黑马程序员——Java基础---多线程

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创建线程方式一

继承Thread类

1.子类覆盖父类中的run方法，将线程运行的代码存放在run中。

2.建立子类对象的同时线程也被创建。

3.通过调用start方法开启线程。

代码示例：

/*
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。

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进程java.exe。
该进程中至少一个线程负责Java程序的执行。
而且这个线程运行的代码存在于main方法中。
该线程称为主线程。

扩展：其实更细节说明jvm，jvm启动不止一个线程，还有垃圾回收机制的线程。

如何在自定义的代码中，自定义一个线程呢？
通过查找api，Java已经提供了对线程这类事物的描述，就是Thread类。

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方法中，让线程运行。
3，调用线程的start方法，
该方法有两个作用：启动线程，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说了算。

为什么要覆盖run方法呢？
Thread类用于描述线程。
该类就定义了一个功能，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 x=0;x<50;x++)
System.out.println("demo run---"+x);
}
}
class ThreadDemo
{
public static void main(String[] args)
{
Demo d = new Demo();//创建一个线程
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。
for(int x=0;x<50;x++)
System.out.println("Hello World!"+x);
}
}

线程的四种状态

(1) 产生(New)：线程对象已经产生，但尚未被启动，所以无法执行。如通过new产生了一个线程对象后没对它调用start()函数之前。

(2) 可执行(Runnable)：每个支持多线程的系统都有一个排程器，排程器会从线程池中选择一个线程并启动它。当一个线程处于可执行状态时，表示它可能正处于线程池中等待排排程器启动它;也可能它已正在执行。如执行了一个线程对象的start()方法后，线程就处于可执行状态，但显而易见的是此时线程不一定正在执行中。

(3) 死亡(Dead)：当一个线程正常结束，它便处于死亡状态。如一个线程的run()函数执行完毕后线程就进入死亡状态。

(4) 停滞(Blocked)：当一个线程处于停滞状态时，系统排程器就会忽略它，不对它进行排程。当处于停滞状态的线程重新回到可执行状态时，它有可能重新执行。如通过对一个线程调用wait()函数后，线程就进入停滞状态，只有当两次对该线程调用notify或notifyAll后它才能两次回到可执行状态。

创建线程方式二

实现Runnable接口

1.子类覆盖接口中的run方法。

2.通过Thread类创建线程，并将实现了Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。

3.Thread类对象调用start方法开启线程。

代码示例：

/*
需求：简单的卖票程序。
多个窗口同时卖票。

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现参数传递给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，建议使用实现方式。

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run方法中。
*/
class Ticket implements Runnable//extends Thread
{
private static int tick =100;
public void run()
{
while(true)
{
if(tick>0)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale:"+tick--);
}
}
}
}
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.star
4000
t();
// Ticket t1 = new Ticket();
// Ticket t2 = new Ticket();
// Ticket t3 = new Ticket();
// Ticket t4 = new Ticket();
// t1.start();
// t2.start();
// t3.start();
// t4.start();
}
}

线程安全问题

导致安全问题的出现的原因：

多个线程访问出现延迟。

线程随机性 。

注：线程安全问题在理想状态下，不容易出现，但一旦出现对软件的影响是非常大的。

代码示例：

/*
通过分析，发现打印出0，-1，-2等错票。
多线程的运行出现了安全问题。
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一部分，
还没有执行完，另一个线程参与执行，导致共享数据的错误。
解决方法：
对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完，再执行过程中，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。只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。

火车上的卫生间--经典。
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。
3，必须保证同步中只能有一个线程在运行

好处：解决了多个线程的安全问题。
弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源。
*/
class Ticket implements Runnable//extends Thread
{
private static int tick =100;
Object obj = new Object();
public void run()
{
while(true)
{
synchronized(obj)
{
if(tick>0)
{
try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale:"+tick--);
}
}
}
}
}
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();
}
}

同步（synchronized）

格式：

synchronized（对象）

{

需要同步的代码；

}

同步可以解决安全问题的根本原因就在那个对象上。

该对象如同锁的功能。

同步的特点

同步的前提：

1,同步需要两个或者两个以上的线程。

2,多个线程使用的是同一个锁。

未满足这两个条件，不能称其为同步。

同步的弊端：

当线程相当多时，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。

同步函数

格式：

在函数上加上synchronized修饰符即可。

代码示例：

/*
需求：银行有一个金库。有两个储户分别存300元，每次存100，存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，明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。
*/
class Bank
{
private int sum;
// Object obj = new Object();
public synchronized void add(int n)
{
// synchronized(obj)
// {
sum = 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 t1 = new Thread(c);
Thread t2 = new Thread(c);
t1.start();
t2.start();
}
}

死锁

死锁的概念

死锁是进程死锁的简称，是由Dijkstra于1965年研究银行家算法时首先提出来的。它是计算机操作系统乃至并发程序设计中最难处理的问题之一。实际上，死锁问题不仅在计算机系统中存在，在我们日常生活中它也广泛存在。

产生死锁的必要条件

1，互斥条件。即某个资源在一段时间内只能由一个进程占有，不能同时被两个或两个以上的进程占有。这种独占资源如CD-ROM驱动器，打印机等等，必须在占有该资源的进程主动释放它之后，其它进程才能占有该资源。这是由资源本身的属性所决定的。如独木桥就是一种独占资源，两方的人不能同时过桥。

2，不可抢占条件。进程所获得的资源在未使用完毕之前，资源申请者不能强行地从资源占有者手中夺取资源，而只能由该资源的占有者进程自行释放。如过独木桥的人不能强迫对方后退，也不能非法地将对方推下桥，必须是桥上的人自己过桥后空出桥面（即主动释放占有资源），对方的人才能过桥。

3，占有且申请条件。进程至少已经占有一个资源，但又申请新的资源；由于该资源已被另外进程占有，此时该进程阻塞；但是，它在等待新资源之时，仍继续占用已占有的资源。还以过独木桥为例，甲乙两人在桥上相遇。甲走过一段桥面（即占有了一些资源），还需要走其余的桥面（申请新的资源），但那部分桥面被乙占有（乙走过一段桥面）。甲过不去，前进不能，又不后退；乙也处于同样的状况。

4，循环等待条件。存在一个进程等待序列{P1，P2，...，Pn}，其中P1等待P2所占有的某一资源，P2等待P3所占有的某一源，......，而Pn等待P1所占有的的某一资源，形成一个进程循环等待环。就像前面的过独木桥问题，甲等待乙占有的桥面，而乙又等待甲占有的桥面，从而彼此循环等待。

代码示例1：
/*
死锁
同步中嵌套同步。
*/
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 DeadLockDemo
{
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();
}
}
死锁代码示例2：

class Test implements Runnable
{
private boolean flag;
Test(boolean flag)
{
this.flag = flag;
}
public void run()
{
if(flag)
{
synchronized(MyLock.locka)
{
System.out.println("if locka");
synchronized(MyLock.lockb)
{
System.out.println("if lockb");
}
}
}
else
{
synchronized(MyLock.lockb)
{
System.out.println("else lockb");
synchronized(MyLock.locka)
{
System.out.println("else locka");
}
}
}
}
}
class MyLock
{
static Object locka = new Object();
static Object lockb = new Object();
}
class DeadLockTest
{
public static void main(String[] args)
{
Thread t1 = new Thread(new Test(true));
Thread t2 = new Thread(new Test(false));
t1.start();
t2.start();
}
}总结
线程学习内容挺多的，而且有些知识点也挺难的，需要反复的学习才能懂。线程又是很重要的，所以要经常回顾巩固。