【基础提升】今天来聊一聊,多线程~

本文从多线程概述、实现方式以及线程安全问题三个方面详细讲解了Java中的多线程知识。介绍了进程与线程的概念,以及如何通过继承Thread类和实现Runnable接口创建线程。同时,通过多窗口售票案例展示了线程安全问题,并通过synchronized关键字的使用给出了解决方案。文章适合求职面试中的多线程基础复习。

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作为一名it界萌新中的萌新,接触学习java这么久,对于其中一些基础理解还好,但是如果再深入到了关于操作系统当中的多线程,简直就是无能为力一说。

暂且不说多线程对于真正实际程序或者是系统而言,是绝对重要的,没别的,因为这样才是能体现出了关于机器的计算能力操作了人的一个方面。

哈,扯远了些。多线程,相比大家在求职面试过程当中,绝对是要被问道的,因为如果你连的多线程都是了解不多的话,那么面试求职的面试官就要对你说声“赛有哪啦~”。

废话不多说,进入重点,而且绝对也是你面试求职当中要被问道的。

诸如多线程你了解多少?线程和进程又是什么区别呢?如果你想实现的话,那么你要怎么做?说道多线程,那么线程安全肯定要被问的!,再接着,线程池不也得问一下,那么要不再来个简单的线程安全例子代码写一下?

怎么样?是不是很多要被问道的吧!

以下进入正题。

一、多线程的概述

学习多线程之前,我们先要了解几个关于多线程有关的概念。

进程:进程指正在运行的程序。确切的来说,当一个程序进入内存运行,即变成一个进程,进程是处于运行过程中的程序,并且具有一定独立功能。

线程:线程是进程中的一个执行单元,负责当前进程中程序的执行,一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的,这个应用程序也可以称之为多线程程序。

总结:简而言之:一个程序运行后至少有一个进程,一个进程中可以包含多个线程

最后我们就要问了什么是多线程呢?

即就是一个程序中有多个线程在同时执行。

二、怎么实现多线程?

2.1  方法一:继承Thread类(面试重点哦!)

该如何创建线程呢?通过API中搜索,查到Thread类。通过阅读Thread类中的描述。Thread是程序中的执行线程。Java 虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程。

 

 

 

创建线程的步骤:(最好记住了记住了方法步骤,不要死记代码,作为过来人的建议)
1.定义一个类继承Thread。
2.重写run方法。
3.创建子类对象,就是创建线程对象。
4.调用start方法,开启线程并让线程执行,同时还会告诉jvm去调用run方法

示例代码:

/*
*    自定义线程类,其中,Thread 的getName()方法为获取线程名
*/
public class MyThread extends Thread {
	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			System.out.println(getName() + ":" + i);
		}
	}
}
/*
 * 多线程的实现方式:
 * 		方式1:一种方法是将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。接下来可以分配并启动该子类的实例
 * 
 * Thread
 * 		String getName()      返回该线程的名称。 
 * 		void   setName(String name) 改变线程名称,使之与参数 name 相同。
 * 
 * 
 * CPU执行程序的随机性
 */
public class ThreadDemo2 {
	public static void main(String[] args) {
		//创建线程实例
		MyThread mt = new MyThread();
		//修改线程名字
		mt.setName("张三");
		
		//启动线程
		mt.start();
		
		//创建线程实例
		MyThread mt2 = new MyThread();
		mt2.setName("李四");
		
		//启动线程
		mt2.start();
	}
}

2.2  实现方法二:实现Runnable接口(面试重点哦!)

创建线程的另一种方法是声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象,传入到某个线程的构造方法中,开启线程。

为何要实现Runnable接口,Runable是啥什么呢?请API搜索。(如果有什么方法不懂,建议真的要多查API,如果有网络条件,当然还是度娘和谷爸的快些,不过为了方便你熟悉每个你要找的方法的类和包的所属,这种记忆方式会好很多,而不是去网上搜索显现的零碎的很。)

查看Runnable接口说明文档:Runnable接口用来指定每个线程要执行的任务包含了一个 run 的无参数抽象方法需要由接口实现类重写该方法。

 

 

 

创建线程的步骤。
1、定义类实现Runnable接口。
2、覆盖接口中的run方法。。
3、创建Thread类的对象
4、将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。
5、调用Thread类的start方法开启线程。

示例代码:

public class MyThread2 implements Runnable {
	int num;
	
	public MyThread2(int num) {
		this.num = num;
	}
	
	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			//Thread t = Thread.currentThread();
			//System.out.println(t.getName() + ":" + i);
			
			//链式编程
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i + num);
		}
	}

}

 三、什么情况会出现多线程安全以及该如何解决呢?

3.1 实际案例--多窗口售票案例(常见吧~)

需求:用三个线程模拟三个售票窗口,共同卖100张火车票,每个线程打印出卖第几张票

案例代码:

public class TicketThread implements Runnable {
	int tickets = 100;//火车票数量
	
	@Override
	public void run() {
		//出售火车票
		while(true) {
			//当火车票小于0张,则停止售票
			if(tickets > 0) {
				/*
				 * t1,t2,t3
				 * 假设只剩一张票
				 * t1过来了,他一看有票,他就进来了,但是他突然肚子不舒服,然后他就去上卫生间了
				 * t2也过来了,他一看也有票,他也进来了,但是他的肚子也不舒服,他也去上卫生间了
				 * 
				 * t1上完了卫生间回来了,开始售票
				 * 	tickets = 0;
				 * t2也上完卫生间回来了,他也进行售票
				 *  tickets = -1;
				 * 
				 * 
				 */
				try {
					Thread.sleep(100);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
				
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" +tickets--);
			}
		}
	}
public static void main(String[] args) {
		//创建线程对象
				TicketThread tt = new TicketThread();
				
				Thread t = new Thread(tt);
				t.setName("窗口1");
				Thread t2 = new Thread(tt);
				t2.setName("窗口2");
				Thread t3 = new Thread(tt);
				t3.setName("窗口3");
				
				//启动线程对象
				t.start();
				t2.start();
				t3.start();
	}

}

出现的结果就是,要好多个窗口重复售出了同一张票,这简直灾难啊!

3.2 一种简单粗暴的解决方法--使用同步代码块synchronized,实现线程安全!

方法:使用同步代码块解决
 格式:
  synchronized(锁对象){
      //需要同步的代码
}

解决代码:

/*
 * 问题出现的原因:
 * 		因为有多个线程
 * 		因为有被多个线程所共享的数据
 * 		因为多个线程并发的访问共享的数据
 * 
 * 
 * 现实中出现冲突的解决案例呢!
 *
 * 在某公园上厕所
 * 张三来了,一看门是绿的,他就进去了,把门锁上了,门就变红了
 * 李四来了,一看门市红色的,他就只能憋着
 * 张三用完了厕所,把锁打开了,门就变成了绿色
 * 李四一看门变绿了,他就进去了,把门锁上,门就变红了
 * 王五来了,一看们是红色的,他也只能憋着
 * 李四用完测试了,把锁打开了,肚子又不舒服了,扭头回去了,又把门锁上了,
 * 
 * 同步代码块就是干这个事情的。给程序段上锁。
 *
 * synchronized:同步(锁),可以修饰代码块和方法,被修饰的代码块和方法一旦被某个线程访问,则直接锁住,其他的线程将无法访问
 * 
 * 同步代码块:
 * 			synchronized(锁对象){
 * 
 * 			}
 * 
 * 注意:锁对象需要被所有的线程所共享
 * 
 * 
 * 同步:安全性高,效率低
 * 非同步:效率高,但是安全性低
 * 
 */
public class TicketThread implements Runnable {
	int tickets = 100;//火车票数量
	Object obj = new Object();
	
	@Override
	public void run() {
		//出售火车票
		while(true) {
			synchronized (obj) {

				if(tickets > 0) {
					
					try {
						Thread.sleep(100);
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
					
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" +tickets--);
				}
			}
			
		}
	}
public static void main(String[] args) {
		//创建线程对象
				TicketThread tt = new TicketThread();
				
				Thread t = new Thread(tt);
				t.setName("窗口1");
				Thread t2 = new Thread(tt);
				t2.setName("窗口2");
				Thread t3 = new Thread(tt);
				t3.setName("窗口3");
				
				//启动线程对象
				t.start();
				t2.start();
				t3.start();
	}

}

3.2 还是简单粗暴的一种方法,还是使用同步方法(关键字还是synchronized),解决线程冲突

 格式:
  修饰符 synchronized 返回值 方法名(){

}

依旧是窗口售票的例子修改代码:

法访问
 * 
 * synchronized
 * 注意:
 * 		非静态同步方法的锁对象是this
 * 		静态的同步方法的锁对象是当前类的字节码对象
 */
public class TicketThread implements Runnable {
	static int tickets = 100;// 火车票数量
	Object obj = new Object();

	@Override
	public void run() {
		// 出售火车票
		while (true) {
			/*synchronized (obj) {
				method();
			}*/
			
			//method();
			method2();

		}
	}

	private synchronized void method() {
		if (tickets > 0) {
           
			try {
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}

			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tickets--);
		}
	}
	
	
	private static synchronized void method2() {
	
		if (tickets > 0) {

			try {
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}

			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tickets--);
		}
	}
public static void main(String[] args) {
		//创建线程对象
		TicketThread tt = new TicketThread();
		
		Thread t = new Thread(tt);
		t.setName("窗口1");
		Thread t2 = new Thread(tt);
		t2.setName("窗口2");
		Thread t3 = new Thread(tt);
		t3.setName("窗口3");
		
		//启动线程对象
		t.start();
		t2.start();
		t3.start();
	}
	


}

而在这里我为什么说都是简单粗暴的问题呢,因为他们的同步不管是代码块还是方法的关键字都是synchronized这个重度锁,相关搜索,简直大家在看过这个基础提升学习之后,可以自己再多去搜索,或者等我后面继续总结哈~

哦,对了,再附送一个线程的生命周期图,这个可也是在求职面试当中要被问的哦!

5个状态哦!记住是5个!

然后这张图又是可以再引申出一个问题,那就是在线程等待的过程当中,你可记得了sleep这个方法吗?它和wait又有什么区别,建议你可以去搜索下,很简单的哦,建议拓展下知识。

以上。

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