多线程
多线程的创建
Java是通过java.lang.Thread 类来代表线程的。
按照面向对象的思想,Thread类应该提供了实现多线程的方式。
方式一:继承Thread类

/**
* 目标:多线程的创建方式一:继承Thread类实现。
*/
public class ThreadDemo1 {
public static void main(String[] args) {
//3.new一个新线程对象
Thread t = new MyThread();
//4.调用start方法启动线程(执行的还是run方法)
t.start();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("主线程执行输出:" + i);
}
}
}
/**
* 1.定义一个线程类继承Thread类
*/
class MyThread extends Thread{
/**
* 2.重写run方法,里面是定义线程以后要干啥
*/
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("子线程执行输出:" + i);
}
}
}
1、为什么不直接调用了run方法,而是调用start启动线程。
直接调用run方法会当成普通方法执行,此时相当于还是单线程执行。
只有调用start方法才是启动一个新的线程执行。
2、把主线程任务放在子线程之前了。
这样主线程一直是先跑完的,相当于是一个单线程的效果了。
方式二:实现Runnable接口

优点:线程任务类只是实现接口,可以继续继承类和实现接口,扩展性强。
缺点:编程多一层对象包装,如果线程有执行结果是不可以直接返回的。
/**
* 目标:学会线程的创建方式二,理解它的优缺点
*/
public class ThreadDemo2 {
public static void main(String[] args) {
//3.创建一个任务对象
Runnable target = new MyRunnable();
//4.把任务对象交给Thread处理
Thread t = new Thread(target);
// Thread t = new Thread(target,"1号");
//5.启动线程
t.start();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("主线程执行输出:" + i);
}
}
}
/**
* 1.定义一个线程任务类 实现Runnable接口
*/
class MyRunnable implements Runnable{
/**
* 2.重写run方法,定义线程的执行任务
*/
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("子线程执行输出:" + i);
}
}
}

/**
* 目标:学会线程的创建方式二(匿名内部类方式实现,语法形式)
*/
public class ThreadDemo2_Other {
public static void main(String[] args) {
//3.创建一个任务对象
Runnable target = new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("子线程1执行输出:" + i);
}
}
};
//4.把任务对象交给Thread处理
Thread t = new Thread(target);
//5.启动线程
t.start();
//简化写法
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("子线程2执行输出:" + i);
}
}
}).start();
//进一步简化写法
new Thread(()-> {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("子线程3执行输出:" + i);
}
}
).start();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("主线程执行输出:" + i);
}
}
}
方式三:JDK 5.0新增:实现Callable接口
1、前2种线程创建方式都存在一个问题:
他们重写的run方法均不能直接返回结果。
不适合需要返回线程执行结果的业务场景。
2、怎么解决这个问题呢?
JDK 5.0提供了Callable和FutureTask来实现。
这种方式的优点是:可以得到线程执行的结果。


/**
* 目标:学会线程的创建方式三:实现Callable接口,结合FutureTask完成。
*/
public class ThreadDemo3 {
public static void main(String[] args) {
//3.创建Callable任务对象
Callable call = new MyCallable(100);
//4.把Callable任务对象 交给 FutureTask对象
//FutureTask对象的作用1:是Runnable的对象(实现了Runnable接口)可以交给Thread了
//FutureTask对象的作用2:可以在线程执行完毕之后调用其get方法得到线程执行完成的结果
FutureTask<String> f1 = new FutureTask<>(call);
//5.交给线程处理
Thread t1 = new Thread(f1);
t1.start();
Callable call2 = new MyCallable(200);
FutureTask<String> f2 = new FutureTask<>(call2);
Thread t2 = new Thread(f2);
t2.start();
try {
//如果f1任务没有执行完毕,这里的代码会等待,直到线程1跑完才提取结果
String rs1 = f1.get();
System.out.println("第一个结果:" + rs1);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
try {
//如果f2任务没有执行完毕,这里的代码会等待,直到线程2跑完才提取结果
String rs2 = f2.get();
System.out.println("第二个结果:" + rs2);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 1.定义一个任务类:实现Callable接口 应该声明线程任务执行完毕后的结果的数据类型
*/
class MyCallable implements Callable<String>{
private int n;
public MyCallable(int n) {
this.n = n;
}
/**
* 2.重写call方法(任务方法)
*/
@Override
public String call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <=n; i++) {
sum+=i;
}
return "子线程执行的结果是:"+sum;
}
}
Thread的常用方法




public class MyThread extends Thread{
public MyThread() {
}
public MyThread(String name) {
//为当前线程对象设置名称,送给父类的有参数构造器初始化名称
super(name);
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
// System.out.println(this.getName()+"输出:"+i);//也可以
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"输出:" + i);
}
}
}
/**
* 目标:线程的API
*/
public class ThreadDemo01 {
//main方法是由主线程负责调度的
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new MyThread("1号");
//t1.setName("1号");
t1.start();
System.out.println(t1.getName());
Thread t2 = new MyThread("2号");
//t2.setName("2号");
t2.start();
System.out.println(t2.getName());
//哪个线程执行它,它就得到哪个线程对象(当前线程对象)
//主线程的名称就叫main
Thread m = Thread.currentThread();
System.out.println(m.getName());
m.setName("最牛的线程:");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(m.getName()+"线程输出:" + i);
}
}
}
/**
* 目标:线程的API
*/
public class ThreadDemo02 {
//main方法是由主线程负责调度的
public static void main(String[] args) throws Exception {
for (int i = 0; i <= 5; i++) {
System.out.println("输出:" + i);
if(i==3){
//让线程进入休眠状态
//段子:项目经理让我加上这行代码,如果用户愿意交钱,我就注释掉。
Thread.sleep(3000);
}
}
}
}
线程安全


public class Account {
private String cardId;
private double money;//账户的余额
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
/**
* 小明 小红
* @param money
*/
public void drawMoney(double money) {
//0.先获取是谁来取钱,线程的名字就是人名
String name = Thread.currentThread().getName();
//1.判断账户是否够钱
if(this.money>=money){
//2.取钱
System.out.println(name + "来取钱成功,吐出:" + money);
//3.更新余额
this.money -= money;
System.out.println(name + "取钱后剩余:" + this.money);
}else{
//4.余额不足
System.out.println(name + "来取钱,余额不足!");
}
}
}
/**
* 取钱的线程类
*/
public class DrawThread extends Thread{
//接收处理的账户对象
private Account acc;
public DrawThread(Account acc,String name){
super(name);
this.acc = acc;
}
@Override
public void run() {
//小明 小红 取钱的
acc.drawMoney(100000);
}
}
/**
* 需求:模拟取钱案例
*/
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
//1.定义线程类,加载一个共享的账户对象
Account acc = new Account("ICDC-111",100000);
//2.创建2个线程对象,代表小明和小红同时进来了
new DrawThread(acc,"小明").start();
new DrawThread(acc,"小红").start();
}
}
线程同步
同步思想概述
1、取钱案例出现问题的原因?
多个线程同时执行,发现账户都是够钱的。
2、如何才能保证线程安全呢?
让多个线程实现先后依次访问共享资源,这样就解决了安全问题
线程同步的核心思想
加锁,把共享资源进行上锁,每次只能一个线程进入访问完毕以后解锁,然后其他线程才能进来。
方式一:同步代码块

锁对象用任意唯一的对象好不好呢?
不好,会影响其他无关线程的执行。
锁对象的规范要求
规范上:建议使用共享资源作为锁对象。
对于实例方法建议使用this作为锁对象。
对于静态方法建议使用字节码(类名.class)对象作为锁对象。
/**
* 小明 小红
* @param money
*/
public void drawMoney(double money) {
//0.先获取是谁来取钱,线程的名字就是人名
String name = Thread.currentThread().getName();
//同步代码块
//小明 小红
//this ===acc 共享账户
synchronized (this) {
//1.判断账户是否够钱
if(this.money>=money){
//2.取钱
System.out.println(name + "来取钱成功,吐出:" + money);
//3.更新余额
this.money -= money;
System.out.println(name + "取钱后剩余:" + this.money);
}else{
//4.余额不足
System.out.println(name + "来取钱,余额不足!");
}
}
}
//100个线程人
public static void run(){
synchronized(Account.class){
}
}
方式二:同步方法

同步方法底层原理:
同步方法其实底层也是有隐式锁对象的,只是锁的范围是整个方法代码。
如果方法是实例方法:同步方法默认用this作为的锁对象。但是代码要高度面向对象!
如果方法是静态方法:同步方法默认用类名.class作为的锁对象。
1、是同步代码块好还是同步方法好一点?
同步代码块锁的范围更小,同步方法锁的范围更大。
/**
* 小明 小红
* @param money
*/
public synchronized void drawMoney(double money) {
//0.先获取是谁来取钱,线程的名字就是人名
String name = Thread.currentThread().getName();
//1.判断账户是否够钱
if(this.money>=money){
//2.取钱
System.out.println(name + "来取钱成功,吐出:" + money);
//3.更新余额
this.money -= money;
System.out.println(name + "取钱后剩余:" + this.money);
}else{
//4.余额不足
System.out.println(name + "来取钱,余额不足!");
}
}
方式三:Lock锁

/**
* 小明 小红
* @param money
*/
public synchronized void drawMoney(double money) {
//0.先获取是谁来取钱,线程的名字就是人名
String name = Thread.currentThread().getName();
//1.判断账户是否够钱
if(this.money>=money){
//2.取钱
System.out.println(name + "来取钱成功,吐出:" + money);
//3.更新余额
this.money -= money;
System.out.println(name + "取钱后剩余:" + this.money);
}else{
//4.余额不足
System.out.println(name + "来取钱,余额不足!");
}
}
线程通信


public class Account {
private String cardId;
private double money;//账户的余额
public Account() {
}
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
/**
* 小红 小明:取钱
*/
public synchronized void drawMoney(double money) {
try {
String name = Thread.currentThread().getName();
if(this.money>=money){
//钱够:可取
this.money -= money;
System.out.println(name + "来取钱" + money + "成功!余额是:"+this.money);
//没钱了
this.notifyAll();//唤醒所有线程
this.wait();//锁对象,让当前线程进入等待!
}else{
//钱不够:不可取
//唤醒别人 等待自己
this.notifyAll();//唤醒所有线程
this.wait();//锁对象,让当前线程进入等待!
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 亲爹 干爹 岳父 存钱
*/
public synchronized void deposit(double money) {
try {
String name = Thread.currentThread().getName();
if(this.money == 0){
//没钱了:存钱呗
this.money += money;
System.out.println(name + "存钱" + money + "成功!存钱后余额是:" + this.money);
//有钱了:唤醒别人,等待自己
this.notifyAll();//唤醒所有线程
this.wait();//锁对象,让当前线程进入等待!
}else{
//有钱,不存钱
this.notifyAll();//唤醒所有线程
this.wait();//锁对象,让当前线程进入等待!
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 取钱的线程类
*/
public class DepositThread extends Thread{
//接收处理的账户对象
private Account acc;
public DepositThread(Account acc, String name){
super(name);
this.acc = acc;
}
@Override
public void run() {
//亲爹 干爹 岳父
while (true) {
acc.deposit(100000);
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
/**
* 取钱的线程类
*/
public class DrawThread extends Thread{
//接收处理的账户对象
private Account acc;
public DrawThread(Account acc, String name){
super(name);
this.acc = acc;
}
@Override
public void run() {
//小明 小红取钱的
while (true) {
acc.drawMoney(100000);
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
//目标:了解线程通信的流程
//使用3个爸爸存钱(生产者) 2个孩子取钱(消费者) 模拟线程通信思想(一存10万 一取10万)
//1.创建账户对象,代表5个人共同操作的账户
Account acc = new Account("ICBC-112",0);
//2.创建2个取钱线程代表小明和小红
new DrawThread(acc,"小明").start();
new DrawThread(acc,"小红").start();
//3.创建3个存钱线程代表:亲爹 干爹 岳父
new DepositThread(acc,"亲爹").start();
new DepositThread(acc,"干爹").start();
new DepositThread(acc,"岳父").start();
}
}
线程池
线程池概述
线程池就是一个可以复用线程的技术。
不使用线程池的问题
如果用户每发起一个请求,后台就创建一个新线程来处理,下次新任务来了又要创建新线程,而创建新线程的开销是很大的,这样会严重影响系统的性能。
线程池实现的API、参数说明



/*
目标:自定义一个线程池对象,并测试其特性
*/
public class ThreadPoolDemo1 {
public static void main(String[] args) {
//1.创建线程池对象
/*
int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler
*/
ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(3,5,6, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<>(5),
Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
//2.给任务线程池处理
Runnable target = new MyRunnable();
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
pool.execute(target);
//创建临时线程
pool.execute(target);
pool.execute(target);
// //不创建,拒绝策略被触发!!!
// pool.execute(target);
//关闭线程池(开发中一般不会使用)
//pool.shutdownNow();//立即关闭,即使任务还没有完成,会丢失任务的!
pool.shutdown();//会等待全部任务执行完毕之后再关闭(建议使用的)
}
}
线程池处理Runnable任务


public class MyRunnable implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "输出了:HelloWorld ==>" + i);
}
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "本任务与线程绑定了,线程进入休眠了~~~");
Thread.sleep(10000000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/*
目标:自定义一个线程池对象,并测试其特性
*/
public class ThreadPoolDemo2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1.创建线程池对象
/*
int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler
*/
ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(3,5,6, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<>(5),
Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
//2.给任务线程池处理
Future<String> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));
Future<String> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));
Future<String> f3 = pool.submit(new MyCallable(300));
Future<String> f4 = pool.submit(new MyCallable(400));
Future<String> f5 = pool.submit(new MyCallable(500));
// String rs = f1.get();
// System.out.println(rs);
System.out.println(f1.get());
System.out.println(f2.get());
System.out.println(f3.get());
System.out.println(f4.get());
System.out.println(f5.get());
}
}
线程池处理Callable任务

/**
* 1.定义一个任务类:实现Callable接口 应该声明线程任务执行完毕后的结果的数据类型
*/
public class MyCallable implements Callable<String>{
private int n;
public MyCallable(int n) {
this.n = n;
}
/**
* 2.重写call方法(任务方法)
*/
@Override
public String call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <=n; i++) {
sum+=i;
}
return Thread.currentThread().getName()+ "执行的"+"1-"+n+"的和的结果是:"+sum;
}
}
/*
目标:使用Executors的工具方法直接得到一个线程池对象。
*/
public class ThreadPoolDemo3 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1.创建固定线程数据的线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(3);
pool.execute(new MyRunnable());
pool.execute(new MyRunnable());
pool.execute(new MyRunnable());
pool.execute(new MyRunnable());//已经没有多余线程了
}
}
Executors工具类实现线程池



补充知识:定时器
定时器是一种控制任务延时调用,或者周期调用的技术。
作用:闹钟、定时邮件发送。
方式一:Timer
/*
目标:Timer定时器的使用和了解
*/
public class TimerDemo1 {
public static void main(String[] args) {
//1.创建Timer定时器
Timer timer = new Timer();//定时器本身就是一个单线程。
//2.调用方法,处理定时任务
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行AAA~~~"+new Date());
// try {
// Thread.sleep(5000);
// } catch (InterruptedException e) {
// e.printStackTrace();
// }
}
},0,2000);
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行BBB~~~"+new Date());
// System.out.println(10 / 0);
}
},0,2000);
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行CCC~~~"+new Date());
}
},0,3000);
}
}

方式二: ScheduledExecutorService

/*
目标:Timer定时器的使用和了解
*/
public class TimerDemo2 {
public static void main(String[] args) {
//1.创建ScheduleExecutorService线程池,做定时器
ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(3);
//2.开启定时任务
pool.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行输出:AAA ==> "+new Date());
try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},0,2, TimeUnit.SECONDS);
pool.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行输出:BBB ==> "+new Date());
System.out.println(10 / 0);
}
},0,2, TimeUnit.SECONDS);
pool.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行输出:CCC ==> "+new Date());
}
},0,2, TimeUnit.SECONDS);
}
}
补充知识:并发、并行
简单说说并发和并行的含义
并发:CPU分时轮询的执行线程。
并行:同一个时刻同时在执行。


补充知识:线程的生命周期


本文详细介绍了Java中多线程的创建方式,包括继承Thread类、实现Runnable接口和Callable接口,并探讨了线程安全和同步机制,如同步代码块、同步方法和Lock锁。此外,还讨论了线程池的概念、API以及Executors工具类的使用,以及定时器Timer和ScheduledExecutorService的实现。最后,补充了并发、并行的基本概念和线程的生命周期知识。
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