17.多线程(2)

于 2020-10-12 20:19:17 发布
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分类专栏： javase 文章标签： java
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/wu_intellect/article/details/109035830
本文介绍Java中定时器的使用方法及线程同步的重要性，包括定时器类的实现和不同类型的线程同步方式，并提供了多个代码示例。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

8.定时器

定时器可以用于比如系统每周删除一次日志文件,或者在指定日期关闭系统。

  • 定时器类

    import java.util.TimerTask;

/**
 * 	定时器
 * 	用于给线程任务定时操作
 *
 */
public class MyTask extends TimerTask{

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i <= 10; i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "正在执行" + i);
		}
		
	}

}

  • 测试

    import java.util.Timer;

public class TimeTest01 {
	public static void main(String[] args) {
		Timer timer = new Timer();
		//设置5000毫秒之后执行该任务
		//timer.schedule(new MyTask(), 5000);
		//1秒之后执行任务,并且每2秒执行一次线程
		timer.schedule(new MyTask(), 1000, 2000);
        //在2020年12月31日21时54分12秒执行MyTask定时器run方法里面的任务,每200毫秒执行一次
		Calendar time = new GregorianCalendar(2020,12,31,21,54,12);
		timer.schedule(new MyTask(), time.getTime(), 2000);
	}
}

9.线程同步安全

非线程安全案例

  • 子线程

    public class Printer {
	public void print1() {
		System.out.print("这");
		System.out.print("里");
		System.out.print("是");
		System.out.print("江");
		System.out.print("西");
		System.out.print("南");
		System.out.print("昌");
		System.out.print("\r\n");

	}
	public void print2(){	
		System.out.print("我");
		System.out.print("们");
		System.out.print("都");
		System.out.print("是");
		System.out.print("江");
		System.out.print("西");
		System.out.print("老");
		System.out.print("表");
		System.out.print("\r\n");
	}
}

  • 测试

    public class ThreadTest {
	public static void main(String[] args) {
		Printer p = new Printer();
		
		new Thread() {

			@Override
			public void run() {
				while(true) {
					p.print1();
				}
			}
			
		}.start();
		
		new Thread(new Runnable() {
			
			@Override
			public void run() {
				while(true) {
					p.print2();
				}
				
			}
		}).start();
	}
}

  • 结果

    这里是江西南昌
这里是江西南昌
这里是江西南昌
这里是江西南昌
这里是江西南们都是江西老表
我们都是江西老表
我们都是江西老表
我们都是江西老表
我们都是江西老表
我们都是江西老表
我们都是江西老表
我们都是江西老表
我们都是江西老表
我们都是江西老表
我们都是江西老表
我们都是江西老表

  • 原因

    当执行"我们都是江西老表"这个线程任务的时候,由于还没有执行完就被其他线程抢占了cpu资源执行了"这里是江西南昌"这个线程任务,所以造成了数据紊乱,造成了数据不安全。
当多线程并发执行,有多段代码同时执行,我们希望某一段代码执行的过程中cpu不要切换到其他的线程工作,这时候就需要线程同步。

  • 需要线程同步的原因

    1. 什么时候需要线程同步

      • 当多线程并发执行,有多段代码同时执行,我们希望某一段代码执行的过程中cpu不要切换到其他的线程工作,这时候就需要线程同步。
      • 如果两段代码(两个线程任务)是同步的,那么同一时间只能执行一段代码,相当于给该线程上了一把锁,在该线程没有执行完这段代码的时候,其他线程是不能占用cpu执行代码的,直到执行完了该线程的代码,才可以换其他线程执行。(上厕所)

    2. 同步代码块

      • 使用synhronized关键字修饰方法或者代码块,就可以实现被修饰的方法或者代码上锁,实现线程同。
      • 多个代码块如果使用了相同的锁对象,那么他们就是同步的
      • 多线程并发操作同一数据时,可能就会出现线程安全问题。
      • 使用线程同步问题就可以解决这一问题,把操作数据的代码进行同步,不要多个线程同时其操作数据。

    3. 案例1

      public class Printer {
	Demo d = new Demo();
	
	public void print1() {
		//同步synchronized同步代码块上锁
		//当这段代码没有执行完,其他线程不能抢占cpu资源
		//两个代码块只要是同一个对象就代表同一把锁,锁对象可以是任意类型
		synchronized (d) {
		//锁对象不能是匿名数组,因为匿名对象不是同一个对象
//		synchronized (new Demo()) {
			System.out.print("这");
			System.out.print("里");
			System.out.print("是");
			System.out.print("江");
			System.out.print("西");
			System.out.print("南");
			System.out.print("昌");
			System.out.print("\r\n");
		}

	}
	public void print2(){	
		synchronized (d) {
			System.out.print("我");
			System.out.print("们");
			System.out.print("都");
			System.out.print("是");
			System.out.print("江");
			System.out.print("西");
			System.out.print("老");
			System.out.print("表");
			System.out.print("\r\n");
		}
	}
}
class Demo{
	
}

    4. 案例2

      非静态方法使用同步代码块

      public class Printer {
	public void print1() {
		//非静态的同步方法的锁是什么?
		//非静态的同步方法的锁对象,可以用this
		synchronized (this) {
			System.out.print("这");
			System.out.print("里");
			System.out.print("是");
			System.out.print("江");
			System.out.print("西");
			System.out.print("南");
			System.out.print("昌");
			System.out.print("\r\n");

		}

	}
	//synchronized修饰方法,同步方法
	public synchronized void print2(){
			System.out.print("我");
			System.out.print("们");
			System.out.print("都");
			System.out.print("是");
			System.out.print("江");
			System.out.print("西");
			System.out.print("老");
			System.out.print("表");
			System.out.print("\r\n");
	}
}

    5. 案例3:静态线程同步方法

      public class Printer {
	public static void print1() {
		//静态的同步方法的锁是什么?
		//静态的同步方法的锁对象是该类的字节码对象
		synchronized (Printer.class) {
			System.out.print("这");
			System.out.print("里");
			System.out.print("是");
			System.out.print("江");
			System.out.print("西");
			System.out.print("南");
			System.out.print("昌");
			System.out.print("\r\n");

		}

	}
	//静态同步方法,作用和上面print1方法一致
	public static synchronized void print2(){
			System.out.print("我");
			System.out.print("们");
			System.out.print("都");
			System.out.print("是");
			System.out.print("江");
			System.out.print("西");
			System.out.print("老");
			System.out.print("表");
			System.out.print("\r\n");
	}
}

      测试

      public class ThreadTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		new Thread() {

			@Override
			public void run() {
				while(true) {
					Printer.print1();
				}
			}
			
		}.start();
		
		new Thread(new Runnable() {
			
			@Override
			public void run() {
				while(true) {
					Printer .print2();
				}
				
			}
		}).start();
	}
}

    6. 案例4:模拟多人抢票

      • 结果

        抢票软件购买了第3张票,还剩下7张票
学生购买了第3张票,还剩下7张票
黄牛购买了第3张票,还剩下7张票
黄牛购买了第6张票,还剩下4张票
抢票软件购买了第6张票,还剩下4张票
学生购买了第6张票,还剩下4张票
学生购买了第9张票,还剩下1张票
黄牛购买了第9张票,还剩下1张票
抢票软件购买了第9张票,还剩下1张票
学生购买了第10张票,还剩下0张票

      • 原因如图

        [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-tV1thgXi-1602504972528)(D:\downfile\QQ\xian7 (1)].png)
        在这里插入图片描述

    7. 案例5;通过线程同步实现多人抢票

      public class Site implements Runnable{
	
	private int count = 10;//票数
	private int num = 0;//购买第几张票
	
	@Override
	public void run() {
		while(true) {
			if(!qiangpiao()) {
				break;
			}
		}
		
	}
	
	public synchronized boolean qiangpiao() {
		while(true) {
			if(count<=0) {
				return false;
			}
			num++;
			count--;
			try {
				//线程休眠,增加其他线程买到票的机率
				Thread.sleep(500);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"购买了第"+num+"张票,还剩下"+count+"张票");
			return true;
		}
	}

}

      public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Site site = new Site();
		Thread t1 = new Thread(site,"学生");
		Thread t2 = new Thread(site,"抢票软件");
		Thread t3 = new Thread(site,"黄牛");
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
	}
}

    8. 案例6:使用synchronized同步代码块实现多人抢票

      public class Site implements Runnable{
	
	private int count = 10;//票数
	private int num = 0;//购买第几张票
	
	@Override
	public void run() {
		while(true) {
			synchronized (this) {
				if(count<=0) {
					break;
				}
				num++;
				count--;
				try {
					//线程休眠,增加其他线程买到票的机率
					Thread.sleep(500);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"购买了第"+num+"张票,还剩下"+count+"张票");
			}
		}
		
	}

}

    9. 案例7:利用多线程实现老人和年轻人爬山

      /**
 * 	老人和年轻人爬山
 * @author Administrator
 *
 */
public class ClimbThread extends Thread{
	
	private int time;//爬100的时间
	private int num=0;//爬多少个100米
	
	public ClimbThread(String name, int time, int kilometer) {
		super(name);
		this.time = time;
		this.num = kilometer/100;
	}

	@Override
	public void run() {
		while(num>0) {
			try {
				//线程休眠
				Thread.sleep(this.time);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"爬完100米!");
			num--;
		}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"到达终点");
	}
	
}

      测试

      public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		ClimbThread youngMan = new ClimbThread("年轻人",500,1000);
		ClimbThread oldMan = new ClimbThread("老年人",1500,1000);
		Thread t1 = new Thread(youngMan,"---年轻人--");
		Thread t2 = new Thread(oldMan,"老年人");
		t1.start();
		t2.start();
	}
}

10.线程安全的类型

方法是否同步效率适用场景
线程同步synchronized修饰的方法或者synchronized代码块低多线程并发共享数据
非线程同步否高单线程

  • 了解了多线程的好处之后,我们了解了在什么情况下使用多线程技术,但是并不是所有的情况下使用多线程就是好事,因为多线程的情况下,cpu要花时间去维护,cpu处理各线程的请求时在线程间也要花时间,所以一般情况下是可以不用多线程,用了反而得不偿失,大多情况下,要用到多线程的主要是需要处理大量的IO操作时需要花费大量的时间的时候,比如读写文件、上传下载视频音频、处理显示、保存等操作的时候。

  • 因此,为了达到安全性和效率的平衡,可以根据实际的应用场景来选择合适的类型

  • 常见的线程安全的类型对比:

    1. HashTable和HashMap
      • HashTable线程安全,效率较低,键和值都不允许为null;
      • HashMap非线程安全,效率较高,键和值都允许为null;
    2. ArrayList和Vector
      • Vector线程安全,效率较低;
      • ArrayList非线程安全,效率较高;
    3. StringBuffer和StringBuilder
      • StringBuffer线程安全,效率较低;
      • StringBuilder非线程安全,效率较高;

  • ArrayList如何实现线程安全

    import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.Vector;

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//非线程安全
		ArrayList<Object> list1 = new ArrayList<Object>();
		
		//解决措施1:Vector是和ArrayList一样的数组形式的存储的集合并且是线程安全的
		Vector<Object> list2 = new Vector<>();
		list2.add("123");
		
		//解决措施2:通过Collections.synchronizedList(list1<T>)创建线程安全的集合
		List<Object> list3 = Collections.synchronizedList(list1);
	}
}
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