标题
- 创建多线程方式一：继承
- 线程中常用方法和优先级
- 多窗口卖票
- 创建多线程方式二：实现Runnable接口
- 多窗口卖票（使用Runable方式）
- 进程的生命周期
- 同步代码块解决实现Runable的线程安全问题
- 方法一
- 方法二
- 使用同步方法处理实现Runable的线程安全问题
- 使用同步方法处理继承Thread类的方式中的线程安全问题
- 死锁问题
- Lock锁方式解决线程安全问题
- 练习
- 线程的通信
- 创建多线程的方式三：实现Callable接口
- 创建多线程的方式四：使用线程池
创建多线程方式一：继承
* 多线程的创建，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() --> 将此线程执行的操作声明在run()中
* 3. 创建Thread类的子类的对象
* 4. 通过此对象调用start()
* <p>
* 例子：遍历100以内的所有的偶数
//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 < 50; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + 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();
//问题一：我们不能通过直接调用run()的方式启动线程。-->不可以
// t1.run();
//问题二：再启动一个线程，遍历100以内的偶数。不可以还让已经start()的线程去执行。会报IllegalThreadStateException
// t1.start();
//我们需要重新创建一个线程的对象
MyThread t2 = new MyThread();
t2.start();
//如下操作仍然是在main线程中执行的。
for (int i = 0; i < 50; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i + "***********main()************");
}
}
}
}
输出：
main:0***********main()************
Thread-1:0
Thread-0:0
Thread-1:2
Thread-1:4
main:2***********main()************
Thread-1:6
Thread-0:2
Thread-1:8
main:4***********main()************
Thread-1:10
Thread-0:4
Thread-1:12
main:6***********main()************
Thread-1:14
Thread-1:16
Thread-1:18
Thread-1:20
Thread-0:6
Thread-0:8
Thread-1:22
main:8***********main()************
main:10***********main()************
main:12***********main()************
main:14***********main()************
main:16***********main()************
Thread-1:24
Thread-0:10
Thread-0:12
Thread-0:14
Thread-0:16
Thread-1:26
main:18***********main()************
Thread-1:28
Thread-1:30
Thread-1:32
Thread-1:34
Thread-1:36
Thread-1:38
Thread-1:40
Thread-1:42
Thread-1:44
Thread-1:46
Thread-1:48
Thread-0:18
main:20***********main()************
main:22***********main()************
main:24***********main()************
main:26***********main()************
main:28***********main()************
main:30***********main()************
main:32***********main()************
main:34***********main()************
main:36***********main()************
main:38***********main()************
main:40***********main()************
main:42***********main()************
Thread-0:20
main:44***********main()************
main:46***********main()************
Thread-0:22
main:48***********main()************
Thread-0:24
Thread-0:26
Thread-0:28
Thread-0:30
Thread-0:32
Thread-0:34
Thread-0:36
Thread-0:38
Thread-0:40
Thread-0:42
Thread-0:44
Thread-0:46
Thread-0:48
Process finished with exit code 0
线程中常用方法和优先级
* 测试Thread中的常用方法：
* 1. start():启动当前线程；调用当前线程的run()
* 2. 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
* 3. currentThread():静态方法，返回执行当前代码的线程
* 4. getName():获取当前线程的名字
* 5. setName():设置当前线程的名字
* 6. yield():释放当前cpu的执行权
* 7. 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。
* 8. stop():已过时。当执行此方法时，强制结束当前线程。
* 9. sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内，当前
* 线程是阻塞状态。
* 10. isAlive():判断当前线程是否存活
*
*
* 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，高优先级的线程高概率的情况下
* 被执行。并不意味着只有当高优先级的线程执行完以后，低优先级的线程才执行。
*
多窗口卖票
例子：创建三个窗口卖票，总票数为100张.使用继承Thread类的方式（存在线程的安全问题，待解决。)
package com.pan.exer;
import org.junit.Test;
class Window extends Thread{
private static int ticket = 30;
@Override
public void run(){
while(true){
if(ticket > 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为:" + ticket);
ticket--;
}
else
break;
}
}
}
public class WindowTest {
@Test
public void test1(){
Window t1 = new Window();
Window t2 = new Window();
Window t3 = new Window();
t1.setName("窗口1");
t2.setName("窗口2");
t3.setName("窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
输出：
窗口1:卖票，票号为:30
窗口3:卖票，票号为:30
窗口3:卖票，票号为:28
窗口3:卖票，票号为:27
窗口3:卖票，票号为:26
窗口3:卖票，票号为:25
窗口3:卖票，票号为:24
窗口2:卖票，票号为:30
窗口3:卖票，票号为:23
窗口3:卖票，票号为:21
窗口3:卖票，票号为:20
窗口3:卖票，票号为:19
窗口3:卖票，票号为:18
窗口3:卖票，票号为:17
窗口3:卖票，票号为:16
窗口3:卖票，票号为:15
窗口3:卖票，票号为:14
窗口3:卖票，票号为:13
窗口3:卖票，票号为:12
窗口3:卖票，票号为:11
窗口3:卖票，票号为:10
窗口3:卖票，票号为:9
窗口3:卖票，票号为:8
窗口3:卖票，票号为:7
窗口3:卖票，票号为:6
窗口3:卖票，票号为:5
窗口3:卖票，票号为:4
窗口3:卖票，票号为:3
窗口3:卖票，票号为:2
窗口3:卖票，票号为:1
窗口1:卖票，票号为:29
窗口2:卖票，票号为:22
创建多线程方式二：实现Runnable接口
* 创建多线程的方式二：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()
* 比较创建线程的两种方式。
* 开发中：优先选择：实现Runnable接口的方式
* 原因：1. 实现的方式没有类的单继承性的局限性
* 2. 实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况。
* 联系：public class Thread implements Runnable
* 相同点：两种方式都需要重写run(),将线程要执行的逻辑声明在run()中。
//1. 创建一个实现了Runnable接口的类
class MThread implements Runnable{
//2. 实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}
public class ThreadTest1 {
public static void main(String[] args) {
//3. 创建实现类的对象
MThread mThread = new MThread();
//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
Thread t1 = new Thread(mThread);
t1.setName("线程1");
//5. 通过Thread类的对象调用start():① 启动线程 ②调用当前线程的run()-->调用了Runnable类型的target的run()
t1.start();
//再启动一个线程，遍历100以内的偶数
Thread t2 = new Thread(mThread);
t2.setName("线程2");
t2.start();
}
}
多窗口卖票（使用Runable方式）
/*
* 例子：创建三个窗口卖票，总票数为40张，使用实现Runable接口的方式
* */
class Window1 implements Runnable{
private int ticket = 40;
@Override
public void run() {
while(true){
if(ticket > 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为:" + ticket);
ticket--;
}else{
break;
}
}
}
}
public class WindowTest1{
@Test
public void test1(){
Window1 w = new Window1();
Thread t1 = new Thread(w);
Thread t2 = new Thread(w);
Thread t3 = new Thread(w);
t1.setName("窗口1");
t2.setName("窗口2");
t3.setName("窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
输出：
窗口1:卖票，票号为:40
窗口3:卖票，票号为:40
窗口2:卖票，票号为:40
窗口3:卖票，票号为:38
窗口3:卖票，票号为:36
窗口3:卖票，票号为:35
窗口3:卖票，票号为:34
窗口3:卖票，票号为:33
窗口3:卖票，票号为:32
窗口3:卖票，票号为:31
窗口3:卖票，票号为:30
窗口3:卖票，票号为:29
窗口3:卖票，票号为:28
窗口3:卖票，票号为:27
窗口3:卖票，票号为:26
窗口3:卖票，票号为:25
窗口3:卖票，票号为:24
窗口3:卖票，票号为:23
窗口1:卖票，票号为:39
窗口1:卖票，票号为:21
窗口1:卖票，票号为:20
窗口1:卖票，票号为:19
窗口1:卖票，票号为:18
窗口1:卖票，票号为:17
窗口3:卖票，票号为:22
窗口3:卖票，票号为:15
窗口3:卖票，票号为:14
窗口2:卖票，票号为:37
窗口3:卖票，票号为:13
窗口3:卖票，票号为:11
窗口3:卖票，票号为:10
窗口3:卖票，票号为:9
窗口3:卖票，票号为:8
窗口3:卖票，票号为:7
窗口3:卖票，票号为:6
窗口3:卖票，票号为:5
窗口1:卖票，票号为:16
窗口3:卖票，票号为:4
窗口3:卖票，票号为:2
窗口3:卖票，票号为:1
窗口2:卖票，票号为:12
窗口1:卖票，票号为:3
进程的生命周期
同步代码块解决实现Runable的线程安全问题
* 例子：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：卖票过程中，出现了重票、错票 -->出现了线程的安全问题
* 2.问题出现的原因：当某个线程操作车票的过程中，尚未操作完成时，其他线程参与进来，也操作车票。
* 3.如何解决：当一个线程a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
* 线程才可以开始操作ticket。这种情况即使线程a出现了阻塞，也不能被改变。
*
*
* 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。 -->不能包含代码多了，也不能包含代码少了。
* 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：多个线程必须要共用同一把锁。
*
* 补充：在实现Runnable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。
* 方式二：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。---好处
* 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。 ---局限性
*
方法一
class Window1 implements Runnable{
private int ticket = 40;
Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
while(true) {
synchronized (this){//synchronized (obj) {
if (ticket > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为:" + ticket);
ticket--;
} else {
break;
}
}
}
}
}
public class WindowTest1{
@Test
public void test1(){
Window1 w = new Window1();
Thread t1 = new Thread(w);
Thread t2 = new Thread(w);
Thread t3 = new Thread(w);
t1.setName("窗口1");
t2.setName("窗口2");
t3.setName("窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
输出：
窗口1:卖票，票号为:40
窗口3:卖票，票号为:39
窗口3:卖票，票号为:38
窗口3:卖票，票号为:37
窗口3:卖票，票号为:36
窗口3:卖票，票号为:35
窗口3:卖票，票号为:34
窗口3:卖票，票号为:33
窗口3:卖票，票号为:32
窗口3:卖票，票号为:31
窗口3:卖票，票号为:30
窗口3:卖票，票号为:29
窗口3:卖票，票号为:28
窗口3:卖票，票号为:27
窗口3:卖票，票号为:26
窗口3:卖票，票号为:25
窗口3:卖票，票号为:24
窗口3:卖票，票号为:23
窗口3:卖票，票号为:22
窗口3:卖票，票号为:21
窗口3:卖票，票号为:20
窗口3:卖票，票号为:19
窗口3:卖票，票号为:18
窗口3:卖票，票号为:17
窗口3:卖票，票号为:16
窗口3:卖票，票号为:15
窗口3:卖票，票号为:14
窗口3:卖票，票号为:13
窗口3:卖票，票号为:12
窗口3:卖票，票号为:11
窗口3:卖票，票号为:10
窗口3:卖票，票号为:9
窗口3:卖票，票号为:8
窗口3:卖票，票号为:7
窗口3:卖票，票号为:6
窗口3:卖票，票号为:5
窗口3:卖票，票号为:4
窗口3:卖票，票号为:3
窗口3:卖票，票号为:2
窗口3:卖票，票号为:1
方法二
使用同步方法处理实现Runable的线程安全问题
package com.pan.test1;
/*
* 使用同步方法处理实现Runable的线程安全问题
* */
class Window2 implements Runnable{
private int ticket = 200;
@Override
public void run(){
while(true){
show();
}
}
private synchronized void show(){//同步监视器：this
if(ticket > 0){
try{
Thread.sleep(300);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为:" + ticket);
ticket--;
}
}
}
public class WindowTest2 {
public static void main(String[] args) {
Window2 w = new Window2();
Thread t1 = new Thread(w);
Thread t2 = new Thread(w);
Thread t3 = new Thread(w);
t1.setName("窗口1");
t2.setName("窗口2");
t3.setName("窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
使用同步方法处理继承Thread类的方式中的线程安全问题
class Window4 extends Thread {
private static int ticket = 300;
@Override
public void run() {
while (true) {
show();
}
}
private static synchronized void show(){//同步监视器：Window4.class
//private synchronized void show(){ //同步监视器：t1,t2,t3。此种解决方式是错误的
if (ticket > 0) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);
ticket--;
}
}
}
public class WindowTest3 {
public static void main(String[] args) {
Window4 t1 = new Window4();
Window4 t2 = new Window4();
Window4 t3 = new Window4();
t1.setName("窗口1");
t2.setName("窗口2");
t3.setName("窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
死锁问题
有死锁的代码
package com.atguigu.java1;
//死锁的演示
class A {
public synchronized void foo(B b) { //同步监视器：A类的对象：a
System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
+ " 进入了A实例的foo方法"); // ①
// try {
// Thread.sleep(200);
// } catch (InterruptedException ex) {
// ex.printStackTrace();
// }
System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
+ " 企图调用B实例的last方法"); // ③
b.last();
}
public synchronized void last() {//同步监视器：A类的对象：a
System.out.println("进入了A类的last方法内部");
}
}
class B {
public synchronized void bar(A a) {//同步监视器：b
System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
+ " 进入了B实例的bar方法"); // ②
// try {
// Thread.sleep(200);
// } catch (InterruptedException ex) {
// ex.printStackTrace();
// }
System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
+ " 企图调用A实例的last方法"); // ④
a.last();
}
public synchronized void last() {//同步监视器：b
System.out.println("进入了B类的last方法内部");
}
}
public class DeadLock implements Runnable {
A a = new A();
B b = new B();
public void init() {
Thread.currentThread().setName("主线程");
// 调用a对象的foo方法
a.foo(b);
System.out.println("进入了主线程之后");
}
public void run() {
Thread.currentThread().setName("副线程");
// 调用b对象的bar方法
b.bar(a);
System.out.println("进入了副线程之后");
}
public static void main(String[] args) {
DeadLock dl = new DeadLock();
new Thread(dl).start();
dl.init();
}
}
解决方法：
- 专门的算法、原则
- 尽量减少同步资源的定义
- 尽量避免嵌套同步
Lock锁方式解决线程安全问题
* 1. 面试题：synchronized 与 Lock的异同？
* 相同：二者都可以解决线程安全问题
* 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
* Lock需要手动的启动同步（lock()），同时结束同步也需要手动的实现（unlock()）
*
* 2.优先使用顺序：
* Lock 同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源） 同步方法（在方法体之外）
*
class Window implements Runnable{
private int ticket = 100;
//1、实例化ReentrantLock
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while(true) {
try {
//2、调用锁定方法lock()
lock.lock();
if (ticket > 0) {
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);
ticket--;
} else break;
}finally {
//3、调用解锁方法：unlock()
lock.unlock();
}
}
}
}
public class LockTest {
public static void main(String[] args) {
Window w = new Window();
Thread t1 = new Thread(w);
Thread t2 = new Thread(w);
Thread t3 = new Thread(w);
t1.setName("窗口1");
t2.setName("窗口2");
t3.setName("窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
//E:\java\javaSE\thread\src\com\pan\test1\LockTest.java
练习
* 银行有一个账户。
*有两个储户分别向同一个账户存2000元，每次存10，存200次。每次存完打印账户余额。
class Custmer implements Runnable{
private double balance = 0;
@Override
public void run(){
for(int i = 0; i < 200; i++){
deposit(10);
}
}
public synchronized void deposit(double amt){
if(amt > 0){
balance += amt;
try{
Thread.sleep(1);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":存钱成功。余额为：" + balance);
}
}
}
public class AccountTest {
public static void main(String[] args) {
Custmer custmer = new Custmer();
Thread t1 = new Thread(custmer);
Thread t2 = new Thread(custmer);
t1.start();
t2.start();
}
}
//E:\java\javaSE\thread\src\com\pan\exer\AccountTest.java
线程的通信
栗子：使用两个线程打印1-100，线程1和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，其他线程可以拿到同步监视器进入同步代码块中。
* 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，就唤醒优先级高的那个。
* 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块或同步方法中的同步监视器。
* 否则，会出现IllegalMonitorStateException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，都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()必须使用在同步代码块或同步方法中
* 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()不会释放锁，wait()会释放锁。
*
class Number implements Runnable{
private int number = 1;
@Override
public void run() {
while(true){
synchronized (this) {
this.notify();
if(number <= 100){
try{
Thread.sleep(10);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + number);
number++;
try {
this.wait();//使调用wait()的方法进入阻塞状态
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
else{
break;
}
}
}
}
}
public class CommunicationTest {
public static void main(String[] args) {
Number number = new Number();
Thread t1 = new Thread(number);
Thread t2 = new Thread(number);
t1.setName("线程1");
t2.setName("线程2");
t1.start();
t2.start();
}
}
//E:\java\javaSE\thread\src\com\pan\exer\CommunicationTest.java
创建多线程的方式三：实现Callable接口
//1.创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable{
//2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中
@Override
public Object call() throws Exception {
int sum = 0;
for(int i = 1; i < 101; i++){
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
sum += i;
}
}
return sum;
}
}
public class ThreadNew {
public static void main(String[] args) {
//3.创建Callable接口实现类的对象
NumThread numThread = new NumThread();
//4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象
FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
//5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start()
new Thread(futureTask).start();
try {
//6.获取Callable中call方法的返回值
//get()返回值就是FutureTask构造器参数Callable实现重写的call()的返回值
Object sum = futureTask.get();
System.out.println("总和为：" + sum);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
创建多线程的方式四：使用线程池
package com.pan.test1;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
class NumberThread1 implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 101; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}
class NumberThread2 implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 101; i++) {
if(i % 2 != 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}
public class ThreadPool {
public static void main(String[] args) {
//1.提供指定线程数量的线程池
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;
//设置线程池的属性
// System.out.println(service.getClass());
// service1.setCorePoolSize(15);
// service1.setKeepAliveTime();
//2.执行指定的线程操作，需要提供实现Runnable接口或者Callable接口实现类的对象
service.execute(new NumberThread1());//适用于Runnable
service.execute(new NumberThread2());
//service.submit(Callable callable);//适用于Callable
//3.关闭连接池
service.shutdown();
}
}
