多线程
1.实现多线程两种方式的对比:
1、继承Thread类
- 子类继承Thread类具备多线程能力
- 启动线程:子类对象.start()
- 不建议使用: 避免OOP单继承局限性
2、实现Runnable接口
- 实现接口Runnable具有多线程的能力
- 启动线程:传入目标对象作为参数+Thread对象.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
2.龟兔赛跑(实现Runnable接口)
线程模拟龟兔赛跑的过程
package com.kuang.demo01;
// 模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable{
// 胜利者
private static String winner;
public void run() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
// 模拟兔子睡觉
if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10==0){
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 判断比赛是否结束
boolean flag = gameOver(i);
// 如果比赛结束了,就通停止程序
if (flag){
break;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"米");
}
}
// 判断是否完成了比赛
private boolean gameOver(int steps){
// 判断是否有胜利者
if (winner!=null){ // 已经存在胜利者了
return true;
}else {
if (steps>=100){
winner = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("winner is" + winner);
return true;
}
}
return false;
}
// 主入口
public static void main(String[] args) {
Race race = new Race();
new Thread(race,"兔子").start();
new Thread(race,"乌龟").start();
}
}
3、实现线程的第三种方式
实现callable接口来实现
package com.kuang.demo2;
import com.kuang.demo01.TestThread2;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;
// 线程创建方式三 : 实现callable接口
/**
* callable的好处:
* 1.可以定义返回值
* 2.可以抛出异常
*/
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
private String url; // 图片地址
private String fileName; // 保存的文件名
public TestCallable(String url,String fileName){
this.url = url;
this.fileName = fileName;
}
// 下载图片线程的执行体
public Boolean call() throws Exception {
WebDownLoader webDownLoader = new WebDownLoader();
webDownLoader.download(url,fileName);
System.out.println("下载了文件名为:"+fileName);
return true;
}
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
TestThread2 t1 = new TestThread2("https://ss3.bdstatic.com/70cFv8Sh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2879484891,1434073852&fm=15&gp=0.jpg","1.jpg");
TestThread2 t2 = new TestThread2("https://ss3.bdstatic.com/70cFv8Sh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2879484891,1434073852&fm=15&gp=0.jpg","2.jpg");
TestThread2 t3 = new TestThread2("https://ss3.bdstatic.com/70cFv8Sh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2879484891,1434073852&fm=15&gp=0.jpg","3.jpg");
// 创建执行服务
ExecutorService esr = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 提交执行
Future<Boolean> r1 = (Future<Boolean>) esr.submit(t1);
Future<Boolean> r2 = (Future<Boolean>) esr.submit(t2);
Future<Boolean> r3 = (Future<Boolean>) esr.submit(t3);
// 获取结果
boolean rs1 = r1.get();
boolean rs2 = r2.get();
boolean rs3 = r3.get();
System.out.println(rs1);
System.out.println(rs2);
System.out.println(rs3);
// 关闭服务
esr.shutdownNow();
}
}
// 下载器 谁网速快谁先下载
class WebDownLoader{
// 下载方法
public void download(String url,String fileName){
try {
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(fileName));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("io异常,download方法异常");
}
}
}
4、Lamda表达式
任何接口,如果只包含唯一的一个抽象方法,那么他就是一个函数式接口(Runnable就是一个函数式接口,因为他里面只有一个run方法。
对于函数式接口,我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象。
package com.kuang.lambda;
/**
* 推导lambda表达式
*/
public class TestLambda1 {
// 3.静态内部类
static class Like2 implements ILike{
public void lambda() {
System.out.println("I like lambda2");
}
}
public static void main(String[] args) {
ILike iLike = new Like();
iLike.lambda();
iLike = new Like2();
iLike.lambda();
// 4.局部内部类
class Like3 implements ILike{
public void lambda() {
System.out.println("I like lambda3");
}
}
iLike = new Like3();
iLike.lambda();
// 5.匿名内部类 , 没有类的名称 ,必须借助接口或者父类
iLike = new ILike() {
public void lambda() {
System.out.println("I like lambda4");
}
};
iLike.lambda();
// 6.用lambda简化 jdk1.8
iLike = ()->{
System.out.println("I like lambda5");
};
iLike.lambda();
}
}
// 1、定义一个 函数式 接口
interface ILike{
void lambda();
}
// 2.实现类
class Like implements ILike{
public void lambda() {
System.out.println("I like lambda");
}
}
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sUb1UNb4-1624719470105)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624367210275.png)]
总结
为什么要使用lambda表达式?
- 避免 匿名内部类定义太多
- 可以让你的代码看起来很简洁
- 去掉了一些没有意义的代码,只留下了核心的逻辑
Lambda表达式推导过程
package com.kuang.lambda;
public class TestLambda2 {
public static void main(String[] args) {
// lambda表达式
ILove iLove = (String a)->{
System.out.println("I love "+a);
};
// lambda简化1: 去点掉参数类型
iLove = (a)->{
System.out.println("I love "+a);
};
// lambda简化2: 简化括号
iLove = a->{
System.out.println("I love "+a);
};
// lambda简化3: 简化花括号
iLove = a-> System.out.println("I love "+a);
// 总结:前提
// 1 、 lambda表达式只能有一行代码的情况下 才能简化为一行 , 如果有多行要用代码块包裹!!
// 2 、 必须是函数式接口,接口中只能包含一个方法!
// 3 、 多个参数也可以去掉参数类型,要去掉就都去掉,必须加上括号!
iLove.love("黑七");
}
}
interface ILove{
void love(String a);
}
后续我们这样开发!
package com.kuang.lambda;
public class TestLambda2 {
public static void main(String[] args) {
ILove iLove = (a,b)->{
System.out.println("I love "+a+b);
};
iLove.love("张三",1);
}
}
interface ILove{
void love(String a,int b);
}
5、静态代理模式
代码实现结婚案例
package com.kuang.demo3;
/**
* 静态代理模式总结: 线程底部的是是实现原理
* 真实对象 和 代理对象 都要实现同一个接口
* 代理对象要代理真实对象(构造函数实现,传入真实角色)
* 好处:
* 代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
* 真实对象专注于做自己的事情
*/
public class StaticProxy {
public static void main(String[] args) {
new Thread(()->{ // Thread代理了Runnable接口
System.out.println("我爱你");
}).start();
new WeddingCompany(new You()).happyMarry(); // happyMarry相当于线程中的start
// You you = new You(); // 你要结婚
//
// WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(you); // 婚庆公司代理你
// weddingCompany.happyMarry(); // 你结婚
}
}
interface Marry{
// 人间四大喜事
// 1、久旱逢甘露
// 2、他乡遇故知
// 3、金榜题名时
// 4、洞房花烛夜
void happyMarry();
}
// 真实角色 ,你去结婚
class You implements Marry{
@Override
public void happyMarry() {
System.out.println("秦老师要结婚了,很开心");
}
}
// 代理角色 , 帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry{
// 代理谁 --> 真实目标角色
private Marry marry;
public WeddingCompany(Marry marry) {
this.marry = marry;
}
@Override
public void happyMarry() {
before();
this.marry.happyMarry(); // 这就是真实对象
after();
}
private void before() {
System.out.println("结婚之前,布置现场");
}
private void after() {
System.out.println("结婚之后,收尾款");
}
}
6、线程的五大状态
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kn7rPjoL-1624719470107)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624372301888.png)]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1nya6IV5-1624719470112)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624373101725.png)]
1.线程停止
-
不推荐使用JDK提供的stop() 、destroy()方法。
-
推荐线程自己停止下来。
-
建议使用一个标志位 进行终止变量,当flag=false ,则终止线程运行。
package com.kuang.status;
// 测试线程停止
// 1.建议线程正常停止 --> 利用资源,不建议死循环。
// 2.建议使用标志位 --> 设置一个标志位
// 3.不要使用stop或者destroy等过时或者JDK官方不建议使用的方法
public class TestStop implements Runnable{
// 1.设置一个标志位
private boolean flag = true;
@Override
public void run() {
int i = 0;
while (flag){
System.out.println("run....Thread"+i++);
}
}
// 2.设置一个公开的方法停止线程 , 转换标志位
public void stop(){
this.flag = false;
}
public static void main(String[] args) {
TestStop testStop = new TestStop();
new Thread(testStop).start();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println("main"+i);
if (i == 900){
// 调用自己写的stop方法 , 切换标志位, 让线程停止
testStop.stop();
System.out.println("线程该 停止了");
}
}
}
}

### 2.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**,线程重新进入**就绪状态**
- sleep可以模拟 **网络延时,倒计时**等。
- **每个对象都有一把锁,sleep不会释放锁。**
```java
package com.kuang.status;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
// 模拟倒计时
public class TestSleep2 {
public static void main(String[] args) {
// 打印当前系统时间
Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis()); // 获取系统当前时间
while (true){
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
startTime = new Date(System.currentTimeMillis()); // 更新当前时间
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
// 模拟倒计时
static public void tenDown(){
int i = 10;
while (true){
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(i--);
if (i<=0){
break;
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FeSzqFan-1624719470114)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624437142296.png)]
3.线程礼让
- 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。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9p23u6Vv-1624719470115)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624437333975.png)]
package com.kuang.status;
// 测试线程礼让
// 礼让不一定成功 , 看cpu心情
public class TestYield{
public static void main(String[] args) {
MyYield myYield = new MyYield();
new Thread(myYield,"a").start();
new Thread(myYield,"b").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");
}
}
查看结果,线程礼让成功!
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nCWFCrPl-1624719470116)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624437730637.png)]
查看结果,线程礼让失败!
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ZpJyH11m-1624719470117)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624437794305.png)]
总结:礼让成功与否主要是要看CPU心情。
4.线程强制执行(霸道)
- Join 合并线程,待此线程执行完毕后,再执行其他线程,其他线程阻塞。
- 可以想象成插队。
package com.kuang.status;
// 测试join方法 , 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 {
// 启动线程
TestJoin testJoin = new TestJoin();
Thread thread = new Thread(testJoin);
thread.start();
// 主线程
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if (i==20){
thread.join(); // 插队
}
System.out.println("main线程"+i);
}
}
}
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-md4E40z8-1624719470118)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624438610676.png)]
总结:当线程插队后,插队线程执行完毕,主线程才会从阻塞状态进入就绪变为运行状态。
5.观察线程的状态
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YYtHzUzW-1624719470118)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624372301888.png)]
package com.kuang.status;
// 观察测试线程的状态
public class TestStatus {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("//");
});
// 观察状态
Thread.State state = thread.getState();
System.out.println(state); //new
//观察启动后
thread.start();
state = thread.getState();
System.out.println(state); //runnable
while(state!= Thread.State.TERMINATED){ //只要线程不中止,就一直输出状态
Thread.sleep(100);
state = thread.getState(); // 更新线程状态
System.out.println(state); // 输出状态
}
}
}
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nBsDhxQv-1624719470119)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624439424762.png)]
注意: 一旦线程进入了死亡状态之后,线程就不能再启动了
6.查看线程优先级
-
线程的优先级用数字表示,范围1~10。
-
使用以下方式改变或者获取线程的优先级
- getPriority()
- setPriority()
package com.kuang.status; // 测试线程的优先级 public class TestPriority{ public static void main(String[] args) { // 主线程优先级 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority()); MyPriority myPriority = new MyPriority(); Thread t1 = new Thread(myPriority,"线程1"); Thread t2 = new Thread(myPriority,"线程2"); Thread t3 = new Thread(myPriority,"线程3"); Thread t4 = new Thread(myPriority,"线程4"); Thread t5 = new Thread(myPriority,"线程5"); Thread t6 = new Thread(myPriority,"线程6"); // 先设置优先级,再启动 t1.start(); t2.setPriority(1); t2.start(); t3.setPriority(4); t3.start(); t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //最大优先级为 10 t4.start(); t5.setPriority(7); t5.start(); t6.setPriority(8); t6.start(); } } class MyPriority implements Runnable{ @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority()); } }
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-719843Lo-1624719470119)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624440463337.png)]
总结: 线程优先级高的,不一定先运行,因为他取决于CPU的调度,优先级高的只能说明CPU调度他的概率高,并不意味着他就先执行。
7、守护线程
- 线程分为 用户线程(main)和守护线程(gc)
- 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(gc)执行完毕
- 如 后台记录操作日志 、监控内存、 垃圾回收等
人生不过三万天,且行且珍惜!
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-W4DzCWUI-1624719470120)(https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fc-ssl.duitang.com%2Fuploads%2Fitem%2F201405%2F28%2F20140528132130_uPRYc.thumb.400_0.jpeg&refer=http%3A%2F%2Fc-ssl.duitang.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1627032684&t=6003201f5fbfae0f1ebeec6e55912054)]
package com.kuang.status;
// 测试守护线程
//上帝守护你
public class TestDaemon {
public static void main(String[] args) {
God god = new God();
You you = new You();
Thread thread = new Thread(god);
thread.setDaemon(true); //默认为false,表示为用户线程,正常的线程都是用户线程......
thread.start(); // 上帝守护线程启动
new Thread(you).start(); // 你,用户线程启动......
}
}
// 上帝
class You implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 36500; i++) {
System.out.println("第"+i+"天,我开心的活着");
}
System.out.println("=======good bye! world========");
}
}
// 你
class God implements Runnable{
@Override
public void run() {
while (true){
System.out.println("上帝保佑着你");
}
}
}
执行结果!
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yDSEP8Wc-1624719470120)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624441669924.png)]
8、线程同步
多个线程操作同一个资源(并发问题)
并发: 同一个对象被多个线程同时操作!
- 上万人买1000张票。
- 一张银行卡被多个人取钱。
队列 和 锁
- 线程池排队形成队列,保证安全上锁。
- 线程同步的形成条件 :队列 + 锁(synchronized)
- 队列 + 锁才能保证线程的安全
- 线程同步保证了安全,但是降低了性能。保证性能又降低了安全,可谓是鱼与熊掌不可兼得!
- 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 , 就会导致优先级本末倒置,会引起性能倒置问题
1.线程三大不安全的案例
每个线程都有自己的内存空间,内存控制不当会造成数据不一致!
1.买票问题
package com.kuang.syn;
// 不安全的免票
// 线程不安全 :出现两个人拿到同一张票
public class UnsafeBuyTicket {
public static void main(String[] args) {
BuyTicket station = new BuyTicket();
new Thread(station,"苦逼的我").start();
new Thread(station,"爽气的你").start();
new Thread(station,"可恶的黄牛党").start();
}
}
class BuyTicket implements Runnable{
private int ticketnums = 10; // 票
private boolean flag = true; // 外部停止方式
@Override
public void run() {
// 买票
while (flag){
buy();
}
}
// 买票
private void buy(){
// 判断是否有票
if (ticketnums<=0){
flag = false;
return;
}
// 模拟延时
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 买票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到第"+ticketnums--+"张票");
}
}
结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-iucQimEt-1624719470121)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624537068758.png)]
2.银行取钱问题
package com.kuang.syn;
// 不安全的取钱
// 两个人同时去银行取钱(你跟你的女朋友)
public class UnsafeBank {
public static void main(String[] args) {
// 账户
Account account = new Account(100,"结婚基金");
Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
Drawing girlFriend = new Drawing(account,100,"girlFriend");
you.start();
girlFriend.start();
}
}
// 账户
class Account{
int money; // 余额
String name; // 卡名
public Account(int money, String name) {
this.money = money;
this.name = name;
}
}
// 银行:模拟取款
class Drawing extends Thread{
Account account; //账户
// 去了多少钱
int drawingMoney;
// 现在手里有多少钱
int nowMoney;
public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){
super(name); // 线程名
this.account = account;
this.drawingMoney = drawingMoney;
}
@Override
public void run() {
// 判断有没有钱
if (account.money - drawingMoney < 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够,取不了");
return;
}
try {
// 模拟延时 , 放大问题的发生性!
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 卡内余额 = 余额 - 你取的钱
account.money = account.money - drawingMoney;
// 你手里的钱
nowMoney = nowMoney + drawingMoney;
System.out.println(account.name+"余额为:" + account.money);
// Thread.currentThread().getName() 相当于 this.getName()
System.out.println(this.getName()+ "手里的钱: "+drawingMoney);
}
}
结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-toPpfT1U-1624719470121)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624539875149.png)]
3.不安全的线程集合(List)
package com.kuang.syn;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
// 线程不安全的集合
public class UnsafeList {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List<String> list = new ArrayList<String>();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
new Thread(()->{
list.add(Thread.currentThread().getName());
}).start();
}
Thread.sleep(3000);
System.out.println("集合大小为:"+list.size());
}
}
结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nmIThSjc-1624719470121)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624540339694.png)]
分析
因为在某一个瞬间,集合的同一个节点同时被两个线程同时操作,就产生了覆盖,所以结果出现了9997,可见List集合也是不安全的。
三个问题都是不安全的,想要变安全,使用线程同步(队列+锁)
2.同步方法和同步块
修改上方的3个例子,让他们的线程变得安全,但会损失性能!
// 买票
// synchronized 同步方法,锁的this也就是 BuyTicket 这个对象!
private synchronized void buy(){
// 判断是否有票
if (ticketnums<=0){
flag = false;
return;
}
// 模拟延时
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 买票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到第"+ticketnums--+"张票");
}
结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KLvKhAbw-1624719470122)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624541554065.png)]
由此可见,加了synchronized
关键字,线程就变得安全了!
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-MLy34HoY-1624719470122)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624541886553.png)]
// 取钱
// synchronized 默认锁的是this。
@Override
public void run() {
synchronized (account){ //锁的是账户,而不是银行,就使用synchronized 代码块!
// 判断有没有钱
if (account.money - drawingMoney < 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够,取不了");
return;
}
try {
// 模拟延时 , sleep 放大问题的发生性!
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 卡内余额 = 余额 - 你取的钱
account.money = account.money - drawingMoney;
// 你手里的钱
nowMoney = nowMoney + drawingMoney;
System.out.println(account.name+"余额为:" + account.money);
// Thread.currentThread().getName() 相当于 this.getName()
System.out.println(this.getName()+ "手里的钱: "+drawingMoney);
}
}
结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lkhzpge9-1624719470123)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624542283058.png)]
总结
- synchronized加在方法上,只能锁this,也就是这个类的本身
- 使用synchronized同步代码块可以锁任何对象,包括对象本身
- 锁的对象就是变换的量!,也就是需要增删改的对象!
- 锁好要变化的对象,代码也就没有问题了!
package com.kuang.syn;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
// 线程不安全的集合
public class UnsafeList {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List<String> list = new ArrayList<String>();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
new Thread(()->{
synchronized (list){
list.add(Thread.currentThread().getName());
}
}).start();
}
Thread.sleep(3000);
System.out.println("集合大小为:"+list.size());
}
}
结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-C5IBET4j-1624719470123)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624542604872.png)]
3.补充: JUC有关安全集合
都是JUC并发包下的(java.util.concurrent.*
)
package com.kuang.juc;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
// 测试JUC安全类型的集合
public class TestJUC {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
new Thread(()->{
list.add(Thread.currentThread().getName());
}).start();
}
Thread.sleep(3000);
System.out.println(list.size());
}
}
结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-W6tswIHX-1624719470125)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624543083141.png)]
总结
可见没有使用同步方法,也做到了线程的安全性(使用了JUC里面的安全的集合CopyOnWriteArrayList
)
4.死锁
定义
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"**的现象!
package com.kuang.lock;
// 测试死锁发生的现象
// 发生条件: 多个线程同时抱着对方需要的资源 , 然后形成僵持.
public class DeadLock {
public static void main(String[] args) {
Makeup g1 = new Makeup(0, "灰姑凉");
Makeup g2 = new Makeup(1, "白雪公主");
g1.start();
g2.start();
}
}
// 口红
class Lipstick{
}
// 镜子
class Mirror{
}
// 化妆
class Makeup extends Thread{
// 需要的资源只有一份 , 用static来保证只有一份!
// 静态变量被所有对象共享,在内存中只有一个副本,在类初次加载的时候才会初始化!
static private Lipstick lipstick = new Lipstick(); //口红
static private Mirror mirror = new Mirror(); //镜子
int choice; // 选择
String grilName; // 使用化妆品的人
public Makeup(int choice,String grilName){
this.choice = choice;
this.grilName = grilName;
}
@Override
public void run() {
// 化妆
try {
makeup();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 化妆,互相持有对方的资源,就是需要拿到对方的资源!
private void makeup() throws InterruptedException {
if (choice == 0){
synchronized (lipstick){ // 获得口红的锁
System.out.println(this.grilName+"获得口红的锁");
Thread.sleep(1000);
synchronized (mirror){ // 1s后向获得镜子的锁
System.out.println(this.grilName+"获得镜子的锁");
}
}
}else {
synchronized (mirror){ // 获得镜子的锁
System.out.println(this.grilName+"获得镜子的锁");
Thread.sleep(1000);
synchronized (lipstick){ // 1s后向获得口红的锁
System.out.println(this.grilName+"获得口红的锁");
}
}
}
}
}
查看结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vGySxefN-1624719470125)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624544907053.png)]
结果产生了死锁的现象,导致了线程卡死。如果要避免死锁现象的发生,只要每一个对象只拿一把锁。
// 化妆,互相持有对方的资源,就是需要拿到对方的资源!
private void makeup() throws InterruptedException {
if (choice == 0){
synchronized (lipstick){ // 获得口红的锁
System.out.println(this.grilName+"获得口红的锁");
Thread.sleep(1000);
}
synchronized (mirror){ // 1s后向获得镜子的锁
System.out.println(this.grilName+"获得镜子的锁");
}
}else {
synchronized (mirror){ // 获得镜子的锁
System.out.println(this.grilName+"获得镜子的锁");
Thread.sleep(1000);
}
synchronized (lipstick){ // 1s后向获得口红的锁
System.out.println(this.grilName+"获得口红的锁");
}
}
}
结果: 死锁现象没有发生!
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1P0tSYI3-1624719470126)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624545110687.png)]
总结
-
产生死锁的四个必要条件
- 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
- 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
- 不剥夺条件: 进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。
- 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。
死锁的解除与预防:
理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,就可以最大可能地避免、预防和
解除死锁。所以,在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立,如何确
定资源的合理分配算法,避免进程永久占据系统资源。此外,也要防止进程在处于等待状态
的情况下占用资源。因此,对资源的分配要给予合理的规划。
5.Lock锁
- 从JDK 5.0开始,Java提供了更加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接口是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,他拥于与synchronized相同的并发性和内存语义,在实现线程安全的控制中,比较常用的是ReentrantLock(可重入锁吧),可以显示加锁、释放锁。
package com.kuang.gaoji;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
// 测试lock锁
public class TestLock {
public static void main(String[] args) {
TestLock2 testLock2 = new TestLock2();
new Thread(testLock2,"A").start();
new Thread(testLock2,"B").start();
new Thread(testLock2,"C").start();
}
}
class TestLock2 implements Runnable{
int ticketNums = 10;
// 定义lock锁
private final ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while (true){
try{
reentrantLock.lock(); // 加锁
if (ticketNums>0){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(ticketNums--);
}else {
break;
}
}finally {
// 解锁
reentrantLock.unlock();
}
}
}
}
加lock锁之后查看结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SiWYx1SN-1624719470126)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624630792359.png)]
synchronized 与 Lock 的对比
- Lock是显示锁(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将花费较少的时间去调度线程,性能更好。并且具有更好的扩展性(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,分配了相应的资源) > 同步方法(在方法体之外)
9、线程协作
生产者消费者模式(他是一个问题,而不是模式)
1.管程法
package com.kuang.gaoji;
// 测试: 生产者 消费者 模型 --> 利用缓冲区解决: 管程法
// 生产者 ,消费者 , 产品 , 缓冲区
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 synContainer;
public Productor(SynContainer synContainer){
this.synContainer = synContainer;
}
// 生产
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i < 100; i++) {
synContainer.push(new Chicken(i));
}
}
}
// 消费者
class Consumer extends Thread{
SynContainer synContainer;
public Consumer(SynContainer synContainer){
this.synContainer = synContainer;
}
// 消费
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
synContainer.pop();
}
}
}
// 产品
class Chicken{
int id; // 产品编号
public Chicken(int id) {
this.id = id;
}
}
// 缓冲区
class SynContainer{
// 需要一个容器大小
Chicken[] chickens = new Chicken[10];
// 容器计数器
int count = 0;
// 需要生产者放入产品
public synchronized void push(Chicken chicken){
// 如果容器满了,就需要等待消费者消费
if (count == chickens.length){
// 通知消费者消费 ,生产者等待
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 如果没有满,我们就需要丢入产品
chickens[count] = chicken;
count++;
System.out.println("生产了第"+count+"只鸡");
// 可以通知消费者消费了.
this.notifyAll();
}
// 消费者消费产品
public synchronized Chicken pop(){
// 判断能否消费
if (count == 0){
// 等待生产者生产 ,消费者等待
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 如果可以消费
count--;
Chicken chicken = chickens[count];
System.out.println("消费了第"+(count+1)+"只鸡");
// 吃完了 , 通知生产者生产
this.notifyAll();
return chicken;
}
}
运行结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JfRjJusY-1624719470127)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624635761441.png)]
2.信号灯法
并发协作模型 “ 生产者 / 消费者模式 ” —>信号灯法
package com.kuang.gaoji;
//测试生产者消费者问题2: 信号灯法,标志为解决
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;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
if (i % 2 == 0){
this.tv.play("中国好声音播放中");
}else {
this.tv.play("抖音,记录美好生活");
}
}
}
}
// 消费者 --> 观众
class Watcher extends Thread{
TV tv;
public Watcher(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
this.tv.watch();
}
}
}
// 产品 --> 节目
class TV{
// 演员表演的时候,观众等待 T
// 观众观看的时候,演员等待 F
String voice; // 表演的节目
boolean flag = true; //标志位
// 表演
public synchronized void play(String voice){
if (!flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
this.voice = voice;
System.out.println("演员表演了: "+voice);
// 通知观众观看
this.flag = false;
this.notifyAll(); //唤醒
}
// 观看
public synchronized void watch(){
if (flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("观众观看了: "+voice);
// 通知演员表演
this.flag = true;
this.notifyAll(); //唤醒
}
}
查看结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-H7zPeWMT-1624719470127)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624716762801.png)]
总结
- 通过一个标志位来解决!
- 当flag = true时,演员开始表演,观众等待,表演完成,切换标志位;
- 当flag = false时,演员等待,观众开始观看,观看完成,切换标志位;
3.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,使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
- 好处:
- 提高响应速度(减少了创建新线程的时间)
- 降低资源消耗(重复利用线程池中线程,不需要每次都创建)
- 便于线程管理(…)
- corePoolSize:核心池的大小
- maximumPoolSize:最大线程数
- keepAliveTime:线程没有任务时最多保持多长时间后会终止
JDK 5.0起提供了线程池相关API:ExecutorService 和 Executors
ExecutorService:真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
- void execute(Runnable command) :执行任务/命令,没有返回值,一般用来执行Runnable
- Future submit(Callable task):执行任务,有返回值,一般又来执行Callable
- void shutdown() :关闭连接池
- Executors: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
package com.kuang.gaoji;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
//测试线程池
public class TestPool {
public static void main(String[] args) {
//1.创建服务,创建线程池
// newFixedThreadPool 参数为 线程池大小
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
// 执行
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
//2.关闭连接
service.shutdown();
}
}
class MyThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
结果:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-wklYB7ih-1624719470127)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624717672098.png)]
10、线程总结
package com.kuang.gaoji;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
// 回顾总结线程的创建
public class ThreadNew {
public static void main(String[] args) {
new MyThread1().start(); //1
new Thread(new MyThread2()).start(); //2
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new MyTHREAD3()); //3 FutureTask也继承了Runnable接口
new Thread(futureTask).start();
try {
System.out.println(futureTask.get());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
// 1.继承Thread类
class MyThread1 extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread1");
}
}
// 2.实现一个Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread2");
}
}
// 3.实现Callable接口
class MyTHREAD3 implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("MyThread3");
return 3;
}
}
结果 :
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FWwtrECj-1624719470128)(C:\Users\86183\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1624718852717.png)]
说明: 本笔记来自于B站狂神说Java-多线程课程: https://www.bilibili.com/video/BV1V4411p7EF
这是我自己看课时随手记录的笔记!