狂神说java--多线程笔记（及源码）

最新推荐文章于 2023-07-19 20:23:29 发布

原创

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#多线程 #java

例子源码下载：https://gitee.com/fllow-wind/multiThreading

多线程

1.线程进程多线程

多线程：多条执行路径，主线程与子线程并行交替执行（普通方法只有主线程一条路径）。

程序：指令和数据的有序集合，本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。

进程：在操作系统中运行的程序就是进程，即执行程序的一次执行过程，是一个动态的概念。

一个进程可以有多个线程，比如视频中同时听声音，看图像，看弹幕等。

线程是CPU调度和执行的基本单位。

注意：
 很多多线程是模拟出来的，真正的多线程是指有多个cpu，即多核，如服务器。如果是模拟出来的多线程，即在一个cpu的情况下，在同一个时间点，
cpu只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就有同时执行的错觉。

核心概念

线程就是独立的执行路径
在程序运行时,即使自己没有创建线程,后台也会有多个线程,比如主线程,GC线程
main()称之为主线程,为系统的入口,用于执行整个程序
在一个进程中,如果开辟了多个线程,线程的运行是由调度器（cpu）安排调度的,调度器是与操作系统紧密相关的,先后顺序是不能人为干预的
对同一份资源操作时会存在资源抢夺的问题,需要加入并发控制
线程会带来额外的开销,如CPU调度时间,并发控制开销
每个线程在自己的工作内存交互,内存控制不当会造成数据不一致

2.线程创建

三种方式：

继承Thread类（重点）
实现Runnable接口（重点）
实现Callable接口（了解）

方法1：Thread类

自定义线程类继承Thread类
重写run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start()方法启动线程

package com.mine.demo01;
//线程不一定立即执行，由CPU安排调度
public class TestThread1 extends Thread{
   
   
    @Override
    public void run() {
   
   
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
   
   
            System.out.println("run方法线程--"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
   
   
        //创建一个线程对象
        TestThread1 thread1 = new TestThread1();
        //start()开启线程
        thread1.start();

        //main主线程
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
   
   
            System.out.println("主线程--"+i);
        }
    }
//运行结果并发执行,穿插打印
}

例子：下载图片

package com.mine.demo01;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

/*
练习Thread，实现多线程同步下载图片
 */
public class TestThread2 extends Thread{
   
   

    private String url; //网络图片地址
    private String name; //保存的文件名

    public TestThread2(String url,String name){
   
   
        this.url=url;
        this.name=name;
    }

    @Override
    public void run() {
   
   
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为："+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
   
   
        TestThread2 thread1 = new TestThread2("https://img-blog.csdnimg.cn/20210427081055529.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10," + "text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZsbG93X3dpbmQ=,size_16,color_FFFFFF,t_70","1.jpg");
        TestThread2 thread2 = new TestThread2("https://img-blog.csdnimg.cn/20210427081055529.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10," +    "text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZsbG93X3dpbmQ=,size_16,color_FFFFFF,t_70","2.jpg");
        TestThread2 thread3 = new TestThread2("https://img-blog.csdnimg.cn/20210427081055529.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10," +                "text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZsbG93X3dpbmQ=,size_16,color_FFFFFF,t_70","3.jpg");

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
        /*
        结果并没有按顺序执行，且每次运行结果不一样
         */
    }
}

//下载器
class WebDownloader{
   
   
    //下载方法
    public void downloader(String url,String name){
   
   
        try {
   
   
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
   
   
            e.printStackTrace();
            System.out.println("io异常，downloader方法出现问题");
        }
    }
}

方法2：Runnable接口

自定义线程类实现Runnable接口
实现run()方法,编写线程执行体
创建线程对象,调用start()方法启动对象

推荐使用Runnable对象,因为Java单继承的局限性

package com.mine.demo01;
/*
方式2：implements Runnable 与继承Thread很像
 */
public class TestThread3 implements Runnable{
   
   
    @Override
    public void run() {
   
   
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
   
   
            System.out.println("run方法线程--"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
   
   
        //创建一个线程对象
        TestThread3 thread3 = new TestThread3();

        //开启线程对象来start()开启线程，代理
        new Thread(thread3).start();  //与方法1的区别

        //main主线程
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
   
   
            System.out.println("主线程--"+i);
        }
    }
}

例子：买火车票

package com.mine.demo01;
/*例子：买火车票 */
public class TestThread4 implements Runnable{
   
   
    //票数
    private int ticketNums = 10;

    @Override
    public void run() {
   
   
        while (true){
   
   
            if(ticketNums<=0) break;

            try {
   
    //模拟延时
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
   
   
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"张票");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
   
   
        TestThread4 ticket = new TestThread4();
        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛党").start();
    }
    //问题：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱
}

例子2：龟兔赛跑

package com.mine.demo01;
//龟兔赛跑
public class Race implements Runnable{
   
   
    //胜利者
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
   
   
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
   
   

            boolean flag=gameOver(i);//判断比赛是否结束
            if(flag) break;

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");

            //模拟兔子休息
            if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子")&& i%10==0){
   
   
                try {
   
   
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
   
   
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
   
   
        if(winner!=null){
   
   
            return true;
        }{
   
   
            if (steps==100){
   
   
                winner=Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is"+winner