多线程-2

最新推荐文章于 2025-01-21 09:36:24 发布

千寻627

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文章标签：多线程 java 并发设计模式

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/u013212407/article/details/50959718

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多线程-2

01_多线程(单例设计模式)
* 单例设计模式：保证类在内存中只有一个对象。
* 如何保证类在内存中只有一个对象呢？
* (1)控制类的创建，不让其他类来创建本类的对象。private
* (2)在本类中定义一个本类的对象。Singleton s;
* (3)提供公共的访问方式。 public static Singleton getInstance(){return s}
* 单例写法两种：
* (1)饿汉式开发用这种方式。
* Singleton s1 = Singleton.getInstance();
//饿汉式
class Singleton {
//1,私有构造函数
private Singleton(){}
//2,创建本类对象
private static Singleton s = new Singleton();
//3,对外提供公共的访问方法
public static Singleton getInstance() { //获取实例
return s;
}

public static void print() {
System.out.println("11111111111");
}
}
* (2)懒汉式面试写这种方式。多线程的问题？(开发时不用!!!)
注:懒汉式,单例的延迟加载模式!!!
class Singleton {
//1,私有构造函数
private Singleton(){}
//2,声明一个本类的引用
private static Singleton s;
//3,对外提供公共的访问方法
public static Singleton getInstance() {
if(s == null){
//如果现在是多线程访问,线程1进来,判断s=null条件满足,就进入到了if方法体中,但这时执行权被线程2抢夺去了,线程1在此等待,线程2判断s=null条件满足,也进来了,不巧的是执行权又被线程1抢回去了,线程1创建一个对象返回,这时执行权又被线程2抢到了,线程2也创建了一个对象返回,这时就创建了两次对象,就不是单例设计模式了,有安全隐患!!!
s = new Singleton();
}
return s;
}

public static void print() {
System.out.println("11111111111");
}
}
* 饿汉式和懒汉式的区别:
* 1,饿汉式是空间换时间(开始的时候就创建对象,虽浪费内存,但用的时候省时间),懒汉式是时间换空间(先不创建,虽不浪费内存,但之后每一次用的时候都要先判断,浪费时间)
* 2,在多线程访问时,饿汉式不会创建多个对象,而懒汉式有可能会创建多个对象

* (3)第三种格式
class Singleton {
private Singleton() {} //1,私有构造方法,其他类不能访问该构造方法了

public static final Singleton s = new Singleton();//2,声明一个引用,final是最终的意思,被final修饰的变量不可以被更改
}
注:调用时: Singleton s1 = Singleton.s;

02_多线程(Runtime类)
* Runtime类是一个单例类,每个 Java 应用程序都有一个 Runtime 类实例，使应用程序能够与其运行的环境相连接。可以通过 getRuntime 方法获取当前运行时,应用程序不能创建自己的 Runtime 类实例

Runtime r = Runtime.getRuntime();//获取运行时对象
//r.exec("shutdown -s -t 300");//300秒后关机,可以执行doc命令
r.exec("shutdown -a");//取消关机

03_多线程(Timer)
* Timer类:计时器,一种工具，线程用其安排以后在后台线程中执行的任务。可安排任务执行一次，或者定期重复执行
*public void schedule(TimerTask task,Date time)安排在指定的时间执行指定的任务
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Timer t = new Timer();
//在指定时间安排指定任务,年减去1900,月从0开始,其他正常
//第一个参数,是安排的任务,第二个参数是执行的时间,第三个参数是过多长时间再重复执行
t.schedule(new MyTimerTask(), new Date(188, 6, 1, 14, 22, 50),3000);

while(true) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(new Date());
}
}

}

class MyTimerTask extends TimerTask {

@Override
public void run() {
System.out.println("起床背英语单词");
}
}
*TimerTask由 Timer 安排为一次执行或重复执行的任务

04_多线程(两个线程间的通信)
* 1.什么时候需要通信
* 多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的
* 如果我们希望他们有规律的执行, 就可以使用通信, 例如每个线程执行一次打印
* 2.怎么通信
* 如果希望线程等待, 就调用wait()
* 如果希望唤醒等待的线程, 就调用notify();
* 这两个方法必须在同步代码中执行, 并且使用同步锁对象来调用
*注:主方法同笔记24,同步代码快相同!!!
//等待唤醒机制
class Printer {
private int flag = 1;
public void print1() throws InterruptedException {
synchronized(this) {
if(flag != 1) {
this.wait(); //当前线程等待,让出执行权!!!
}
System.out.println("annie");
flag = 2;
this.notify();//随机唤醒单个等待的线程
}
}
public void print2() throws InterruptedException {
synchronized(this) {
if(flag != 2) {
this.wait();
}
System.out.println("free");
flag = 1;
this.notify();
}
}
}

05_多线程(三个或三个以上间的线程通信)
* 多个线程通信的问题
* notify()方法是随机唤醒一个线程
* notifyAll()方法是唤醒所有线程
* JDK5之前无法唤醒指定的一个线程
* 如果多个线程之间通信, 需要使用notifyAll()通知所有线程, 用while来反复判断条件
注:主方法同上!!!
/*1,在同步代码块中,用哪个对象锁,就用哪个对象调用wait方法
*2,为什么wait方法和notify方法定义在Object这类中?
* 因为锁对象可以是任意对象,Object是所有的类的基类,所以wait方法和notify方法需要定义在Object这个类中
*3,sleep方法和wait方法的区别?
* a,sleep方法必须传入参数,参数就是时间,时间到了自动醒来
* wait方法可以传入参数也可以不传入参数,传入参数就是在参数的时间结束后等待,不传入参数就是直接等待
* b,sleep方法在同步函数或同步代码块中,不释放锁,睡着了也抱着锁睡
* wait方法在同步函数或者同步代码块中,释放锁,就是释放执行权,因它若不释放,cpu就会一直在它这耗着,其他线程就没有机会去执行了!!!
class Printer2 {
private int flag = 1;
public void print1() throws InterruptedException {
synchronized(this) {
//if(flag != 1) {
while(flag != 1) {
this.wait(); //当前线程等待
}
System.out.println("annie");
flag = 2;
//this.notify();//随机唤醒单个等待的线程
this.notifyAll();
}
}

public void print2() throws InterruptedException {
synchronized(this) {
//if(flag != 1) {
while(flag != 2) {
this.wait(); //线程2在此等待
}
System.out.println("free");
flag = 3;
//this.notify();
this.notifyAll();
}
}

public void print3() throws InterruptedException {
synchronized(this) {
//if(flag != 1) {
while(flag != 3) {
this.wait(); //线程3在此等待,if语句是在哪里等待,就在哪里起来 //while循环是循环判断,每次都会判断标记
}
System.out.println("itheima");
flag = 1;
//this.notify();
this.notifyAll();
}
}
}
//当用if判断时,有可能1不执行,上来执行2,1!=2成立,线2等待;接着1!=3成立,线3等待;1!=1条件不成立,线1打印将标记置为2同时随机唤醒一个线程,它有可能唤醒的不是线2而是线3,于是线3就打印输出,将标记置为1....于是三者的打印顺序就乱了!!!
对于while,有可能上来就执行2,线2等待,执行3,线3等待,执行1,条件不成立,将标记置为2并打印输出,接着随机唤醒一个线程,有可能唤醒线3,条件成立线3等待,这时如果线1又取得了执行权的话,条件成立,线1等待,这时所有线程都陷入了等待!!!
解决方案就是:在while的基础上每次全部唤醒!!!

06_多线程(JDK1.5的新特性互斥锁) //不需要使用同步代码块!!!
*ReentrantLock一个可重入的互斥锁 Lock
*1.同步
* 使用ReentrantLock类的lock()获取锁和unlock()释放锁方法进行同步
*2.通
* 使用ReentrantLock类的newCondition()方法可以获取Condition对象,Condition 实例实质上被绑定到一个锁上。 * 需要等待的时候使用Condition的await()方法, 唤醒的时候用signal()方法
* 不同的线程使用不同的Condition, 这样就能区分唤醒的时候找哪个线程了

*注:主方法同上!!!
class Printer3 {
private ReentrantLock r = new ReentrantLock();
private Condition c1 = r.newCondition();
private Condition c2 = r.newCondition();
private Condition c3 = r.newCondition();

private int flag = 1;
public void print1() throws InterruptedException {
r.lock(); //获取锁
if(flag != 1) {
c1.await();
}
System.out.println("annie");
flag = 2;
//this.notify();//随机唤醒单个等待的线程
c2.signal();
r.unlock(); //释放锁
}

public void print2() throws InterruptedException {
r.lock();
if(flag != 2) {
c2.await();
}
System.out.println("哈哈");
flag = 3;
//this.notify();
c3.signal();
r.unlock();
}

public void print3() throws InterruptedException {
r.lock();
if(flag != 3) {
c3.await();
}
System.out.println("haha);
flag = 1;
c1.signal();
r.unlock();
}
}

07_多线程(线程组的概述和使用)
* A:线程组概述
* Java中使用ThreadGroup来表示线程组，它可以对一批线程进行分类管理，Java允许程序直接对线程组进行控制。
* 默认情况下，所有的线程都属于主线程组。
* 线程类里面的方法：public final ThreadGroup getThreadGroup()//通过线程对象获取他所属于的组
* 线程组里面的方法：public final String getName()//通过线程组对象获取他组的名字
* 我们也可以给线程设置分组
* 1,ThreadGroup(String name) 创建线程组对象并给其赋值名字
* 2,创建线程对象
* 3,Thread(ThreadGroup?group, Runnable?target, String?name)
* 4,设置整组的优先级或者守护线程
* B:案例演示
* 线程组的使用,默认是主线程组
* public static void demo1() {
MyRunnable mr = new MyRunnable();
Thread t1 = new Thread(mr, "张三"); //新建线程
Thread t2 = new Thread(mr, "李四");

ThreadGroup tg1 = t1.getThreadGroup(); //获取线程组
ThreadGroup tg2 = t2.getThreadGroup();
String name1 = tg1.getName();
String name2 = tg2.getName();
System.out.println(name1); //main
System.out.println(name2); //main
// 通过结果我们知道了：线程默认情况下属于main线程组
// 通过下面的测试，你应该能够看到，默任情况下，所有的线程都属于同一个组
System.out.println(Thread.currentThread().getThreadGroup().getName()); //main
}
class MyRunnable implements Runnable {

@Override
public void run() {
for(int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...." + i);
}
}
}

* 自己设定线程组
// ThreadGroup(String name)
ThreadGroup tg = new ThreadGroup("这是一个新的组"); //创建新的线程组
MyRunnable mr = new MyRunnable();//创建Runnable的子类对象

// Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name)
Thread t1 = new Thread(tg, mr, "张三"); //将线程t1放在组中
Thread t2 = new Thread(tg, mr, "李四"); //将线程t2放在组中

System.out.println(t1.getThreadGroup().getName()); //获取组名
System.out.println(t2.getThreadGroup().getName());

//通过组名称设置后台线程，表示该组的线程都是后台线程
tg.setDaemon(true); //将该组设为守护线程!!!

08_多线程(线程的五种状态)
* 看图说话
* 新建,就绪,运行,阻塞,死亡

###25.09_多线程(线程池的概述和使用)(了解)
* A:线程池概述
* 程序启动一个新线程成本是比较高的，因为它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池可以很好的提高性能，尤其是当程序中要创建大量生存期很短的线程时，更应该考虑使用线程池。线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。在JDK5之前，我们必须手动实现自己的线程池，从JDK5开始，Java内置支持线程池
* B:内置线程池的使用概述
* JDK5新增了一个Executors工厂类来产生线程池，有如下几个方法
* public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) //多条线程
* public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() //单条线程
* 这些方法的返回值是ExecutorService对象，该对象表示一个线程池，可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程。它提供了如下方法
* Future<?> submit(Runnable task)
* <T> Future<T> submit(Callable<T> task)
* 使用步骤：
* 创建线程池对象
* 创建Runnable实例
* 提交Runnable实例
* 关闭线程池
* C:案例演示
* 提交的是Runnable
* public static void main(String[] args) {
// public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); //创建线程池

// 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
pool.submit(new MyRunnable()); //将线程放进池子里并执行
pool.submit(new MyRunnable());

pool.shutdown(); //关闭线程池,启动一次顺序关闭，执行以前提交的任务，但不接受新任务;也就是执行完之前的任务后就关掉.
}

10_多线程(多线程程序实现的方式3 继承Thread 和实现runnable接口)
* 提交的是Callable
// 创建线程池对象
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); //创建线程池

// 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
Future<Integer> f1 = pool.submit(new MyCallable(100)); //将线程放进池子里并执行,用Future类型的f1接收其返回值!!!
Future<Integer> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));

// V get()
Integer i1 = f1.get();
Integer i2 = f2.get();

System.out.println(i1);
System.out.println(i2);

// 结束
pool.shutdown();//关闭线程池

public class MyCallable implements Callable<Integer> {

private int number;

public MyCallable(int number) {
this.number = number;
}

@Override
public Integer call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int x = 1; x <= number; x++) {
sum += x;
}
return sum;
}

}
* 多线程程序实现的方式3的好处和弊端
* 好处：
* 可以有返回值
* 可以抛出异常
* 弊端：
* 代码比较复杂，所以一般不用

11_设计模式(简单工厂模式概述和使用)
* A:简单工厂模式概述
* 又叫静态工厂方法模式，它定义一个具体的工厂类负责创建一些类的实例
* B:优点
* 客户端不需要在负责对象的创建，从而明确了各个类的职责
* C:缺点
* 这个静态工厂类负责所有对象的创建，如果有新的对象增加，或者某些对象的创建方式不同，就需要不断的修改工厂类，不利于后期的维护
* D:案例演示
* 动物抽象类：public abstract Animal { public abstract void eat(); }
* 具体狗类：public class Dog extends Animal {}
* 具体猫类：public class Cat extends Animal {}
* 开始，在测试类中每个具体的内容自己创建对象，但是，创建对象的工作如果比较麻烦，就需要有人专门做这个事情，所以就知道了一个专门的类来创建对象。
*
public class AnimalFactory {
private AnimalFactory(){}

//public static Dog createDog() {return new Dog();}
//public static Cat createCat() {return new Cat();}

//改进
public static Animal createAnimal(String animalName) {
if(“dog”.equals(animalName)) {}
else if(“cat”.equals(animale)) {

}else {
return null;
}
}
}

12_设计模式(工厂方法模式的概述和使用)
* A:工厂方法模式概述
* 工厂方法模式中抽象工厂类负责定义创建对象的接口，具体对象的创建工作由继承抽象工厂的具体类实现。
* B:优点
* 客户端不需要在负责对象的创建，从而明确了各个类的职责，如果有新的对象增加，只需要增加一个具体的类和具体的工厂类即可，不影响已有的代码，后期维护容易，增强了系统的扩展性
* C:缺点
* 需要额外的编写代码，增加了工作量
* D:案例演示
*
动物抽象类：public abstract Animal { public abstract void eat(); }
工厂接口：public interface Factory {public abstract Animal createAnimal();}
具体狗类：public class Dog extends Animal {}
具体猫类：public class Cat extends Animal {}
开始，在测试类中每个具体的内容自己创建对象，但是，创建对象的工作如果比较麻烦，就需要有人专门做这个事情，所以就知道了一个专门的类来创建对象。发现每次修改代码太麻烦，用工厂方法改进，针对每一个具体的实现提供一个具体工厂。
狗工厂：public class DogFactory implements Factory {
public Animal createAnimal() {…}
}
猫工厂：public class CatFactory implements Factory {
public Animal createAnimal() {…}
}

13_GUI(如何创建一个窗口并显示)
* Graphical User Interface(图形用户接口)。
*
Frame f = new Frame(“my window”);
f.setLayout(new FlowLayout());//设置布局管理器
f.setSize(500,400);//设置窗体大小
f.setLocation(300,200);//设置窗体出现在屏幕的位置
f.setIconImage(Toolkit.getDefaultToolkit().createImage("qq.png"));
f.setVisible(true); //设置窗体可见

14_GUI(布局管理器)
* FlowLayout（流式布局管理器）
* 从左到右的顺序排列。
* Panel默认的布局管理器。
* BorderLayout（边界布局管理器）
* 东，南，西，北，中
* Frame默认的布局管理器。
* GridLayout（网格布局管理器）
* 规则的矩阵
* CardLayout（卡片布局管理器）
* 选项卡
* GridBagLayout（网格包布局管理器）
* 非规则的矩阵

15_GUI(窗体监听)
Frame f = new Frame("我的窗体");
//事件源是窗体,把监听器注册到事件源上
//事件对象传递给监听器
f.addWindowListener(new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e) {
//退出虚拟机,关闭窗口
System.exit(0);
}
}); //匿名内部类!!!

16_设计模式(适配器设计模式)
* a.什么是适配器
* 在使用监听器的时候, 需要定义一个类事件监听器接口.
* 通常接口中有多个方法, 而程序中不一定所有的都用到, 但又必须重写, 这很繁琐.
* 适配器简化了这些操作, 我们定义监听器时只要继承适配器, 然后重写需要的方法即可.
* b.适配器原理
* 适配器就是一个类, 实现了监听器接口, 所有抽象方法都重写了, 但是方法全是空的.
* 适配器类需要定义成抽象的,因为创建该类对象,调用空方法是没有意义的
* 目的就是为了简化程序员的操作, 定义监听器时继承适配器, 只重写需要的方法就可以了.