Java多线程详解-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Veer_c/article/details/103842078

Java多线程（一）：
https://blog.youkuaiyun.com/Veer_c/article/details/103842078
Java多线程（二）：
https://blog.youkuaiyun.com/Veer_c/article/details/103842263
Java多线程（三）：
https://blog.youkuaiyun.com/Veer_c/article/details/103842317
Java多线程（四）：
https://blog.youkuaiyun.com/Veer_c/article/details/103842602

多线程

线程是依赖于进程而存在的。
进程：正在运行的应用程序，每一正在运行的程序都会对应一个进程。
线程：进程的执行路径，执行单元
单线程和多线程的区别：
比如说有如下代码：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        代码1;
        show1();
        代码2;
        show2();
        代码3...
    }
    public static void show1(){
         代码11;
         代码12;
    }
    public staic void show2(){
    代码22;
    代码23;
    }
}

在这里插入图片描述

在代码执行的时候，由于多线程的存在，效率会很高
多线程的两种方案：
（1）继承Thread类：

public class MyThread extends Thread{
    //1.继承Thread类
    //2.重写run方法，重写run方法中的代码之后，当我们启动了这个线程之后，我们的这个线程就会执行run方法中的代码
    @Override
    public void run() {
        //需求：开启该线程之后，执行一个for循环
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

（2）实现Runable接口：

public class MyThread implements Runnable{
//实现runnable接口
    @Override
    public void run() {
        //启动该线程对象之后，需要执行的代码
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(i);
        }   
    }
}

多线程的问题：

启动线程我们可以利用线程对象调用start（）方法
start()和run()的区别
start()是在启动线程后执行run方法里里面的代码，而直接利用调用run（）方法来执行方法，是在主线程里面运行该方法
start():1.开启线程 2.执行run()方法里面的代码
run():执行的是线程里面执行的代码，并不会开启线程
为什么要重写run()
因为每个线程需要执行的代码都是都是不一样的，
我们需要将每个线程自己独立执行的代码写到run()方法中执行
线程不可以被多次启动，否则会出现：java.lang.IllegalThreadStateException
因为在执行同一个线程的时候，一个线程刚开始执行，但是同时又重新开始，所以会抛出异常；
注意：如果是俩个不同的线程，可以同时执行

public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //B:start()和run()的区别
        // 创建一个线程独享
        MyThread mt = new MyThread();
        MyThread mt2 = new MyThread();
        //mt.start();//1.首先开启了一个独立的线程 2.让这个独立的线程执行run方法中的代码
        System.out.println("--------");
        //mt.run();//1.普通的创对象，调方法  2.代码实在主线程执行，不会开辟新线程
        //D:线程可以多次启动吗
        mt.start();
        //mt2.start();//如果是不同的线程对象，是可以同时开启的
        //mt.start();//线程是不能多次启动的
    }
}

线程的调度和控制
线程休眠(Thread.sleep(毫秒值))
线程名称（setName(),getName();）
线程的调度及优先级setPriority(10)（注意默认值是5，区间在1-10之间）

线程优先级：
当我们多个线程开始运行的时候，线程会枪战CPU的执行权，线程优先级就是你抢到CPU执行权的概率。

public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            //线程休眠(Thread.sleep(毫秒值))
            try {
                Thread.sleep(1000);//在此处出现的异常我们只能抓取，不能抛出
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            //获取执行线程的姓名
            System.out.println(this.getName()+i);
        }
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //线程名称（setName(),getName();）
        //创建3个线程对象
        MyThread t1 = new MyThread();
        MyThread t2 = new MyThread();
        MyThread t3 = new MyThread();
        //给三个线程设置姓名
        t1.setName("刘备");
        t2.setName("张飞");
        t3.setName("关羽");
        //设置线程的优先级
        //线程的调度及优先级setPriority(10)（注意默认值是5，区间在1-10之间）
        //t1.setPriority(100);//设置的区间必须在1-10之间
        t1.setPriority(10);
        //开启线程
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start(); 
    }
}

多线程案例
1.继承Thread卖票。

public class MyThread extends Thread{
    //共有100张票,将ticket改为静态之后，被类的所有对象所共享
    static int ticket = 100;
    @Override
    public void run() {
        //用一个while true循环模拟三个窗口一直处于打开的状态
        while (true) {
            //只有当ticket>0的时候，才可以出售票
            if (ticket>0) {
                System.out.println(getName()+"正在出售第："+ticket--+"张票");
            }
        }
    }
}
//5.1继承Thread卖票
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建三个线程模拟三个售票窗口
        MyThread mt1 = new MyThread();
        MyThread mt2 = new MyThread();
        MyThread mt3 = new MyThread();
        //给线程设置名称
        mt1.setName("窗口一");
        mt2.setName("窗口二");
        mt3.setName("窗口三");
        //启动线程，开启售票
        mt1.start();
        mt2.start();
        mt3.start();
    }
}

2.实现Runnable卖票：

public class MyThread implements Runnable{
    int ticket = 100;
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (ticket>0) {                
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在出售第："+ticket--+"张票");
            }
        }
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建MyThread这个对象
        MyThread mt = new MyThread();
        //创建3个窗口
        Thread t1 = new Thread(mt);
        Thread t2 = new Thread(mt);
        Thread t3 = new Thread(mt);
        //给线程对象设置名称
        t1.setName("窗口一");
        t2.setName("窗口二");
        t3.setName("窗口三");
        //启动窗口开始售票
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

注意：在实现runnable借口的时候，我们可以不用把ticket设置成static，因为在实现runnable的时候，我们本来就创建了一个实现类对象，然后将是实现类对象转换成三个不同的thread对象，所以我们的ticket本开就是共享的。

在实际生活中，我们买票的时候跟定会有时间上的延迟，所以我们给线程中加入延迟，按照真实的情景加入了延迟，却发现出现了这样的两个问题：
相同的票卖了多次：CPU的一次操作必须是原子性的(操作是CPU执行一次就可以直接完成的)
出现了负数的票：随机性和延迟导致的
出现上面的问题称为线程安全问题。

出现多线程安全问题的条件：
是否是多线程环境
是否有共享数据
是否有多条语句操作共享数据

如何解决多线程安全问题
线程安全执行效率会有所降低
同步代码块：
synchronized(对象) {
需要被同步的代码。
}

需求：
1.测试不是同一把锁的时候线程安全吗？
答：当我们每个线程进入程序的时候，我们都会出创建一个把锁，这样执行还是会出错的。
2.如果是同一把锁线程安全吗？
如果我们利用同一把锁，则不会出现上面的问题，线程安全
1.synchronized的对象是什么
答：任意对象，相当于是一把锁，只要线程进去就把锁锁上
2.需要同步的代码？
答：被线程执行的代码

锁对象问题：
同步代码块（定义一个抽象类，里面专门定义一个锁），任意对象

public class MyThread implements Runnable{
    //定义100张票
    int ticket = 100;
    Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            //同步代码块
            //synchronized (new Object()) {//t1,t2,t3三个线程不共享同一把锁每个线程都有自己的议案锁
            synchronized (obj) {//这样3个线程才可以共享同一把锁   
            if (ticket>0) {
                    //考虑到实际的生活中，我们需要给每一个线程加入一定的延迟，模拟一下这种效果
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                        /**
                         * 分析：为什么会出现两张100张票
                         * t1抢占到cpu的执行权，此时ticket=100,但是此刻休眠了
                         * 此时被t2抢占到了cpu的执行权，此时ticket=100,
                         * t1,t2分别睡了100毫秒之后，分别醒来了。。
                         * t1此时出售第100张票
                         * t2此时出售第100张票
                         */
                        /**
                         * 分析：为什么会出现0张票和-1张票
                         * 假设此时票池中仅剩1张票了，
                         * t1进来休眠了
                         * t2进来休眠了
                         * t3进来休眠了  */
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在出售第："+ticket--+"张票");
                    /* t1醒来，出售的是第1张票，此时tickt=0
                     * t2醒来，出售第0张票，此时ticket=-1
                     * t3醒来，出售第-1张票，此时ticket=-2              */

                    /* ticket--这个动作一共包含几步：
                     * 1.打印出ticket此刻本身的值
                     * 2.ticket自减1
                     * 3.将自减之后的ticket的最新的值赋值给变量ticket            */
                }
            }
            //当被同步的代码执行完毕之后，t1手里拿着的obj这个锁才会被释放，
            //t1,t2,t3重新抢占cpu的执行权，谁抢到了继续拿着obj这个锁，执行同步代码块中的内容
        }
    }

同步方法（仅适用于实现runable接口）
public synchronized void sellTicket(){同步代码}
//this

private static synchronized void sellTicket() { 
    if (ticket>0) {
            //考虑到实际的生活中，我们需要给每一个线程加入一定的延迟，模拟一下这种效果
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在出售第："+ticket--+"张票");
    }
}
}

将synchronized关键字加到方法上

静态同步方法
类的字节码对象
public static synchronized void sellTicket() {
需要同步的代码
}

匿名内部类的方式使用多线程

new Thread() {
            public void run() {
                ...
            }
        }.start();
new Thread(new Runnable(){
            public void run() {
                ...
            }
        }).start();

利用匿名内部类启动多线程

public void run() {
        while (true) {
            if (x%2==0) {
                synchronized (MyThread.class) {//这样3个线程才可以共享同一把锁    
                    if (ticket>0) {
                            //考虑到实际的生活中，我们需要给每一个线程加入一定的延迟，模拟一下这种效果
                            try {
                                Thread.sleep(100);
                            } catch (InterruptedException e) {
                                // TODO Auto-generated catch block
                                e.printStackTrace();
                            }                  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在出售第："+ticket--+"张票");
            }
         }