Day18：多线程-火车站多窗口售票案例

最新推荐文章于 2022-10-19 20:37:31 发布

雄起的羔羊

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分类专栏： Java 文章标签：多线程

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本文探讨了进程与线程的概念，强调线程作为执行单位在效率上的优势。详细介绍了Java中实现多线程的两种方式，即继承Thread类和实现Runnable接口，并通过同步代码块、同步方法及ReentrantLock展示了多线程同步控制的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、进程与线程

进程的特征：

每一个进程的内部数据和状态都是完全独立的；
创建并执行一个进程的系统开销是比较大的；
进程是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位。

线程的特征：

在Java中，程序通过流程控制来执行程序流。程序中单个顺序的流控制称为线程。
多线程指的是在单个进程中可以同时运行多个不同的线程，执行不同的任务。多线程意味着一个程序的多行语句可以看上去几乎同时运行。

线程和进程的主要差别体现在以下两个方面：

同样作为基本的执行单元，线程是划分得比进程更小的执行单位；

每个进程都有一段专用的内存区域。与此相反，线程却共享内存单元（包括代码和数据），通过共享的内存单元来实现数据交换、实时通信与必要的同步操作。

所谓的线程（Thread）是指程序的运行流程，“多线程”的机制是指可以同时运行多个程序块，使程序运行的效率变得更高。

实现多线程的两种方式：

通过继承Thread实现多线程重写run方法

通过实现Runnable接口实现多线程重写run方法

一个类只能有一个父类，所以在Java中如果一个类继承了某一个类，同时又想采用多线程技术的时候，就不能用Thread类产生线程，因为Java不允许多继承，这时要用Runnable接口来创建线程。

栗子：

/**
		 * 铁道部发布了一个售票任务，要求销售1000张票，要求有3个窗口来进行销售，请编写多线程程序来模拟这个效果
				窗口001正在销售第1000张票
				窗口001正在销售第999张票
				窗口002正在销售第998张票
				。。。
				窗口002正在销售第1张票
				票已经销售完毕

			问题1：三个窗口各买1000张票
			原因：三个线程使用了三个任务，就有三个ticket的变量
			解决：	
				1.三个线程去执行同一个任务
				2.把ticket修饰成成员变量

			问题2：有些票卖了重票
			原因：输出票数和票的自减不是同一时间执行
			解决：输出票数和票的自减必须执行完毕后才能让别的线程抢资源--加锁

			锁：同步锁/互斥锁 --- synchronized
			注意：多个线程之间，必须是同一把锁对象才能锁的住
			同步代码块：
				synchronized(锁对象){//上锁
					上锁后的代码块
				}//解锁

			问题3：卖了负票
			原因：ticket在零界点的时候，三个线程进入到循环后，上锁自减

		 */

任务类-同步代码块：

public class Test01 {
	public static void main(String[] args) {
		Task task = new Task();
		new Thread(task,"窗口1").start();
		new Thread(task,"窗口2").start();
		new Thread(task,"窗口3").start();

	}
}
class Task implements Runnable{
	private int ticket=1000;
	@Override
	public void run() {
		while(ticket>0) {
			synchronized (this) {
				if(ticket>0) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在销售第"+ticket+"张票");
					ticket--;
					if(ticket==0) {
						System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");
					}
				}else {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");

				}
			}
		}

	}

}

任务类-同步方法

public class Test01 {
	public static void main(String[] args) {
		Task task = new Task();
		new Thread(task,"窗口1").start();
		new Thread(task,"窗口2").start();
		new Thread(task,"窗口3").start();

	}
}
class Task implements Runnable{
	private static int ticket=1000;
	@Override
	public void run() {
		while(ticket>0) {
			this.method1();
//			Task.method2();
		}

	}
	//同步方法：锁对象this
	public synchronized void method1() {
		if(ticket>0) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在销售第"+ticket+"张票");
			ticket--;
			if(ticket==0) {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");
			}
		}else {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");

		}
	}
	//同步方法：锁对象Task.class
	public static synchronized void method2() {
		if(ticket>0) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在销售第"+ticket+"张票");
			ticket--;
			if(ticket==0) {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");
			}
		}else {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");

		}
	}


}

任务类-ReentrantLock

public class Test01 {
	public static void main(String[] args) {
		Task task = new Task();
		new Thread(task,"窗口1").start();
		new Thread(task,"窗口2").start();
		new Thread(task,"窗口3").start();

	}
}
class Task implements Runnable{
	private static int ticket=1000;
	private static Lock lock = new ReentrantLock();
	@Override
	public void run() {
		while(ticket>0) {
			lock.lock();
			if(ticket>0) {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在销售第"+ticket+"张票");
				ticket--;
				if(ticket==0) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");
				}
			}else {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");

			}
			lock.unlock();
		}

	}
}

线程类-同步代码块

public class Test01 {
	/**
	 * 
	 * synchronized同步代码块
	 */
	public static void main(String[] args) {
		//创建线程
		new MyThread("窗口1").start();;
		new MyThread("窗口2").start();;
		new MyThread("窗口3").start();;
		
		
		
	}
}
//自定义线程类
class MyThread extends Thread{
	private int ticket = 1000;
	public MyThread(String name) {
		super(name);
	}


	//重写run方法
	@Override
	public void run() {
		while(ticket>0) {
			synchronized (this) {
				if(ticket>0) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在销售第"+ticket+"张票");
					ticket--;
					if(ticket==0) {
						System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");
					}
				}else {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");
				}
					
			}
		}
	}
	
	
}

线程类-同步方法

public class Test01 {
	/**
	 * 
	 * synchronized同步方法
	 */
	public static void main(String[] args) {

		//创建线程
		new MyThread("窗口1").start();;
		new MyThread("窗口2").start();;
		new MyThread("窗口3").start();;
	}
}
//自定义线程类
class MyThread extends Thread{
	private static int ticket = 1000;
	public MyThread(String name) {
		super(name);
	}


	//重写run方法
	/**
	 * 为什么不把while也锁在里面？
	 * 假设while在锁内，线程都启动后，线程1率先抢到资源，那么t1就会一直执行while循环，直至结束
	 */
	@Override
	public void run() {
		while(ticket>0) {
			method();
		}
	}
	//封装方法
	public static synchronized void method() {

		if(ticket>0) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在销售第"+ticket+"张票");
			ticket--;
			if(ticket==0) {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");
			}
		}else {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");


		}
	}
}

线程类-ReentrantLock

public class Test01 {
	/**
	 * ReetrantLock
	 * lock.lock()
	 * lock.unlock()
	 */
	public static void main(String[] args) {

		//创建线程
		new MyThread("窗口1").start();;
		new MyThread("窗口2").start();;
		new MyThread("窗口3").start();;
	}
}
//自定义线程类
class MyThread extends Thread{
	private int ticket = 1000;
	private static Lock lock = new ReentrantLock();
	public MyThread(String name) {
		super(name);
	}


	//重写run方法
	@Override
	public void run() {
		while(ticket>0) {
			lock.lock();
			if(ticket>0) {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在销售第"+ticket+"张票");
				ticket--;
				if(ticket==0) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");
				}
			}else {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"票已售完");
			}
			lock.unlock();
		}
	}
}