Runnable

{

private int tick=100;

Object obj = new Object();

boolean flag=true;

public void run()

{

if(flag)

{

while(true)

{

synchronized(this)//obj 锁

{

if(tick>0)

{

try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"code..."+tick--);

}

}

}

}

else

while(true)

show();

}

public synchronized void show()//this锁

{

if(tick>0)

{

try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"show..."+tick--);

}

}

}

class TicketDemo3

{

public static void main(String[] args)

{

Ticket t=new Ticket();

Thread t1= new Thread(t); //创建一个线程

Thread t2= new Thread(t);

// Thread t3= new Thread(t);

// Thread t4= new Thread(t);

t1.start();

try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}

t.flag=false;

t2.start();

// t3.start();

// t4.start();

}

}

练习

/*

需求：银行有一个金库

有两个储户，分别存300元，每次存100，共3次

目的：该程序是否有安全问题，如果有，如何解决？

如何找问题：

1.明确哪些代码是多线程运行代码

2.明确共享数据

3、明确多线程哪些语句是操纵多线程的

*/

class Bank

{

private int sum;

//Object obj = new Object();

public synchronized void add(int n)//同步函数

{

//synchronized(obj)

//{

sum+=n;

try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}

System.out.println("sum="+sum);

//}

}

}

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 c1 = new Thread(c);

Thread c2 = new Thread(c);

c1.start();

c2.start();

}

}

*/

//懒汉式(面试，重点 一定精通)

//特点：延时加载。有问题，安全隐患，

//用同步来解决，使用的锁是该类所属的字节码对象

class Single

{

private static Single s = null;

private Single(){}

public static synchronized Single getInstance()

{

if(s==null)

{

synchronized(Single.class)

{

if(s==null)

s=new Single();

}

}

return s;

}

}

/*

同步函数被静态修饰后，使用的锁不是this

则使用 类名.class 该对象的类型是class

静态的同步方法使用的锁是所在类的字节码文件对象， 类名.class

4,死锁

同步中嵌套同步，锁却不同

*/

class Ticket implements Runnable

{

private static int tick=100;

//Object obj = new Object();

boolean flag=true;

public void run()

{

if(flag)

{

while(true)

{

synchronized(Ticket.class)//obj 锁

{

if(tick>0)

{

try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"code..."+tick--);

}

}

}

}

else

while(true)

show();

}

public static synchronized void show()//this锁

{

if(tick>0)

{

try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"show..."+tick--);

}

}

}

class StaticTicketDemo

{

public static void main(String[] args)

{

Ticket t=new Ticket();

Thread t1= new Thread(t); //创建一个线程

Thread t2= new Thread(t);

// Thread t3= new Thread(t);

// Thread t4= new Thread(t);

t1.start();

try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}

t.flag=false;

t2.start();

// t3.start();

// t4.start();

}

}

5,

线程间通讯：

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

eg:有一堆煤，两辆大卡车，一辆负责运进来煤，一辆负责运出去煤

多线程就好像多条高速公路

这样输出的结果是 name和sex 不匹配，出现多线程安全性问题

用同步方法解决，当运完一车煤后再运输出去

*/

class Res

{

String name;

String sex;

}

class Input implements Runnable

{

private Res s;

Input(Res s)

{

this.s=s;

}

public void run()

{

int x=0;

while (true)

{

if (x==0)

{

s.name="spider";

s.sex="man";

}

else

{

s.name="小丽";

s.sex="女女女女女";

}

x=(x+1)%2;

}

}

}

class Output implements Runnable

{

private Res s;

Output(Res s)

{

this.s=s;

}

public void run()

{

while (true)

{

System.out.println(s.name+"....."+s.sex);

}

}

}

class InputOutputDemo1

{

public static void main(String[] args)

{

Res s=new Res();

Input in = new Input(s);

Output out = new Output(s);

Thread t1 = new Thread(in);

Thread t2 = new Thread(out);

t1.start();

t2.start();

}

}

这样输出的结果是 name和sex 不匹配，出现多线程安全性问题

用同步方法解决，当运完一车煤后再运输出去

找到线程操作代码

都加上锁

穿的锁钥匙唯一的，不能用Object obj = new Object();

通过分析程序中有四个类是为一的，可选择Res s = new Res();对象

等还是有问题，因为两个线程，假如输入机制抢到了CPU的执行权，输出机制在等待，他就往里添加 name和sex的值

当输出机制抢到CPU的执行权，输入机制等待，这个时候就一直是输出name和sex，但是输出的都是一样的name和sex值

一直是没有改变，

我们的目标是，输入机制输入一个值，就让输出机制打印一个值，然后在输入一个值，这样循环输入输出

6、

这就是等待唤醒机制 wait(); notify();

等待的线程都存在于线程中，

扩展: notifyAll();

因为wait()方法会抛出异常，需要try()catch()

使用wait(),和notify(); 因为都是使用在同步中，因为要对持有的监视器（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

为什么这写操作线程的方法要定义Object类中呢？

因为这写方法在操作同步中线程时，都必须要标示他们所操作线程持有的锁

只有同一个锁上的被等待线程，可以被同一个锁上notify唤醒

不可以对不同锁中的线程进行唤醒

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Object类中

就可以解决上面的问题。

class Res

{

String name;

String sex;

boolean flag= false;

}

class Input implements Runnable

{

private Res s;

//Object obj = new Object();

Input(Res s)

{

this.s=s;

}

public void run()

{

int x=0;

while (true)

{

synchronized(s)

{

if (s.flag)

try{s.wait(); }catch(Exception e){}

if (x==0)

{

s.name="戈国权";

s.sex="男男男男男男";

}

else

{

s.name="spider";

s.sex="femal";

}

x=(x+1)%2;

s.flag=true;

s.notify();

}

}

}

}

class Output implements Runnable

{

private Res s;

//Object obj = new Object();

Output(Res s)

{

this.s=s;

}

public void run()

{

while (true)

{

synchronized(s)

{

if(!s.flag)

try{s.wait(); }catch(Exception e){}

System.out.println(s.name+"....."+s.sex);

s.flag=false;

s.notify();

}

}

}

}

class InputOutputDemo2

{

public static void main(String[] args)

{

Res s=new Res();

Input in = new Input(s);

Output out = new Output(s);

Thread t1 = new Thread(in);

Thread t2 = new Thread(out);

t1.start();

t2.start();

}

}

import java.util.concurrent.locks.*;

/*

生产消费者

两个个生产者，两个消费者

有原来的synchronized现在换成Lock机制

JDK1.5中提供了多线程的升级解决方案

将同步的synchronized替换成实现Lock操作

将Object中的wait,notify,notifyAll 替换成了Condition对象

该对象可以通过Lock锁进行获取

在该实例中，实现了本方只唤醒对方操作

private Condition condition_pro = lock.newCondition();

private Condition condition_con = lock.newCondition();

*/

class ProConLockDemo

{

public static void main(String[] args)

{

Resource res = new Resource();

Produce pro = new Produce(res);

Consumer con = new Consumer(res);

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;

private Lock lock = new ReentrantLock(); //lock锁机制

private Condition condition_pro = lock.newCondition();

private Condition condition_con = lock.newCondition();

public void set(String name) throws InterruptedException

{

lock.lock(); //上锁

try

{

while (this.flag)

condition_pro.await(); //等待

this.name=name+"..."+count++;

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...生产者"+this.name);

flag = true;

condition_con.signalAll(); //lock的唤醒机制

}

finally

{

lock.unlock(); //解锁

}

}

public void out() throws InterruptedException

{

lock.lock();

try

{

while(!this.flag)

condition_con.await();

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...消费者......"+this.name);

flag = false;

condition_pro.signalAll();

}

finally

{

lock.unlock();

}

}

}

class Produce implements Runnable

{

private Resource res;

Produce(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()

{

while (true)

{

try

{

res.out();

}

catch (InterruptedException e)

{

}

}

}

}

/*

生产消费者

一个生产者，一个消费者

*/

class ProduceConsumerDemo

{

public static void main(String[] args)

{

Resource res = new Resource(); //一个资源对象

Produce pro = new Produce(res); //一个生产者对象，负责生产

Consumer con = new Consumer(res); //一个消费者对象，负责消费

Thread t1 = new Thread(pro); //一个负责调用生产线程，

Thread t2 = new Thread(con); ////一个负责调用消费线程，

t1.start();

t2.start();

}

}

class Resource

{

private String name;

private int count = 1;

private boolean flag = false;

public synchronized void set(String name) //资源类，主要用于生产者生产资源

{

if (this.flag) //flag为真，表示已经生产了一个资源

try{this.wait();}catch (Exception e){}

this.name=name+"..."+count++;

//生产了一个资源，就不能生产了，就要等待使用完后再生产，但是会报错，所以需要try-catch

//为假，表示使用完了，可以生产

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...生产者"+this.name);

flag = true; //生产完后，标记已经生产

this.notify(); //用于唤醒消费者，

}

public synchronized void out() //主要用于消费者消费

{

if(!this.flag) //flag为假，表示还没有生产完，还需要等待

try{this.wait();}catch (Exception e){}

//为真，表示生产完了，消费者可以使用

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...消费者......"+this.name);

flag = false; //使用完后，标记为false，表示可以开始生产了

this.notify(); //唤醒生产者

}

}

class Produce implements Runnable //生产者实现Runnable接口

{

private Resource res;

Produce(Resource res)

{

this.res = res;

}

public void run() //线程，运行函数，在start运行后,此处为什么要用public权限

{

while (true)

{

res.set("++商品++");

}

}

}

class Consumer implements Runnable

{

private Resource res;

Consumer(Resource res) //带参数（资源参数 Resource res）构造函数

{

this.res = res;

}

public void run()

{

while (true)

{

res.out();

}

}

}

7、

join

当A线程执行到B线程的.join()方法时，A就会等待，等B线程都执行完后，A才会执行

Join可以用来临时加入线程

*/

class Demo implements Runnable

{

public void run()

{

for (int x=0;x<70 ;x++ )

{

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"run......"+x);

Thread.yield();

}

}

}

class JoinDemo

{

public static void main(String[] args) throws Exception

{

Demo d = new Demo();

Thread t1 = new Thread(d);

Thread t2 = new Thread(d);

t1.start();

//t1.join(); //t1全部执行完才能执行t2，会抛出异常

//t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //设置线程的优先级

t2.start();

for (int x=0;x<80 ;x++ )

{

System.out.println("main......"+x);

}

}

}

8、

线程停止

stop方法已经过时

解决方法， 使用run方法结束

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

就不会读取到标记，那么线程就不会执行

当没有指定的方式让冻结的线程恢复到运行状态来，这时需要对冻结进行清除

强制让线程恢复到运行状态来，这杨就可以操作标记让线程结束

thread类提供该方法 interrupt

*/

class StopThread implements Runnable

{

private boolean flag=true;;

public synchronized void run()

{

while (flag)

{

try

{

wait();

}

catch (InterruptedException E)

{

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....InterruptedException");

flag=false;

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....stop thread run!");

}

}

public void changeFlag()

{

flag=false;

}

}

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); 守护线程

t1.start();

t2.start();

int num=0;

while (true)

{

if (num++ ==60)

{

//st.changeFlag();

t1.interrupt();

t2.interrupt();

//st.flag=false; //通过控制flag的值停止线程

break;

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...."+num);

}

}

}