Java进程,线程,多线程。重写run()方法,通过.start()方法启动子线程,synchronized:同步(锁),sleep()、wait()、join()、yield()的区别

本文详细介绍了Java中实现多线程的两种方式,包括继承Thread类和实现Runnable接口,并通过实例展示了线程同步的重要性,特别是`synchronized`关键字在解决数据安全问题上的应用。同时,文章还对比了sleep()、wait()、join()、yield()四个方法在多线程控制中的区别。

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前言

  • 进程:当前正在运行的程序,一个应用程序在内存中的执行区域
  • 线程:进程中的一个执行控制单元,执行路径
  • 一个进程可以有一个线程,也可以有多个线程
  • 单线程:安全性高,但是效率低
  • 多线程:安全性低,效率高

一、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
方式2: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。然后可以分配该类的实例,在创建 Thread 时作为一个参数来传递并启动

  •  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。
    

二、类声明为 Thread 的子类

1.将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。

代码如下(示例):

public class MyThread extends Thread {
	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			System.out.println(getName()+i);
		}
	}
}

2.创建第二个类,接下来可以分配并启动该子类的实例

代码如下(示例):

public class ThreadDemo2 {
	public static void main(String[] args) {
		//创建线程实例
		MyThread t = new MyThread();
		t.setName("第一个线程:");
		//启动线程
		t.start();
		MyThread t2 = new MyThread();
		t2.setName("第二个线程");
		//启动线程
		t2.start();
	}
}

3.结果,两个随机输出到99。

这个最简单,就是从第二个线程99


三、实现 Runnable 接口的类

1.声明实现 Runnable 接口的类。该类然后重写 run 方法。

代码如下(示例):

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 + "    参数:"+num++);
		}
	}
}

2.创建第二个类,然后可以分配该类的实例,在创建 Thread 时作为一个参数来传递并启动

Thread(Runnable target)
static Thread currentThread() :返回当前线程对象
代码如下(示例):

public static void main(String[] args) {
		method2();
	}
	private static void method() {
		//创建线程实例
		MyThread2 mt = new MyThread2(1);
		Thread t = new Thread(mt);
		t.setName("李四");
		//启动线程
		t.start();
		//两个实例都是单独的,两个num都是分别加到100
		//两个实例都是单独的,两个num都是分别加到100
		//创建线程实例
		MyThread2 mt2 = new MyThread2(1);
		Thread t2 = new Thread(mt2);
		t2.setName("老王");
		//启动线程
		t2.start();
	}
	

	private static void method2() {
		MyThread2 mt = new MyThread2(1);
		//创建线程实例
		Thread t = new Thread(mt);
		t.setName("李四");
		//启动线程
		t.start();
		//两个线程都是一个实例,num加到200;即李四:99,老王:99,但是nun=200了
		//两个线程都是一个实例,num加到200;即李四:99,老王:99,但是nun=200了
		//创建线程实例
		Thread t2 = new Thread(mt);
		t2.setName("老王");
		//启动线程
		t2.start();
	}

3.结果

第一个双方都是输数名字:99,参数:99。
在这里插入图片描述
第二个双方都是输出名字:99,但参数因为是同一个空间所以参数最后达到了200;
在这里插入图片描述


四、synchronized:同步(锁)(卖车票问题)

1.数据安全问题出现的原因:

  •  要有多个线程
    
  •  要有被多个线程所共享的数据
    
  •  多个线程并发的访问共享的数据
    

2.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

3.主类,调用创建子进程的类。

代码如下(示例):

public class TicktetTest {
	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();
	}
}

4.同步代码块方法

代码如下(示例):

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) {
						e.printStackTrace();
					}
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" +tickets--);
				}
			}
		}
	}
}

不存在超卖结果。
在这里插入图片描述

5.同步方法

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
代码如下(示例):

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) {
			method2();
		}
	}
	//非静态同步方法
	private synchronized void method() {
		if (tickets > 0) {
			try {
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tickets--);
		}
	}
	//静态的同步方法
	private static synchronized void method2() {
		if (tickets > 0) {
			try {
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tickets--);
		}
	}
}

sleep()、wait()、join()、yield()的区别
1.锁池
所有需要竞争同步锁的线程都会放在锁池当中,比如当前对象的锁已经被其中一个线程得到,则其他线程需要在这个锁池进行等待,当前面的线程释放同步锁后锁池中的线程去竞争同步锁,当某个线程得到后会进入就绪队列进行等待cpu资源分配。
2.等待池
当我们调用wait()方法后,线程会放到等待池当中,等待池的线程是不会去竞争同步锁。只有调用了notify()或notifyAll()后等待池的线程才会开始去竞争锁,notify()是随机从等待池选出一个线程放到锁池,而notifyAll()是将等待池的所有线程放到锁池当中
1、sleep 是 Thread 类的静态本地方法,wait 则是 Object 类的本地方法。
2、sleep方法不会释放lock,但是wait会释放,而且会加入到等待队列中。
3、sleep方法不依赖于同步器synchronized,但是wait需要依赖synchronized关键字。
4、sleep不需要被唤醒(休眠之后推出阻塞),但是wait需要(不指定时间需要被别人中断)。
5、sleep 一般用于当前线程休眠,或者轮循暂停操作,wait 则多用于多线程之间的通信。
6、sleep 会让出 CPU 执行时间且强制上下文切换,而 wait 则不一定,wait 后可能还是有机会重新竞争到锁继续执行的。
7、yield()执行后线程直接进入就绪状态,马上释放了cpu的执行权,但是依然保留了cpu的执行资格,所以有可能cpu下次进行线程调度还会让这个线程获取到执行权继续执行
8、join()执行后线程进入阻塞状态,例如在线程B中调用线程A的join(),那线程B会进入到阻塞队列,直到线程A结束或中断线程。


总结

都是要重写run()方法,而且不是直接调用run()方法,直接调用就是相当于普通的方法。而不是启动子线程。
启动子线程是通过.start()方法启动的。
多线程是对数据不安全的,需要通过同步锁解决。
线程的执行时随机的,因为CPU执行程序的随机性。
sleep方法不会释放lock,但是wait会释放,而且会加入到等待队列中。因此sleep 会让出 CPU 执行时间且强制上下文切换,而 wait 则不一定,wait 后可能还是有机会重新竞争到锁继续执行的。

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