java多线程编程核心技术----心得1

Posted 2020-08-08

1.线程和进程

进程和线程的例子很多，因为是学习笔记，那就说一种我自己感觉很好理解的，就是我们天天使用的QQ，但我们运行QQ.exe程序时，进程就开始，我们可以同时打开对个聊天窗口，可以多人视频过，甚至可以一边视频一边手动聊天（可能音响坏了吧 。。。），其中每一个任务完全可以理解成是“线程”在工作，传音乐，图片表情，传文件等功能都有对应的线程在后台默默运行。

 

2使用多线程

2.1.1  一个类怎么就能变成“线程”了呢？

在回答上面的问题之前；我们首先要认识一个类和一个借口，Thread类和Runnable借口。实现多线程编程的方法有两种

1）继承Thread类（java的特点就是单继承，如果一个类既要继承别的类，还想实现线程，那么用Thread类肯定做不到）

2）实现Runnable借口（支持“多继承”就靠Runnable借口了，一边实现一边继承，但不过是那种方法创建的线程工作的性质是一样的）

继承Thread类

让我们先来看看源码Thread类的结构（其实Thread类也是实现的Runnable借口）

public  class Thread implements Runnable

下面用一段简单的代码实现一个使用继承Thread类的线程

package test;

public class ThreadDemo01 {
public static void main(String[] args) {

TestThread tt=new TestThread();//创建线程对象
tt.start();//激活一个线程
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println("main线程正在运行");
try {
Thread.sleep(2000);//睡眠2s
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}

}

}

class TestThread extends Thread{

public void run(){//重写父类run方法
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println("TestThread正在运行");
try {
Thread.sleep(1000);//睡眠1秒
} catch (Exception ex) {
// TODO: handle exception
ex.printStackTrace();
}

}

}

}

从上面的代码需要注意的是：1）进程Thread类的类必须从写run方法  。2）激活一个线程使用的是Start方法（实际是改变了线程的状态）

3）如果你多运行两遍这个程序你会发现结果不一样，这体现了多线程执行顺序是不确定的（主要看CPU时间片的长短）

 

实现Runnable借口

直接上代码

package test;

public class ThreadDemo02 {
public static void main(String[] args) {
TestThread tt=new TestThread();
new Thread(tt).start();//激活一个线程
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println("main正在运行");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
}

}
class TestThread02 implements Runnable {

@Override
public void run() {
for(int i=0;i<5;i++){
System.out.println("TestThread正在运行");
try {
Thread.sleep(1000);

} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}

}

}

实现Runnable借口需要注意：1）我虽然实现了Runnable借口，但用的仍然是Thread类的Start方法激活线程（原因在于查看jdk文档得知Runnable只有一个run方法没有其他方法）2）Thread类的构造函数 public Thread（Runnable  target）可以将借口的实现类对象作为参数，实例化出一个Thread类的对象

 

实例变量和线程安全

自定义线程类中的实例变量针对其他线程可以有共享和不共享之分。这也是多线程交互时很重要的知识点。

这里举一个买票的例子，火车票有很多的代受点，现在要求四个代受点共要卖出去5张票，

方案1 使用继承Thread类的方法

package test;

public class ThreadDemo03 {
public static void main(String[] args) {
TestThread03 t=new TestThread03();

//一个线程对象对象只能启动一个线程
t.start();
t.start();
t.start();
t.start();
}

}
class TestThread03 extends Thread{
private int i=5;
public void run(){
while(i>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出售票"+i);
i-=1;
}
}
}

执行一下会发现报了异常java.lang.IllegalThreadStateException这就说明这种写法不能起到“票源共享”，也说明一个对象只能启动一个线程

再来看方案2

package test;

public class ThreadDemo03 {
public static void main(String[] args) {
//TestThread03 t=new TestThread03();
new TestThread03().start();
new TestThread03().start();
new TestThread03().start();
new TestThread03().start();
}

}
class TestThread03 extends Thread{
private int i=5;
public void run(){
while(i>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出售票"+i);
i-=1;
}
}
}

从执行结果看是四个线程了，但票数不对了，这样看来是每个线程5张票，和我们的初衷4个线程共卖5张票严重不符，那么我们再来做一个小小的改动，将变量i设置成静态变量

方案3

package test;

public class ThreadDemo03 {
public static void main(String[] args) {
//TestThread03 t=new TestThread03();
new TestThread03().start();
new TestThread03().start();
new TestThread03().start();
new TestThread03().start();
}

}
class TestThread03 extends Thread{
private static int i=5;
public void run(){
while(i>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出售票"+i);
i-=1;
}
}
}

从执行的结果看出似乎完成了资源共享的要求，但是我们发现有的票出现了“一票多卖”的现象，这就非线程安全问题，这个稍后解决，先来看看使用Runnable借口怎么完成资源共享

运行如下代码

方案4

package test;

public class ThreadDemo03 {
public static void main(String[] args) {
TestThread03 t=new TestThread03();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
}

}
class TestThread03 implements Runnable{
private int i=5;
public void run(){
while(i>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出售票"+i);
i-=1;
}
}
}

从方案4和方案3对比来看 使用Runnable借口似乎比使用Thread类有优势

现在讨论一下非线程安全问题

前面的方案3和方案4解决了资源共享问题，但出现了多个线程共卖一张票的问题（原因：假设票数现在是5，线程1看见了，执行了run方法，本应票数减1但是这时线程1的CPU时间片到了，必须退出，换别的线程，这时线程2看见的仍然是i=5的票数，于是它有卖了一遍）

要想解决这个问题实现一票一买必须要引用关键字synchronized(使。。。同步)

同不代码块的语法格式：

synchronized（对象）{

需要同步的代码

}

还是先执行代码

package test;

public class ThreadDemo04 {

public static void main(String[] args) {
TestThread04 t=new TestThread04();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
}

}
class TestThread04 implements Runnable{
private int i =5;
@Override
public void run() {
while(true){
synchronized (this) {
if(i<=0){
break;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出售票"+i);
i-=1;
}
}

}

}

使用synchronized代码块的目的就是保证其中内容的原子性（要么不执行，要执行就一定执行完，不存在执行一半中断的情况）

且同一时刻进入临界区（synchronized代码块的）只能有一个线程

不光能使用代码块可也是用synchronized修饰的方法来解决“非线程安全问题”

执行如下代码：

package test;

public class ThreadDemo06 {
public static void main(String[] args) {
TestThread06 t=new TestThread06();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
new Thread(t).start();
}

}
class TestThread06 implements Runnable{
private int i=5;
@Override
public void run() {

while(i>0){
sale();
}

}
public synchronized void sale(){
if(i>0)
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出售票"+i);

try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
i-=1;
}


}

待续。。媳妇让我睡觉