Java基础_多线程1

一、多线程(概述)

进程：是一个正在执行中的程序。每一个进程执行都有一个执行的顺序，该顺序就是一个执行路径，或者叫控制单元。

线程：是进程中的一个独立的控制单元。线程在控制着进程的执行。

一个进程中至少有一个线程。

Java VM启动的时候会有一个进程java.exe。该进程中至少有一个线程负责java程序的执行，而且这个线程运行的代码存在于main方法中，该线程称为主线程。

扩展：其实JVM启动不止一个线程，还有负责垃圾回收机制的线程。

二、多线程(创建线程-继承Thread类)

通过API查找，Java已经提供了对线程这类事物的描述，就是Thread类。

创建线程的第一种方式：继承Thread类。

1.定义类继承Thread类。

2.复写Thread类中的run方法。

3.调用线程的start方法，该方法有两个作用，第一是启动线程，第二是调用run方法。

 

/*
测试：
*/
class Demo extends Thread
{
	public void run()
	{
		for(int i=0;i<60;i++)
			System.out.println("demo run");
	}
}
class ThreadDemo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Demo d=new Demo();//创建好一个线程。
		d.start();
		
		for(int i=0;i<60;i++)
			System.out.println("min run");
	}
}

发现运行结果每次都不同，因为多个线程都在获取CPU的执行权，CPU执行到谁，谁就运行。明确一点，在某一时刻，只能有一个程序在运行。CPU在做着快速的切换，以达到看上去是同时运行的效果。

我们可以形象的把多线程的运行行为看作是在互相抢夺CPU的执行权，这就是多线程的一个特性：随机性。谁抢到谁执行，至于执行多长时间，CPU说的算。

三、多线程(创建线程-run和start特点)

为什么要复写run方法？

Thread类用于描述线程。该类就定义了一个功能，用于存储线程要执行的代码，该存储功能就是run方法。也就是说，Thread 类中的run方法用于存储线程要执行的代码。

所以，复写run方法的目的是将自定义的代码存储在run方法中，让线程运行。

start：开启线程，执行run方法。

run：仅仅是对象调用方法。虽然线程创建了，但没执行。

四、多线程(线程练习)

/*
练习：创建两个线程和主线程交替运行。
*/
class Test extends Thread
{
	private String name;
	Test(String name)
	{
		this.name=name;
	}
	public void run()
	{
		for(int i=0;i<60;i++)
		{	
			System.out.println(name+" run..."+i);
		}
	}
}

class TreadTest 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Test t1=new Test("one");
		Test t2=new Test("two");
		t1.start();
		t2.start();

		for(int i=0;i<60;i++)
		{	
			System.out.println("main run..."+i);
		}
	}
}

五、多线程(线程运行状态)

六、多线程(获取线程对象以及名称)

线程都有自己的默认的名称：Thread-编号 该编号从0开始。通过Thread类的getName方法获取。

static Thread currentThread();//获取当前线程对象。

getName();//获取线程名称

设置线程名称：setName或者构造函数。

七、多线程(售票的例子)

/*
需求：简单的卖票程序
多个窗口同时卖票
*/
class Ticket extends Thread
{
	private static int tick=100;
	public void run()
	{
		while(true)
		{
			if(tick>0)
			{
				System.out.println(currentThread().getName()+"...sale:"+tick--);
			}
		}

	}
}
class TicketDemo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Ticket t1=new Ticket();
		//Ticket t2=new Ticket();
		//Ticket t3=new Ticket();
		//Ticket t4=new Ticket();

		t1.start();
		t1.start();
		t1.start();
		t1.start();

	}
}

八、多线程(创建线程-实现Runnable接口)

创建线程的第二种方式：

1.定义类实现Runnable接口。

2.复写Runnable接口中的run方法。(将线程要运行的代码存放在该run方法中)

3.通过Thread类建立线程对象。

4.将Runnable接口的子对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。（为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread类的构造函数？因为自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象，所以要让线程去指定对象的run方法，就必须明确该run方法所属的对象）

5.调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。

实现方式和继承方式有什么区别？

实现方式好处：避免了单继承的局限性。在定义线程时，建议使用实现方式。

两种方式的区别：

继承Thread类：线程代码存放在Thread子类run方法中。

实现Runnable接口：线程代码存在接口的子类的run方法中。

/*
实现Runnable接口:
*/
class Ticket implements Runnable
{
	private static int tick=100;
	public void run()
	{
		while(true)
		{
			if(tick>0)
			{
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale:"+tick--);
			}
		}

	}
}
class TicketDemo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Ticket t=new Ticket();
		Thread t1=new Thread(t);
		Thread t2=new Thread(t);
		Thread t3=new Thread(t);
		Thread t4=new Thread(t);
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		t4.start();

	}
}

九、多线程(线程的安全问题)

情景模拟：

/*
需求：简单的卖票程序
多个窗口同时卖票
*/
class Ticket extends Thread
{
	private static int tick=100;
	public void run()
	{
		while(true)
		{
			if(tick>0)
			{
				try
				{
					Thread.sleep(100);
				}
				catch (Exception e)
				{
				}
				
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale:"+tick--);
			}
		}

	}
}
class TicketDemo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		//Ticket t=new Ticket();
		Ticket t1=new Ticket();
		Ticket t2=new Ticket();
		Ticket t3=new Ticket();
		Ticket t4=new Ticket();
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		t4.start();

	}
}

 

多线程的运行出现了安全问题。

问题的原因：

当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来执行，导致共享数据的错误。

解决方法：

对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完，在执行过程中，其它线程不可以参与执行。

Java对于多线程的安全问题提供了同步代码块来解决。

同步代码块：

synchronized(对象)

{

需要被同步的代码

}

/*
需求：简单的卖票程序
多个窗口同时卖票
*/
class Ticket extends Thread
{
	private  static int tick=100;
	Object obj=new Object();
	public void run()
	{
		while(true)
		{
			synchronized(obj)
			{
				if(tick>0)
				{
					try
					{
						Thread.sleep(10);
					}
					catch (Exception e)
					{
					}
				
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale:"+tick--);
				}
			}
		}

	}
}
class TicketDemo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		//Ticket t=new Ticket();
		Ticket t1=new Ticket();
		Ticket t2=new Ticket();
		Ticket t3=new Ticket();
		Ticket t4=new Ticket();
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		t4.start();

	}
}

十、多线程(多线程-同步代码块)

synchronized(对象)
{
　　需要被同步的代码
}

对象如同锁，持有锁的线程可以在同步中执行。没有持有锁的线程即使获取CPU的执行权，也进不去，因为没有获取锁。

同步的前提：

1.必须要有两个或两个以上的线程。

2.必须是多个线程使用同一个锁。

必须保证同步中只能有一个线程在运行。

好处：解决多线程的安全问题。

弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源。

十一、多线程(多线程-同步函数)

/*
需求：
银行有一个金库。有两个储户分别存300元，每次存100，存3次。

目的：该程序是否有安全问题？如果有，怎么解决？

如何找问题：
1.明确哪些代码是多线程代码
2.明确共享数据
2.明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。
*/
class Bank
{
	private int sum;
	public synchronized void add(int n)
	{
		sum=sum+n;
		try
		{
			Thread.sleep(1000);
		}
		catch (Exception e)
		{
		}
		System.out.println("sum="+sum);
		
	}
}
class Cus implements Runnable
{
	private Bank b=new Bank();
	public void run()
	{
		for(int i=0;i<3;i++)
		{
			b.add(100);
		}
	}
}
class BankDemo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Cus c=new Cus();
		Thread t1=new Thread(c);
		Thread t2=new Thread(c);
		t1.start();
		t2.start();

	}
}

十二、多线程(多线程-同步函数的锁是this)

函数需要被对象调用，那么函数都有一个所属对象的引用，就是this。

/*
同步函数用的是哪个锁呢？
函数需要被对象调用，那么函数都有一个所属对象的引用，就是this。
所以，同步函数使用的锁是this。

通过该程序进行验证。
使用两个线程来卖票：
一个线程在同步代码块中。
一个线程在同步函数中。
都在执行卖票动作。
*/
class Ticket implements Runnable
{
	private  static int tick=50;
	//Object obj=new Object();
	boolean flag=true;
	public  void run()
	{
		if(flag)
		{
			while(true)
			{
				synchronized(this)
				{
					if(tick>0)
					{
						try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}
						System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...synchronized:"+tick--);
					}
				}
			}

		}
		else 
			while(true)
			{
				this.show();
			}
				
		
	}
	public synchronized void show()//this
	{
		if(tick>0)
		{
			try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...show:"+tick--);
		}
	}
}
class TicketDemo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Ticket t=new Ticket();
		Thread t1=new Thread(t);
		Thread t2=new Thread(t);
	
		t1.start();
		try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}
		t.flag=false;
		t2.start();

	}
}

 

十三、多线程(多线程-静态同步函数的锁是Class对象)

静态的同步方法，使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。类名.class

/*
如果同步函数被静态修饰后，使用的锁是什么？
通过验证，发现不是this。因为静态方法中不可以使用this。

静态进内存时，内存中没有本类对象，但一定有该类对应的字节码文件对象。
类名.class。该对象的类型是Class

静态的同步方法，使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。类名.class
*/
class Ticket implements Runnable
{
	private  static int tick=50;
	boolean flag=true;
	public  void run()
	{
		if(flag)
		{
			while(true)
			{
				synchronized(Ticket.class)
				{
					if(tick>0)
					{
						try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}
						System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...synchronized:"+tick--);
					}
				}
			}

		}
		else 
			while(true)
			{
				this.show();
			}
				
		
	}
	public static synchronized void show()//Ticket.class
	{
		if(tick>0)
		{
			try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...show:"+tick--);
		}
	}
}
class TicketDemo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Ticket t=new Ticket();
		Thread t1=new Thread(t);
		Thread t2=new Thread(t);
	
		t1.start();
		try{Thread.sleep(10);}catch (Exception e){}
		t.flag=false;
		t2.start();

	}
}

十四、多线程(多线程-单例设计模式-懒汉式)

/*
单例设计模式：

饿汉式：
class Single
{
	private static final Single s=new Single();
	private Single(){}
	public static Single getInstance()
	{
		return s;
	}
}
*/


//懒汉式：

/*
懒汉式和饿汉式有什么不同？
懒汉式的特点在于延迟实例的加载。
有没有问题？
如果多线程访问会出现安全问题。
怎么解决？
加同步。同步代码块和同步函数都可以解决，但稍微低效。可以通过
双重判断解决效率问题。
加同步使用的锁是哪个？
该类所属的字节码文件对象。类名.class

*/
class Single
{
	private static Single s=null;
	private Single(){};
	public static Single getInstance()
	{
		if(s==null)
		{
			synchronized(Single.class)
			{
				if(s==null)
				{
					s=new Single();
				}
				
			}
		}
                return s;
	}
}

十五、多线程 ( 多线程 - 死锁 )

/*
死锁：
*/
class Test implements Runnable
{
	private boolean flag;
	Test(boolean flag)
	{
		this.flag=flag;
	}
	public void run()
	{
		if(flag)
		{
			synchronized(MyLook.looka)
			{
				System.out.println("if looka");
				synchronized(MyLook.lookb)
				{
					System.out.println("if lookb");
				}
			}
		}
		else
		{
			synchronized(MyLook.lookb)
			{
				System.out.println("else lookb");
				synchronized(MyLook.looka)
				{
					System.out.println("else looka");
				}
			}
		}
	}
}
class MyLook
{
	static Object looka=new Object();
	static Object lookb=new Object();

}
class DeadLockDemo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Thread t1=new Thread(new Test(true));
		Thread t2=new Thread(new Test(false));
		t1.start();
		t2.start();

		

	}
}