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4.2.2 同步代码块解决实现Runnable接口中的安全问题
4.2.5 使用同步方法解决实现Runnable接口的线程安全问题
4.2.6 使用同步方法解决继承Thread类的线程安全问题
01、基本概念:程序、进程、线程
- 程序(program):为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码,静态对象。
- 进程(process):程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程:有它自身的产生、存在和消亡的过程。——生命周期
- 如:运行中的QQ,运行中的MP3播放器程序是静态的,进程是动态的
- 进程作为资源分配的单位,系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域
- 线程(thread),进程可进一步细化为线程,是一个程序内部的一条执行路径。
- 若一个进程同一时间并行执行多个线程,就是支持多线程的。
- 线程是调度和执行的单位,每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc),线程切换的开销小。
- 一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间—》它们从同一堆中分配对象,可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患。
1.1 进程与线程
单核CPU与多核CPU
单核CPU,其实是一种假的多线程,因为在一个时间单元内,也只能执行一个线程的任务。例如:虽然有多车道,但是收费站只有一个工作人员在收费,只有收了费才能通过,那么CPU就好比收费人员。如果有某个人不想交钱,那么收费人员可以把他“挂起”(晾着他,等他想通了,准备好了钱,再去收费)。但是因为CPU时间单元特别短,因此感觉不出来。
如果是多核的话,才能更好的发挥多线程的效率。(现在的服务器都是多核的)
一个Java应用程序java.exe,其实至少有三个线程:main()主线程,gc()垃圾回收线程,异常处理线程。当然如果发生异常,会影响主线程。
并行与并发
- 并行:多个CPU同时执行多个任务。比如:多个人同时做不同的事。
- 并发:一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如:秒杀、多个人做同一件事。
多线程的优点
- 提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义,可增强用户体验。
- 提高计算机系统CPU的利用率
- 改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程,独立运行,利于理解和修改
什么时候需要多线程
- 程序需要同时执行两个或多个任务。
- 程序需要实现一些需要等待的任务时,如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等。
- 需要一些后台运行的程序时。
02 线程的创建和使用
Java语言的JVM允许程序运行多个线程,它通过java.lang.Thread类来体现。(java支持多线程)
Thread类的特性
- 每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的,经常把run()方法的主体称为线程体
- 通过该Thread对象的start()方法来启动这个线程,而非直接调用run()
2.1 Thread 类
构造器
Thread():创建新的Thread对象
Thread(String threadname):创建线程并指定线程实例名
Thread(Runnabletarget):指定创建线程的目标对象,它实现了Runnable接口中的run方法
Thread(Runnable target, String name):创建新的Thread对象
2.2 API中创建线程的两种方式
2.2.1 方式一 继承Thread类
- 定义子类继承 Thread 类。
- 子类中重写 Thread 类中的 run 方法。
- 创建 Thread 子类对象,即创建了线程对象。
- 调用线程对象 start 方法:启动线程,调用 run 方法 。
class MyThread extends Thread{
//重写Thread类的run(),需要这个线程做的事
@Override
public void run() {
for(int i = 1;i < 100;i++){
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + i); // 获取线程
}
}
}
}
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
//3.创建Thread类的子对象
MyThread t1 = new MyThread();
//4.通过此对象调用start():①启动当前线程 ②JVM调用当前线程的run()
t1.start();
//如下操作仍在main线程中执行的
for(int i = 1;i < 100;i++){
if(i % 2 == 0){
System.out.println(i + "***main()***");
}
}
}
}
注意
2.2.2 练习
/**
* 练习:创建两个分线程,其中一个遍历100以内的偶数,另一个遍历100以内的奇数
创建两个Thread子类,分别重写run()
*/
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
MyThread m1 = new MyThread();
m1.start();
MyThread2 m2 = new MyThread2();
m2.start();
}
}
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i < 100;i++){
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}
class MyThread2 extends Thread{
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i < 100;i++){
if(i % 2 != 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}
写法二: 匿名子类的方式
/**
* 练习:创建两个分线程,其中一个遍历100以内的偶数,另一个遍历100以内的奇数
*/
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建Thread类的匿名子类的方式
new Thread(){
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i < 100;i++){
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}.start();
new Thread(){
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i < 100;i++){
if(i % 2 != 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}.start();
}
}
2.2.3 Thread类中常用方法
* 测试Thread类的常用方法
* 1.start():启动当前线程,执行当前线程的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,返回当前代码执行的线程
* 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”指定时间的millitime毫秒)。在指定的millitime毫秒时间内,当前线程是阻塞状态的。
* 10.isAlive():返回boolean,判断线程是否还活着
*/
class HelloThread extends Thread{
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i < 100; i++){
try {
sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
// if(i % 20 == 0){
// yield(); //释放当前线程的执行权,但不一定会释放成功
// }
}
}
public HelloThread(String name){
super(name);
}
}
public class ThreadModeTest {
public static void main(String[] args) {
HelloThread h1 = new HelloThread("Thread : 1");
// h1.setName("线程一");
h1.start();
//给主线程命名
Thread.currentThread().setName("主线程");
for(int i = 0;i < 100; i++){
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
if(i == 20){
try {
h1.join(); // 线程主线程进入阻塞状态,直到h1执行完毕
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
System.out.println(h1.isAlive());
}
}