多线程和线程池

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#多线程 #线程同步 #线程池

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本文深入探讨多线程的概念，包括线程与进程的区别、线程的创建与执行、线程状态与调度、线程同步与死锁、以及线程池的使用。通过实例演示如何利用Java实现多线程，提高程序效率。

多线程

同时运行了多个线程，用来完成不同的工作

多个线程交替CPU资源

好处：

充分利用CPU的资源

简化编程模型

带来良好的用户体验

进程和线程的区别

进程

应用程序的执行实例-》进程《-有独立的内存空间和系统资源

线程

CPU调度和分派的基本单位-》线程《-进程中执行运算的最小单位，可完成一个独立的顺序控制流程

主线程

java.lang.Tread类支持多线程

main()方法即主线程入口
在这里插入图片描述

实现Runnable接口创建线程

自定义Thread类末尾要加Thread
重写run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start()方法启动多线程

在main方法里直接调用run()方法只执行一个线程main(单线程)，一个执行完在执行一个。

start()方法是多线程交替执行（CPU分配时间片）

继承Thread类

编写简单，可直接操作线程
是用于单根继承

实现Runnable接口

避免单继承局限性
便于共享资源

线程的状态和线程的调度

在这里插入图片描述

线程的五个状态

创建、就绪、阻塞、运行、死亡

线程调度的方法

setPriority(int grade) 优先级调整

// 获得当前线程名
Thread.currentThread().getName();
// 线程优先级最高
setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
// 线程优先级最低
setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);

sleep(long millis) 线程休眠

Thread.sleep(1000); // 休眠1000毫秒

join() 线程强制执行使该线程先执行完毕

yield()优先级默认5 由1-10表示让线程暂时书面指定时常，线程进入阻塞状态

public static void main(String[] args) {
		System.out.println("*************线程强制执行*************");
		// 1.创建线程对象
		Thread temp = new Thread(new MyRunnable3(),"temp");
		temp.start();
		for (int i = 0; i < 20; i++) {
			// 当主线程执行到i==5时，暂停主线程，让子线程temp执行完毕之后，主线程再执行
			if (i==5) {
				try {
					temp.join();
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
			try {
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
dSystem.out.println(Thread.currentThread().getName()+"运行："+i);
		}

线程的礼让yield();暂停当前线程，允许其他具有相同优先级的线程获得运行的机会。

该线程处于就绪状态，不转为阻塞状态

该礼让不一定会实现

线程的同步

使用synchronized修饰的方法控制对类成员变量的访问

可以放在访问修饰符前面或后面

synchronized就是为当前线程声明一个锁

使用synchronized关键字修饰的代码块

synchronized (this) {
    while(true) {
        if (count <= 0) {
            break;
        }
        // 1.修改数据(剩余票数、抢到第几张票)
        count--;
        num++;
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        // 2.显示信息，反馈用户抢到第几张票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抢到第"+num+"张票，"+"剩余第"+count+"张票");

}

多个并发线程访问同一资源的同步代码块时

同一时刻只能有一个线程进入synchronized（this）同步代码块
当一个线程访问一个synchronized（this）同步代码块时，其他synchronized（this）同步代码块同样被锁定
当一个线程访问一个synchronized（this）同步代码块时，其他线程可以访问非synchronized（this）同步代码

StringBuffer是同步的，StringBuilder非同步

HashTable是同步的，HashMap是非同步的

一般同步的用于多线程，非同步用于单线程

1556770509739

死锁

死锁-两个线程都在等待对方先完成，造成程序的停滞

死锁条件

两个或两个以上的线程在活动
某个线程拿到一个锁以后，还想拿第二个锁，造成所得嵌套

线程池

executors工具类

缓存线程池

public class ThreedPool {
	public static void main(String[] args) {
		ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
		
		// 在线程池中执行10个任务
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			es.execute(new MyRunnable(i));
		}
	}
}

class MyRunnable implements Runnable{
	int num;
	public MyRunnable(int num) {
		super();
		this.num = num;
	}
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+num);
	}
	
}

单线程池

public class ThreedPool {
	public static void main(String[] args) {
		ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
		
		// 在单线程池中执行任务
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			es.execute(new MyRunnable(i));
		}
	}
}

class MyRunnable implements Runnable{
	int num;
	public MyRunnable(int num) {
		super();
		this.num = num;
	}
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+num);
	}
	
}

固定线程池

public class ThreedPool2 {
	public static void main(String[] args) {
		ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
		
		// 在线程池中执行3个任务
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			fixedThreadPool.execute(new MyRunnable1(i));
		}
	}
}

class MyRunnable1 implements Runnable{
	int num;
	public MyRunnable1(int num) {
		super();
		this.num = num;
	}
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+num);
	}
	
}

定时执行任务线程

public class ThreedPool3 {
	public static void main(String[] args) {
		ScheduledExecutorService ses = Executors.newScheduledThreadPool(3);
		System.out.println("**********开始执行************");
		ses.scheduleAtFixedRate(new MyRunnable2(), 5, 2, TimeUnit.SECONDS);
		
	}
}

class MyRunnable2 implements Runnable{
	int num;
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"延时5s执行，每2s执行一次！");
	}
	
}

自定义线程

ublic class ThreadPool4 {
	public static void main(String[] args) {
		ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(5,7,300,TimeUnit.MILLISECONDS,new ArrayBlockingQueue<Runnable>(4));
		for (int i = 1; i <= 12; i++) {
			tpe.execute(new MyRunnable4(i));
			System.out.println("线程池中的线程数："+tpe.getPoolSize()+"队列中等待执行的线程数："+tpe.getQueue().size()
					+"已经执行完的线程数："+tpe.getCompletedTaskCount());
		}
		tpe.shutdown();
	}
}
class MyRunnable4 implements Runnable{
	int num;
	public MyRunnable4(int num) {
		super();
		this.num = num;
	}
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("正在执行任务"+num);
		try {
			Thread.sleep(2000);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("任务"+num+"执行完毕！");
	}
}

在这里插入图片描述

序号	名称	类型	含义
1	corePoolSize	int	核心线程池大小
2	maximumPoolSize	int	最大线程池大小
3	keepAliveTime	long	线程最大空闲时间
4	unit	TimeUnit	时间单位
5	workQueue	BlockingQueue	线程等待队列
6	threadFactory	ThreadFactory	线程创建工厂
7	handler	RejectedExecutionHandler	拒绝策略