线程的创建方式:4种
线程的同步:解决线程安全问题,有两种
线程的生命周期:
1:新建 ‘new‘
2:就绪 调用start(),但不是就绪之后就会运行
3:运行 获取CPU执行权之后开始运行,运行与就绪可以相互转化 例如使用yield()
4:死亡 执行完run()方法,调用线程的step(),出现异常(Exeption)都会使线程死亡
5:阻塞 由运行态变为阻塞态,使用sleep(),join(),wait(),等待同步锁,会使线程变为阻塞状态。zus
创建多线程的第一种方式:Thread
/*多线程的创建,方式一:继承Thread
* 1.创建一个继承Thread类的子类
* 2.重写Thread类的run()方法
* 3.创建Thread类的自类的对象
* 4.通过此对象调用start()
* */
//例子:遍历100以内的所有偶数
//1.创建一个继承Thread类的子类
class MyThread extends Thread{
//2重写Thread类的run()方法,
// 将此线程所要执行的操作声明在run()方法中
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if(i%2==0){
System.out.println(i);
}
}
}
}
//3创建Thread类的自类的对象
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
MyThread t1=new MyThread();
t1.start();
System.out.println("Hello World");
}
}
/*
* c创建两个线程,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) {
MyThread1 t1=new MyThread1();
MyThread2 t2=new MyThread2();
t1.start();
t2.start();
/* //返回进程名
String S=t1.getName();
System.out.println(S);*/
}
}
class MyThread2 extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <100 ; i++) {
if(i%2==0){
System.out.println("我是偶数哒"+i);
}
}
}
}
class MyThread1 extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <100 ; i++) {
if(i%2!=0){
System.out.println("我是奇数哒"+i);
}
}
}
}
将一个线程添加到main()中,作为主线程
/*
* 测试Thread类的常用方法
* 1.static():启动当前的线程,调用run();
* 2.run():通常需要重写
* 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(下一个输出的可能不是该线程了)
* 7.join():当在线程b中调用线程a的join()时,线程b进入阻塞状态,直到线程a,执行完毕
* 8.sleep(long millitime):遇到该方法,应用场景:需要倒计时之类的桌面应用
* 9.isAlive()
*
*
*
* 线程优先级
* 1.
* MAX_PRIORITY:10
* MIN_PRIORITY:10
* NORM_PRIORITY:10
*
* 2.如何获取和设置当前线程的优先级
* getPriority();//获取当前线程的优先级
* setPriority(int p)//设置当前线程的优先级
*
* */
public class ThreadMethodTest {
public static void main(String[] args) {
test te=new test("a");
//设置a线程的优先级
te.setPriority(10);
System.out.println("线程a的优先级为:"+Thread.currentThread().getPriority());
te.start();
String str=te.getName();
System.out.println(str);
//te.setName("我是DIO哒");
//给主线程命名
Thread.currentThread().setName("b");
//将主线程b的优先级设置最低
Thread.currentThread().setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
System.out.println("线程b的优先级为:"+Thread.currentThread().getPriority());
for (int i = 0; i <100 ; i++) {
if(i%2!=0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+ i );
}
/*if(i==20){
try {
te.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}*/
//System.out.println("a还活着吗?" +te.isAlive());
}
}
}
class test extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <100 ; i++) {
if(i%2==0){
/*try {
sleep(50);//沉睡,单位是ms
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}*/
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
}
/*if(i%20==0){
this.yield();
}*/
}
}
//通过构造器的方式给线程命名
test(String name){
super(name);
}
}
买票
package com.duoxiancheng.Thread;
//创建三个窗口买票,总票数100
public class WindowTest {
public static void main(String[] args) {
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();
}
}
class Window extends Thread{
private static int ticket=100;
@Override
public void run() {
while (true){
if(ticket>0){
System.out.println(getName()+":买票,票号为:"+ticket);
ticket--;
}else {
break;
};
}
}
}
创建多线程的第二种方:使用Runnable接口
/*多线程的创建,方式一:继承Thread
* 1.创建一个继承Thread类的子类
* 2.重写Thread类的run()方法
* 3.创建Thread类的自类的对象
* 4.通过此对象调用start()
* */
//例子:遍历100以内的所有偶数
//1.创建一个继承Thread类的子类
class MyThread extends Thread{
//2重写Thread类的run()方法,
// 将此线程所要执行的操作声明在run()方法中
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if(i%2==0){
System.out.println(i);
}
}
}
}
//3创建Thread类的自类的对象
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
MyThread t1=new MyThread();
t1.start();
System.out.println("Hello World");
}
}
/*
* 创建三个窗口买票,总票数100,使用实现Runnable接口的方式
* */
class Window1 implements Runnable{
private int ticket=100;//为什么不用static,因为t1,t2,t3调用的是同一个Window
@Override
public void run() {
while (true) {
if (ticket > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":买票,票号为:" + ticket);
ticket--;
}else {
break;
}
}
}
}
public class Runnable2 {
public static void main(String[] args) {
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();
}
}
Thread 与Runnable方式的比较:
继承的方法有个缺陷,即单继承。
而实现Runnable接口,天然就能实现共享数据,不用将数据定义为static。
多线程经常要使用共享数据,所以选择Runnable
其次实现的方式没有类的单继承的局限性
创建多线程的第三种方式:Callable接口
如何理解 实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多项成方式强大
1.call()可以有返回值
2.call()可以抛出异常,被外边的操作捕获,获得异常信息
3.Callable支持泛型
import org.omg.PortableServer.THREAD_POLICY_ID;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
/*
* 创建线程的方式三:实现Callable接口 --JDK5.0
* */
//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方法中
@Override
public Object call() throws Exception {
int sum=0;
//遍历100以内的偶数,并返回偶数和
for (int i = 0; i <=100 ; i++) {
if (i%2==0){
System.out.println(i);
sum +=i;
}
}
return sum;
}
}
public class test_1 {
public static void main(String[] args) {
//3.创建Callable接口实现类的对象
NumThread numThread=new NumThread();
//使用Future接口,FutureTask是Future唯一的实现类
//4.将此Callable接口实现类的对象作为参数传递到FutureTask构造器中,创建FutureTask的对象
FutureTask f=new FutureTask(numThread);
//5.将FutureTaks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(f).start();
try {
//6.获取Callable中call方法的返回值
//让get()返回值即为FutureTask构造器参数,Callable实现类重写的call()返回值
Object sum= f.get();
System.out.println(sum);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
创建多线程的第四种方式:线程池
什么是线程池:提前创建好多个线程,放入线程池中,使用时直接获取,使用完放回池中,避免频繁创建销毁,实现重复利用
优:
1.提高响应速度(减少了创建新线程的时间)
23降低资源消耗(用过的线程没有被销毁)
3.便于线程管理
import java.util.concurrent.*;
/*
*
* */
class NumberThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <20 ; i++) {
if(i%2==0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
}
}
}
}
class NumberThread1 implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <20 ; i++) {
if(i%2!=0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
}
}
}
}
public class test_1 {
public static void main(String[] args) {
//1.提供指定线程数量的线程池
ExecutorService serivce= Executors.newFixedThreadPool(10);
ThreadPoolExecutor serivce1=(ThreadPoolExecutor) serivce;
System.out.println(serivce.getClass());
//设置线程池的属性
serivce1.setCorePoolSize(15);
serivce1.setKeepAliveTime(1000);//
//2.执行指定的线程操作,需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
serivce.execute(new NumberThread());//适用于Runnable
serivce.execute(new NumberThread1());
/*serivce.submit(new NumberThread1());//适合使用于Callable
FutureTask futureTask=new FutureTask();*/
//3.关闭连接池
serivce.shutdown();
}
}
线程安全问题:
1:买票过程中出现了重票,错票问题
2:出现的原因:线程在执行过程中,尚未操作完成时,其他进程也参与进来,发生错误
3:解决方法:当一个线程在操作ticket的时候,其他线程不能参与进来,直到线程操作完成。
在java中通过同步机制来解决安全问题
方式一:同步代码块
(1).Runnable&同步代码块
synchronized(同步监视器){
//需要被同步的代码
//说明:操作共享数据的代码,即为需要被同步的代码,对于共享数据不能包含代码多了,也不能少了
//共享数据:多个线程共同操作的变量。例如:ticket就是共享数据
//同步监视器:俗称锁,任何一个类的对象都可以充当锁
//要求:多个线程必须共用同一个同步监视器
}
class Window1 implements Runnable{
private int ticket=100;//为什么不用static,因为t1,t2,t3调用的是同一个Window
Object obj=new Object();
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (obj) {
if (ticket > 0) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":买票,票号为:" + ticket);
ticket--;
} else {
break;
}
}
}
}
}
public class Runnable2 {
public static void main(String[] args) {
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();
}
}
(2)Thread&同步代码块
/*
* 使用同步代码块解决继承Thread类的安全问题
* 在继承Thread类的创建多线程的方式中,慎用this充当同步监视器,考虑使用当前类充当同步监视器
* */
public class Thread_daima {
public static void main(String[] args) {
Window5 t1=new Window5();
Window5 t2=new Window5();
Window5 t3=new Window5();
t1.setName("窗口1");
t2.setName("窗口2");
t3.setName("窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class Window5 extends Thread{
private static int ticket=100;
private static Object obj=new Object();
@Override
public void run() {
while (true){
//第一种方法
//synchronized (obj){
//第二种方法
synchronized (Window5.class){
if(ticket>0){
try {
sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(getName()+":买票,票号为:"+ticket);
ticket--;
}else {
break;
}
}
}
}
}
方式二:同步方法
1.同步方法仍然涉及到同步监视器,只是不需要显示的声明
2.非静态的同步方法,同步监视器是this,静态的同步方法,同步监视器是当前类本身
(1).Runnable&同步方法
public class Runnable_fangfa {
public static void main(String[] args) {
Window4 w=new Window4();
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();
}
}
class Window4 implements Runnable {
private int ticket = 100;//为什么不用static,因为t1,t2,t3调用的是同一个Window
@Override
public void run() {//如果把run()定义为synchronized,会将while()也包裹进来,这就相当于只有一个窗口在运行run()
while (true) {
show();
}
}
private synchronized void show(){//将方法声明为synchronized,在本方法中同步监视器就是this
if (ticket > 0) {
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":买票,票号为:" + ticket);
ticket--;
}
}
}
(2)Thread&同步方法
/*
* 使用同步方法处理继承Thread类的线程安全问题
* */
public class Thread_fangfa {
public static void main(String[] args) {
Window6 t1=new Window6();
Window6 t2=new Window6();
Window6 t3=new Window6();
t1.setName("窗口1");
t2.setName("窗口2");
t3.setName("窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class Window6 extends Thread{
private static int ticket=100;
@Override
public void run() {
while (true){
show();
}
}
private static synchronized void show(){//非静态方法可以调用静态方法,同步监视器:Window6.class
//private synchronized void show(){//在这里使用synchronized,因为有三个同步监视器t1,t2,t3,会失败
if(ticket>0){
try {
sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":买票,票号为:"+ticket);
ticket--;
}
}
}
方式三:Lock类实现Lock
/*
* 使用Lock锁--java5.0新增
* Lock本身是个接口,我们主要使用ReentrantLock子类
* */
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class Window implements Runnable{
private int ticket=500;
//1.实例化ReentrantLock
private ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while (true){
try{
//调用锁定方法lock()
lock.lock();
if(ticket>0){
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":买票,票号为:"+ticket);
ticket--;
}else {
break;
}
}finally {
//调用解锁方法
lock.unlock();
}
}
}
}
public class test__lock {
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();
}
}
synchronized和Lock的异同:
同:都是解决线程安全问题
异:
synchronized:只有在执行完相应的同步代码后,能自动的释放同步监视器
Lock:想要结束同步,必须手动调用unlock(),但可以随时调用
练习:
/*
两个储户分别向同一个账户中存3000元,每次1000,每次存完后打印账户余额
分析:
1,是否是多线程问题 是
2,是否有共享数据 有,账户余额
是否有线程安全问题 有
4.如何解决
*/
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class Account {
private double balance;
public Account(double balance) {
this.balance = balance;
}
ReentrantLock lock =new ReentrantLock();
//存钱
public void deposit(double amt){
try{
lock.lock();
if (amt>0){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
balance +=amt;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"存钱成功,余额为:"+balance);
}
}finally {
lock.unlock();
}
}
}
class customer extends Thread{
private Account acct;
public customer(Account acct){
this.acct=acct;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <3 ; i++) {
acct.deposit(1000);
}
}
}
public class test_1 {
public static void main(String[] args) {
Account acct=new Account(0);
customer c1=new customer(acct);
customer c2=new customer(acct);
c1.setName("甲");
c2.setName("乙");
c1.start();
c2.start();
}
}
线程的通信:两个线程访问同一个共享数据,产生了交流,就叫做线程的通信
/*
* 线程通信的例子,使用两个线程交替打印
*wait()与notify()必须在同步代码块或同步方法中使用
*
* */
class Number implements Runnable{
private int number=1;
@Override
public void run() {
while (true){
synchronized (Number.class/*this*/){
//一旦执行notify,就会唤醒被wait的一个线程,如果有多个,就唤醒优先级高的
Number.class.notify();
//this.notify();
System.out.println("我是"+Thread.currentThread().getName()+"我拿着钥匙");
if(number<=100){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"打印了:"+number);
number++;
//让调用wait()方法的线程进入阻塞状态,同时线程持有同步监视器就会被释放,这点与sleep不同
try {
Number.class.wait();
//this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}else {
break;
}
}
}
}
}
public class test_tx {
public static void main(String[] args) {
Number n=new Number();
Thread t1=new Thread(n);
Thread t2=new Thread(n);
t1.setName("线程1");
t2.setName("线程2");
t1.start();
t2.start();
}
}
sleep()与wait()的异同
同:一旦执行,就会是当前进程陷入阻塞状态
异:
1.两个方法声明位置不同,Thread类中声明sleep(),Object()类中声明wait()
2.sleep()可以在任何场景中使用,wait()只能在同步代码块或同步方法中调用
3.如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中sleep()不会释放同步监视器,wait()会自动释放
生产者消费者问题:
/*
* 生产者/消费者问题
*
* */
class Clerk{
private int productCount=0;
//生产产品
public synchronized void produceProduct(){
if(productCount<20){
productCount++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":开始生产第:"+productCount+"个产品");
notify();
}else {
//等待
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//消费产品
public synchronized void consumProduct() {
if(productCount>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":开始消费第:"+productCount+"个产品");
productCount--;
notify();
}else {
//等待
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class Producer extends Thread{
private Clerk clerk;
public Producer(Clerk clerk) {
this.clerk = clerk;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":开始生产产品");
while (true){
try {
sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
clerk.produceProduct();
}
}
}
class Consumer extends Thread{
private Clerk clerk;
public Consumer(Clerk clerk) {
this.clerk = clerk;
}
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":开始消费产品");
while (true){
try {
sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
clerk.consumProduct();
}
}
}
public class test_sx {
public static void main(String[] args) {
Clerk clerk=new Clerk();
Producer p1=new Producer(clerk);
p1.setName("生产者");
Consumer c1=new Consumer(clerk);
c1.setName("消费者");
p1.start();
c1.start();
}
}
知识整理:
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。
在继承Thread类创建多线程的方式中,慎用this充当同步监视器,考虑使用当前类充当同步监视器。
*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。
*关于同步方法的总结:
*
1.同步方法仍然涉及到同步监视器,只是不需要我们显式的声明。
*
2.非静态的同步方法,同步监视器是: this
静态的同步方法,同步监视器是:当前类本身
方式三: Lock锁— JDK5. e新增
*
- 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() )
使用优先顺序:(性能)
Lock 同步代码块 同步方法
3.利弊
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。
线程通信
1.线程通信涉及到的三个方法:
- 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。
- notify():- 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。
2.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。
3.面试题:
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。
释放锁的操作:
1.当前线程的同步方法,同步代码块执行结束
2.当前线程在同步方法,同步代码块中遇到break,return终止了代码块
3.当前线程在同步方法,同步代码块中出现了未处理的Error或Exception,导致异常结束
4.
当前线程在同步方法,同步代码块中执行了线程对象的wait()方法,当前线程暂停,并释放锁
不会释放锁的操作:
1.线程执行同步代码块或同步方法时,程序调用Thread.sleep(),Thread.yield()方法暂停当前线程的执行
2.线程执行同步代码块时,其他线程调用了该线程的suspend()方法,将该线程挂起,该线程不会释放锁
如何理解实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程的方式强大
call()可以返回值的
call()可以抛出异常,被外面的操作捕获,获取异常信息
Callable是支持泛型的