多线程复习

本文详细讲解了线程的基本概念、创建方式、调度原则、并发控制、线程池的重要性,以及死锁和线程通信的解决方案。深入探讨了Java的synchronized、Lock和线程池技术,适用于理解和解决多线程编程中的挑战。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

  • 线程就是独立的执行路径

  • 在程序运行时,即使没有自己创建线程,后台也会有多个线程,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,线程的运行由调度器安排调度,调度器是与操作系统紧密相关的,先后顺序是不能人为的干预的

  • 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

线程的创建

继承Thread类(重点)

创建线程方式:继承thread类,重写run方法,调用start开启线程

main线程:创建线程对象,调用start()开启线程

线程开启不一定立即执行,由CPU调度。多线程是交替执行的

ThreadMuch tm=new ThreadMuch();
tm.start();
  • 不建议使用:避免OOP单继承局限性

实现Runnable接口(重点)

创建线程方式:实现Runnable接口,重写run方法,执行线程需要丢入runnable接口实现类,调用start方法(创建线程对象,通过线程对象开启线程)

TestThread2 testThread2 = new TestThread2();
Thread t=new Thread(testThread2);
t.start();
  • 推荐使用:避免单继承局限性,灵活方便,方便同一个对象被多个线程使用

实现 Callable(了解)

  1. 实现Callable接口,需要返回值类型

  2. 重写call方法,需要抛出异常

  3. 创建目标对象

  4. 创建执行服务:ExecutorService ser=Executors.new FixedThreadPool(1);

  5. 提交执行Future<Boolean>result1=ser.submit(t1);

  6. 获取结果boolean r1=result1.get();

  7. 关闭服务ser.shutdownNow();

静态代理

  • 代理对象和真实对象都要实现同一个接口

  • 代理对象要代理真实角色

好处:

  • 代理对象可以做 很多真实对象做不了的事情

  • 真实对象专注做自己的事

Lamda表达式

  • 避免匿名内部类定义过多

  • 可以让代码看起来简洁

  • 去掉一堆没有意义的代码,只留下核心

理解Functional Interface(函数式接口)是学习Lamda表达式的关键所在

  • 函数式接口的定义:

    • 任何接口,如果只包含唯一一个抽象方法,那么它就是一个函数式接口

      public interface Runnbale{
          public abstract void run();
      }

    • 对于函数式接口,可以通过lamda表达式来创建该接口的对象

总结:

  • lamda表达式只能有一行的情况 下才能简化成一行,有多行的情况只能加花括号包裹

  • 前提是接口为函数式接口(接口中只有一个方法)

  • 多个参数也可以去掉参数类型,但必须加括号

线程状态

  • 创建状态(new Thread线程一旦被创建就进入到新生状态)

  • 就绪状态(调用start()方法进入就绪状态,但不一定立即调度执行)

  • 运行状态

  • 阻塞状态(当调用sleep.wait或同步锁时线程进入阻塞状态,阻塞事件解除后重新进入就绪状态,等待CPU调度执行)

  • 死亡状态(线程中断或者结束,一旦进入死亡状态,就不能再次启动)

线程停止

//建议线程正常停止,利用次数,不建议死循环
//建议使用标志位,设置一个标志位
//不要使用stop或者destroy等过时或者JDK不建议使用的方法
public class TestStop implements Runnable{
    //1.设置一个标志位
    private boolean flag=true;
    public void run(){
        int i=0;
        while (flag){
            System.out.println("run...Thread"+i++);
        }
    }
    //设置一个公开的方法停止线程,转化标志位
    public void stop(){
        this.flag=false;
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        TestStop ts=new TestStop();
        new Thread(ts).start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            if (i==900){
​
                //调用stop方法切换标志位,让线程停止
                ts.stop();
                System.out.println("线程该停止了");
            }
            System.out.println("thread is running"+i);
        }
    }
}
​

线程休眠

  • sleep(时间)指定当前线程阻塞的毫秒数;

  • sleep存在异常InterruptedException;

  • sleep时间达到后线程进入就绪状态

  • sleep可以模拟网络延时,倒计时等

  • 每一个对象都有一个锁,sleep不会释放锁

  • 放大问题的发生性

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       new  TestSleep2().tenDown();
       //打印当前时间
        Date starttime=new Date(System.currentTimeMillis());
        while (true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(new SimpleDateFormat(" HH:mm:ss").format(starttime));
        }
    }

线程礼让Yield

  • 礼让线程,让当前正在执行的线程暂停,但不阻塞

  • 将线程从运行状态转为就绪状态

  • 让cpu重新调度,礼让不一定成功!看CPU心情

//测试礼让线程
//礼让不一定成功,看cpu心情
public class TestYield {
    public static void main(String[] args) {
        MyYield my=new MyYield();
        Thread t1=new Thread(my,"我妹最漂亮");
        Thread t2=new Thread(my,"我妹最美丽");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
class MyYield implements Runnable{
​
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始执行");
        Thread.yield();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
    }
}

线程强制执行

  • Join合并线程,待此线程执行完成后,再执行其他线程,其他线程阻塞

  • 可以想象成插队

//想象为插队
public class TestJoin implements Runnable {
​
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("线程VIP来了"+i);
        }
    }
​
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        TestJoin tj=new TestJoin();
        Thread t1=new Thread(tj);
        t1.start();
        //主线程
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            if (i==200){
                t1.join();//插队
            }
            System.out.println("main"+i);
        }
    }
}

线程状态观测

ThreadState

public class TestState {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread=new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("我妹最漂亮");
        });
        //观察状态
        Thread.State stat=thread.getState();
        System.out.println(stat);
        //观察启动后
        thread.start();
        stat=thread.getState();
        System.out.println(stat);//Run
        while(stat!=Thread.State.TERMINATED){//只要线程不终止,就一直输出状态
            Thread.sleep(100);
            stat=thread.getState();
            System.out.println(stat);
        }
//        thread.start();//线程一旦死亡就不能再次开启
    }
}

线程的优先级

  • Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程,线程调度器按照优先级决定应该调度那个线程来执行。

  • 使用以下方式改变或获取优先级

    • setPriority()改变 getPriority()获取

  • 线程的优先级用数字表示,范围从1-10.

    • Thread.MIN_PRIORITY=1;

    • Thread.MAX_PRIORITY=10;

    • Thread.NORM_PRIORITY=5;

public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+Thread.currentThread().getPriority());
        MyPriority mp=new MyPriority();
        Thread t1=new Thread(mp);
        Thread t2=new Thread(mp);
        Thread t3=new Thread(mp);
        Thread t4=new Thread(mp);
        Thread t5=new Thread(mp);
        Thread t6=new Thread(mp);
        //先设置优先级
        t1.start();
        t2.setPriority(8);
        t2.start();
        t3.setPriority(4);
        t3.start();
        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        t4.start();
        t5.setPriority(5);
        t5.start();
        t6.setPriority(6);
        t6.start();
    }
​
​
}
class MyPriority implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
}
  • 优先级低只是意味着获得调度的概率低,并不时优先级低就不会被调用了,这都是看CPU的调度

  • 性能倒置:优先级低的先执行(这个问题一般不会发生)

守护(daemon)线程

  • 线程分为用户线程守护线程

  • 虚拟机必须确保用户线程执行完毕

  • 虚拟机不用等待守护线程执行完毕

  • 如后台记录操作日志、监控内存、垃圾回收等待

public class TestDaemon {
    public static void main(String[] args) {
        God god=new God();
        Your your = new Your();
        Thread tgod=new Thread(god);
        tgod.setDaemon(true);
        tgod.start();
        new Thread(your).start();
    }
}
//上帝
class God implements Runnable{
​
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝还活着");
        }
    }
}
//你
class Your implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("活着");
        }
        System.out.println("goodbye world");
    }
}

线程同步synchronized

  • 并发:同一个对象被多个线程同时操作

  • 形成条件:队列加锁(解决安全性)

使用后存在以下问题:

  • 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起

  • 在多线程竞争下,加锁释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时,引起性能问题

  • 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁,会导致优先级倒置,引起性能问题。

三大不安全案例

买票

public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket bt=new BuyTicket();
        Thread t1=new Thread(bt,"我");
        Thread t2=new Thread(bt,"你");
        Thread t3=new Thread(bt,"黄牛");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
class BuyTicket implements Runnable{
    private int ticketnumber=10;
    boolean flag=true;
    @SneakyThrows
    @Override
    public void run() {
        while (flag){
            buy();
        }
    }
    private void buy() throws InterruptedException {
        if (ticketnumber<=0){
            flag=false;
            return;
        }
        Thread.sleep(100);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketnumber--);
    }
}

取钱

public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account=new Account(100,"结婚钱" );
       Drawing you=new Drawing(account, 50, "你");
       Drawing girlFriend=new Drawing(account, 100, "女朋友");
       you.start();
       girlFriend.start();
    }
}
//账户
class Account{
    int money;
    String name;
    public Account(int money,String name){
        this.money=money;
        this.name=name;
    }
}
//银行模拟提款
class Drawing extends Thread{
    Account account;
    int  drawingMoney;//取了多少
    int nowMoney;//手里有
    public Drawing(Account account,int  drawingMoney,String name){
        this.account=account;
        this.drawingMoney=drawingMoney;
        this.nowMoney=nowMoney;
    }
    public void run(){
        if (account.money-drawingMoney<0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够,取不了");
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        account.money=account.money-drawingMoney;
        nowMoney=nowMoney+drawingMoney;
        System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
        //Thread.currentThread().getName()=this.getName()
        System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
    }
}

队列

public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String>list=new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

同步方法及同步块

synchronized方法和synchronized块

同步方法:public synchronized void method(int args){}

  • synchronized方法控制对“对象”的访问,每个对象对应一把锁,每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行,否则线程会阻塞,方法一旦执行,就独占该锁,直到该方法返回才释放锁,后面被阻塞的线程才能获得这个锁,继续执行

  • 缺陷:若将一个大的方法声明为synchronized将会影响效率。方法里需要修改的内容才需要锁,锁的太多,浪费资源。

同步块:

  • synchronized(Obj){}

  • Obj称之为同步监视器

    • Obj可以是任何对象,但是推荐使用共享资源作为同步监视器

    • 同步方法中无需指定同步监视器,因为同步方法的同步监视器就是this,就是这个对象本身,或者是class

  • 同步监视器的执行过程:

    1. 第一个线程访问,锁定同步监视器,执行其中的代码

    2. 第二个线程访问,发现同步监视器被锁定,无法访问

    3. 第一个线程访问完毕,解锁同步监视器

    4. 第二个线程访问,发现同步监视器没有锁,然后锁定并访问

public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket bt=new BuyTicket();
        Thread t1=new Thread(bt,"我");
        Thread t2=new Thread(bt,"你");
        Thread t3=new Thread(bt,"黄牛");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
class BuyTicket implements Runnable{
    private int ticketnumber=10;
    boolean flag=true;
    @SneakyThrows
    @Override
    public void run() {
        while (flag){
            buy();
        }
    }
    //synchronized同步方法,锁的是this(BuyTicket)
    private synchronized void buy() throws InterruptedException {
        if (ticketnumber<=0){
            flag=false;
            return;
        }
        Thread.sleep(100);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketnumber--);
    }
}
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account=new Account(1000,"结婚钱" );
       Drawing you=new Drawing(account, 50, "你");
       Drawing girlFriend=new Drawing(account, 100, "女朋友");
       you.start();
       girlFriend.start();
    }
}
//账户
class Account{
    int money;
    String name;
    public Account(int money,String name){
        this.money=money;
        this.name=name;
    }
}
//银行模拟提款
class Drawing extends Thread{
    Account account;
    int  drawingMoney;//取了多少
    int nowMoney;//手里有
    public Drawing(Account account,int  drawingMoney,String name){
        this.account=account;
        this.drawingMoney=drawingMoney;
        this.nowMoney=nowMoney;
    }
    //取钱synchronized默认锁this(Drawing),变化的是account,所以锁Drawing没用,所以用同步块锁account
    public void run(){
        synchronized (account){
            if (account.money-drawingMoney<0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够,取不了");
                return;
            }
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            account.money=account.money-drawingMoney;
            nowMoney=nowMoney+drawingMoney;
            System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
            //Thread.currentThread().getName()=this.getName()
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
        }
​
    }
}

锁对象为增删改的对象

public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String>list=new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
​
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(300);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

CopyOnWriteArrayList

当我们新添加一个元素到容器时候,不直接往当前容器添加,而是先将当前容器进行Copy,复制出一个新的容器,然后新的容器里添加元素,添加完元素之后,再将原容器的引用指向新的容器。这样做的好处是我们可以对CopyOnWrite容器进行并发的读,而不需要加锁,因为当前容器不会添加任何元素。所以CopyOnWrite容器也是一种读写分离的思想,读和写不同的容器。

public class TestCopyOnWriteArrayList {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList <String>list=new CopyOnWriteArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

死锁

  • 多个线程各自占有一些共享资源,并且互相等待其他线程占有的资源才能运行,而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源,都停止执行的情形,某一个同步块同时拥有两个以上对象的锁时,就可能发生“死锁”的问题

public class DeaLock {
    public static void main(String[] args) {
        MakeUp t1=new MakeUp(0, "貂蝉");
        MakeUp t2=new MakeUp(1, "西施");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
class Lipstick{}
class Mirror{}
class MakeUp extends Thread{
    static Lipstick lipstick=new Lipstick();
    static Mirror mirror=new Mirror();
    int choice;
    String girlName;
    MakeUp(int choice,String girlName){
        this.choice=choice;
        this.girlName=girlName;
    }
    public void run(){
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice==0){
            synchronized (lipstick){//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (mirror){
                    System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                }
            }
        }else {
            synchronized (mirror){//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(1000);
                synchronized (lipstick){
                    System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                }
            }
        }
    }
}

解决(不要锁中套锁,拿出来让两个锁平级):

//多个线程互相持有对方需要的资源,形成僵持
public class DeaLock {
    public static void main(String[] args) {
        MakeUp t1=new MakeUp(0, "貂蝉");
        MakeUp t2=new MakeUp(1, "西施");
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
class Lipstick{}
class Mirror{}
class MakeUp extends Thread{
    static Lipstick lipstick=new Lipstick();
    static Mirror mirror=new Mirror();
    int choice;
    String girlName;
    MakeUp(int choice,String girlName){
        this.choice=choice;
        this.girlName=girlName;
    }
    public void run(){
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice==0){
            synchronized (lipstick){//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
​
            }
            synchronized (mirror){
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
            }
        }else {
            synchronized (mirror){//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(1000);
​
            }
            synchronized (lipstick){
                System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
            }
        }
    }
}
  • 产生死锁的四个必要条件

    1. 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用

    2. 请求与保持:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放

    3. 不剥夺条件:进程已获得的资源,在未使用完之前,不能强行剥夺。

    4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

只要想办法破其中的任意一个或者多个条件就可以避免死锁发生

Lock(锁)

  • 从JDK5.0开始,Java提供了更强大的线程同步机制→通过显示定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当。

  • java.util.concurrent.locks.Lock接口时控制多个线程对共享资源进行访问的工具,锁提供了对共享资源的独占访问,每次只能有一个线程对Lock对象加锁,线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象

  • ReentrantLock类实现了Lock,它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义,在实现线程安全的控制中,比较常用的时ReentrantLock,可以显示加锁,释放锁

public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLockTwo t1=new TestLockTwo();
        Thread thread=new Thread(t1);
        Thread thread1=new Thread(t1);
        Thread thread2=new Thread(t1);
        thread.start();
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
class TestLockTwo implements Runnable{
    int ticket=10;
    //定义lock锁
   private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
    public void run(){
        while (true){
            try {
                lock.lock();//加锁
                if (ticket>0){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticket--);
                }else {
                    break;
                }
            } finally {
                lock.unlock();//解锁
            }
        }
    }
}
class A{
    private final ReentrantLock lock=new ReenTrantLock();
    public void m(){
        lock.lock();
        try{
            //保证线程安全的代码;
        }
        finally{
            lock.unlock();
            //如果同步代码有异常,要将unlock()写入finall语句块
        }
    }
}

synchronized与Lock对比

  • Lock是显式锁(手动开启和关闭锁,别忘记关闭锁),synchronized是隐式锁,出了作用域自动释放

  • Lock只有代码块锁,synchronized有代码块锁和方法锁

  • 使用Lock锁,JVM将花费较少的时间来调度线程,性能更好,并且有更好的扩展性(提供更多的子类)

  • 优先使用顺序

    • Lock>同步代码块(已经进入了方法体,分配了相应资源)>同步方法(在方法体之外)

线程协作(生产者消费者问题)

线程通信:

  • 应用场景:生产者消费者问题

    • 假设仓库中只能存放一件产品,生产者将生产处的产品放入仓库,消费者将仓库中产品取走消费

    • 如果仓库中没有产品,则生产这将产品放入仓库,否则停止生产并等待,知道仓库中的产品被消费者取走为止

    • 如果仓库中放有产品,则消费者可以将产品取走消费,否则停止消费并等待,知道仓库中再次放入产品为止

这是一个线程同步问题,生产者和消费者共享同一个资源,并且生产者和消费者之间相互依赖,互为条件。

  • 对于生产者,没有产品之前,要通知消费者等待,而生产了产品之后,又需要马上通知消费者消费

  • 对于消费者,在消费之后,要通知生产者已经结束消费,需要生产新的产品以供消费

  • 在生产者消费者问题中,仅有synchronized是不够的

    • synchronized可阻止并发更新同一个共享资源,实现了同步

    • synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)

  • Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

方法名作用
wait()表示线程一直等待,直到其他线程通知,与sleep不同,会释放锁
wait(long timeout)指定等待的毫秒数
notify()唤醒一个处于等待状态的线程
notifyAll()唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程,优先级别高的线程优先调用

wait()和sleep()区别:

1.sleep属于Thread类,wait属于Object类

2.sleep没有释放锁,等sleep时间到了之后会进入就绪状态,等待获取CPU重新进入运行状态,调用wait会释放对象持有的锁和占有的资源,并进入等待阻塞池,只能由其他线程通过notify或notifyall方法唤醒,唤醒后进入锁定阻塞池,等待获得同步锁后进入就绪状态,使其他线程可以使用同步控制块或方法

3.sleep可以在任何地方使用,wait只能在同步方法或者同步代码块中使用

注意:wait、notify、notifyall均是Object类的方法,都只能在同步方法或者同步代码块中使用,否则会抛出异常IllegaiMonitorStateException。

4.都需要捕获异常

解决方式一:

并发协作模型:“生产者/消费者模式”→管程法

  • 生产者:负责生产数据的模块(可能是方法/对象/线程/进程);

  • 消费者:负责处理数据的模块(可能是方法/对象/线程/进程);

  • 缓冲区:消费者不能直接使用生产者的数据,他们之间有个“缓冲区”

生产者将生产好的数据放入缓冲区,消费者从缓冲区中拿出数据

//测试:管程法
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer container=new SynContainer();
        new Productor(container).start();
        new Consumer(container).start();
    }
}
//生产者
class Productor extends Thread{
    SynContainer container;
    public Productor(){}
    public Productor (SynContainer container){
        this.container=container;
    }
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
        }
    }
}
//消费者
class Consumer extends Thread{
    SynContainer container;
    public Consumer(){}
    public Consumer (SynContainer container){
        this.container=container;
    }
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了"+container.pop().id+"只鸡");
        }
    }
}
//产品\
class Chicken {
    int id;//产品编号

    public Chicken(int id) {
        this.id = id;
    }
}
//缓冲区
class SynContainer{
    Chicken[] chickens=new Chicken[10];
    int count=0;
    public synchronized  void push(Chicken chicken){
        if (count==chickens.length){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //通知消费者消费
        }
        //没有满,需要丢入产品
        chickens[count]=chicken;
        count++;
        //可以通知消费者消费
        this.notifyAll();
    }
    public synchronized  Chicken pop(){
        if (count ==0){
            //等待生产者,生产
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        count--;
        Chicken chicken=chickens[count];
        //通知生产者生产
        this.notifyAll();唤醒在此对象监视器上等待的所有线程
        return chicken;
    }
}

解决方法2:

  • 并发协作模型”生产者/消费者模式“→信号灯法

//测试信号灯法,标志位解决
public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv=new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}
//生产者-演员
class Player extends Thread{
    TV tv;
    public Player (TV tv){
        this.tv=tv;
    }
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i%2==0){
                this.tv.play("快乐大本营");
            }else{
                this.tv.play("抖音");
            }
        }
    }
}
//消费者-观众
class Watcher extends Thread{
    TV tv;
    public Watcher(TV tv){
        this.tv=tv;
    }
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            this.tv.watch();
        }
    }
}
class TV{
    //演员表演观众等待
    //观众观看,演员等待
    String voice;//表演的节目
    boolean flag=true;//利用flag标志位让两者中一个处于等待一个处于执行
    //表演
    public synchronized void play(String voice){
        if (!flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演员表演了"+voice);
        this.notifyAll();
        this.voice=voice;
        this.flag=!this.flag;
    }
    public synchronized void watch(){
        if (flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观看了"+voice);
        this.notifyAll();
        this.flag=!this.flag;
    }
}

线程池

  • 背景:经常创建和销毁、使用量特别大的资源,比如并发情况下的线程,对性能影响很大。
  • 思路:提前创建好多个线程,放入线程池中,使用时直接获取,使用完放回线程池中。可以避免频繁创建销毁,实现重复利用
  • 好处

        1.提高响应速度(减少了创建新线程的时间)

        2.降低资源消耗(重复利用线程池中线程,不需要每次都创建)

        3.便于线程管理(。。。。)

                corePoolSize :核心池的大小

                maximumPoolSize:最大线程数

                keepAliveTime:线程没有任务是最多保持多长时间会终止

  • JDK1.5提供了线程池相关API:ExecutorService和Executors
  • ExecutorService:真正的线程池接口。常见子类ThteadPoolExecutor

        -void execute(Runnable command):执行任务/命令,没有返回值,一般用来执行Runnbale

public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //创建服务,创建线程池
        ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(10);
        service.execute(new MyThreads());
        service.execute(new MyThreads());
        service.execute(new MyThreads());
        service.execute(new MyThreads());
    }
}
class MyThreads implements Runnable{
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
        }
    }
}

        -<T>Funture<T>submit(Callable<T>task);执行任务,有返回值,一般用来执行Callable

        -void shutdown():关闭连接池

  • Executor:工具类、线程池的工厂类,用于创建并返回不同类型的线程池 
public class ThreadNew {
    public static void main(String[] args) {
        new  one().start();
        new Thread(new two()).start();
        Future<Integer> future=new FutureTask<Integer>(new three());
        new Thread((Runnable) future).start();
        try {
            Integer integer=future.get();
            System.out.println(integer);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
//1.继承thread类
class one extends Thread{
    public void run(){
        System.out.println("one");
    }
}
//2.实现Runnbale接口
class two implements Runnable{
    public void run(){
        System.out.println("two");
    }
}
//2.实现Callbale接口
class three implements Callable{

    @Override
    public Object call() throws Exception {
        System.out.println("three");
        return 222;
    }
}
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