黑马程序员_java多线程

最新推荐文章于 2022-03-28 14:39:06 发布

原创最新推荐文章于 2022-03-28 14:39:06 发布 · 400 阅读

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本文介绍了Java中多线程的基本概念，包括进程与线程的区别，实现多线程的两种方式：继承Thread类和实现Runnable接口。此外还探讨了多线程同步的问题，并通过售票程序的案例展示了如何解决线程安全问题。

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Blog_3_1 多线程基础概念

为了可以让不同的程序块一起运行，让程序运行更为顺畅，同时也可达到多任务处理的目的，java引入了多线程的概念。

进程: 进程是程序的一次动态执行过程, 它经历了从代码加载、执行到执行完毕的一个完整过程，这个过程也是进程本身从产生、发展到最终消亡的过程。

线程：程序内部的代码执行路径，一个进程可以有多条执行路径。

Blog_3_2 实现多线程的两种方法

Java中提供了Thread类和Runnable接口，来实现多线程，下面分别用Thread和Runnable来实现多线程。

（1）通过继承Thread类来实现多线程

通过继承Thread类来实现多线程的步骤有二步如下：

(a).编写一个类并继承Thread类并重写run方法，其中run方法中的代码就是多线程运算的代码块，如下：

public classMyThread extendsThread {
   @Override
   public void run() {
      for (int x = 0; x < 1000;x++) {
         System.out.println(x);
      }
   }
}

(b).创建MyThread类的对象并调用start()方法开启多线程，如下

      MyThread my1 =new MyThread();//创建了MyThread对象
      MyThread my2 =new MyThread();
      my1.start();//开启多线程
   my2.start();

（2）通过Runnable接口实现多线程

(a) 自定义类MyRunnable实现Runnable接口并重写run()方法

public classMyRunnable implementsRunnable {
   @Override
   public void run() {
      for (int x = 0; x < 100; x++){
         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+ x);
      }
   }
}

(b) 创建MyRunnable类的对象

MyRunnablemy = new MyRunnable();

Thread t1 = new Thread(my, "线程1");

Thread t2 = new Thread(my, "线程2");

(d) 调用start()方法开启多线程

t1.start();

t2.start();

（3）两种机制的的特点及比较

A、适合多个相同程序代码的线程去处理同一资源的情况，把虚拟CPU（线程）同程序的代码、数据有效分离，较好地体现了面向对象的设计思想。

B、可以避免由于Java的单继承特性带来的局限。开发中经常碰到这样一种情况，即：当要将已经继承了某一个类的子类放入多线程中，由于一个类不能同时有两个父类，所以不能用继承Thread类的方式，那么就只能采用实现Runnable接口的方式了。

C、增强了程序的健壮性，代码能够被多个线程共享，代码与数据是独立的。当多个线程的执行代码来自同一个类的实例时，即称它们共享相同的代码。多个线程可以操作相同的数据，与它们的代码无关。当共享访问相同的对象时，即共享相同的数据。当线程被构造时，需要的代码和数据通过一个对象作为构造函数实参传递进去，这个对象就是一个实现了Runnable接口的类的实例。

Blog_3_3 多线程的同步

（1）多线程不同步的原因分析

通过一个买票的实例来分析出现多线程不同步的原因：

书写一个Ticket类实现Runnable接口

public class Ticket implements Runnable {
   private int tickets = 100;
 
   @Override
   public void run() {
      while (true) {
         if (tickets > 0) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"正在出售第"+tickets + "张票");
ticket--;
         }
      }
   }
}

Ticket的测试类：

public class TicketDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Ticket t = new Ticket();
      Thread t1 = new Thread(t,"窗口1");
      Thread t2 = new Thread(t,"窗口2");
      Thread t3 = new Thread(t,"窗口3");
      Thread t4 = new Thread(t,"窗口4")
      t1.start();
      t2.start();
      t3.start();
      t4.start();
   }
}

上面程序打印出来的结果是:

……..

窗口1正在出售第2张票

窗口4正在出售第1张票

窗口1正在出售第0张票

窗口2正在出售第-1张票

窗口3正在出售第-2张票

发现打印结果出现了0，-1，-2的不符合常规的结果，是怎样产生这样的结果呢，下面来分析：

当ticket只剩1张时：

假设“窗口1”首先抢到了cpu的执行权，当执行到ticket--,前一步时被“窗口2”抢到了执行权，此时ticket值为1，“窗口2”也能进入if (tickets > 0)内部，当“窗口1”再次抢到cpu执行权时，打印出来的即是窗口1正在出售第0张票，当“窗口2”接着运行打印代码时结果是窗口2正在出售第-1张票。同理，窗口3也能打印出窗口3正在出售第-2张票。综上所述产生线程不同步的条件有三个：

A:多线程程序（存在在同一时间抢夺cup执行权的情况）

B:有共享数据

C:共享数据被多条语句操作

（2）两种同步线程的方法

①使用synchronized为存在线程安全问题的代码“上锁”。

如上面的代码可以这样处理使其同步：

public class Ticket implements Runnable {
   private int tickets = 100;
   Object obj=new Object();
   @Override
   public void run() {
      while (true) {
         synchronized(obj){  
/*使用synchronized关键字为存在线程安全问题的代码上锁,括号内的对象一样，则代表锁是同一把。如果不同线程调用run方法时，此处的obj不是同一个对象的话，则无法使线程同步*/
         if (tickets > 0) {
   System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"正在出售第"+tickets + "张票");
ticket--;
         }
}
      }
   }
}

②在方法声明部分使用 synchronized关键字，使不安全的线程同步，如

public class Ticket implements Runnable {
   private int tickets = 100;
   @Override
   Public synchronized void run() {
         while (true) {
         if (tickets > 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"正在出售第"+ (tickets--) +"张票");
         }
      }
   }
}

在方法声明上加了synchronized关键字，同样可以达到使有线程安全的代码同步。

（3）一个死锁的代码

一旦有多个进程，且它们都要争用对多个锁的独占访问，那么就有可能发生死锁。如果有一组进程或线程，其中每个都在等待一个只有其它进程或线程才可以执行的操作，那么就称它们被死锁了，如下面代码：

public class MyLock {
   public static final Object lockA =new Object();
   public static final Object lockB =new Object();
}
public class DieLock extends Thread {
   private boolean flag;
 
   public DieLock(boolean flag) {
      this.flag = flag;
   }
   @Override
   public void run() {
      if (flag) {
         while (true) {
            synchronized (MyLock.lockA) {
            System.out.println("iflockA");// t1的执行权没有了
                synchronized (MyLock.lockB) {
                   System.out.println("iflockB");
                }
            }
         }
      } else {
         while (true) {
            synchronized (MyLock.lockB) {
                System.out.println("elselockB");// t2的执行权没有了
                synchronized (MyLock.lockA) {
                   System.out.println("elselockA");
                }
            }
         }
      }
   }
}
public class DieLockDemo {
   public static void main(String[] args) {
      DieLock dl1 = new DieLock(true);
      DieLock dl2 = new DieLock(false);
      dl1.start();
      dl2.start();
   }
}

Blog_3_4 多线程间的通讯

Java是通过Object类的wait、notify、notifyAll这几个方法来实现线程间的通信的，又因为所有的类都是从Object继承的，所以任何类都可以直接使用这些方法。

wait：告诉当前线程放弃监视器并进入睡眠状态，直到其它线程进入同一监视器并调用notify为止。

notify：唤醒同一对象监视器中调用wait的第一个线程。类似排队买票，一个人买完之后，后面的人可以继续买。

notifyAll：唤醒同一对象监视器中调用wait的所有线程，具有最高优先级的线程首先被唤醒并执行。

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