Java系列基础版多线程基础

Posted 2020-10-07

1. 多线程基础

1.1 认识进程和线程

1.1.1 什么是进程

    1.1.1.1 进程是正在进项的程序，是资源分配的一个基本单位，有内存分配；

1.1.2 什么是线程

    1.1.2.1 线程是进程的一个执行单位，也是进程的执行顺序； 

    1.1.2.2 一个进程至少有一个线程，可以由两个或以上的线程；

1.1.3 JVM至少有几个线程

    1.1.3.1 至少有一个或两个线程，main方法和垃圾回收线程；

1.1.4 什么是多线程

    1.1.4.1 2个或以上的线程去执行

1.1.5 多线程的作用

    1.1.5.1 提高效率，线程之间切换的小号是可以接受的；

    1.1.5.2 单线程容易阻塞；

    1.1.5.3 多个线程同时执行代码；

    1.1.5.4 一个线程挂了，还有其他的线程在，程序还在执行

1.1.6 进程和线程是谁创建的

    都是操作系统创建的

1.1.7 如何自定义一个线程

    1.1.7.1 继承Thread类，重写run方法

    1.1.7.2 生成对象

    1.1.7.3 开启start

1.1.8 所有实现的接口

    1.1.8.1 Runnable接口

    1.1.8.2 new线程对象的时候，创建了线程

    1.1.8.3 start方法，沟通了操作系统，告诉操作系统有一个线程要开启，也调用了run

1.2 代码示例

1.2.1 在main主线程里，再度开启其他线程

1.2.1.1 测试类：

public class Test {

public static void main(String[] args) throws ParseException  {

Test001 t = new Test001();//这里代表着产生了一个线程

Test001 t1 = new Test001();//这里代表着产生了一个线程

System.out.println("开启线程之前");

//t1.run();//代表着调用了对象的方法

t.start();//这里代表开启了一个线程，是沟通了操作系统

t1.start();//这里代表开启了一个线程，是沟通了操作系统

try {

Thread.sleep(15);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("开启线程之后");

System.out.println("main  over");

}

}

1.2.1.2 重写run方法类，继承Thread类：

class Test001 extends Thread{

@Override

public void run() {

for (int i = 0; i < 100; i++) {

try {

sleep(10);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("run    .. "+i);

}

}

}

1.2.2 创建一个线程，和主程序交替执行

1.2.2.1 测试类

public class ThreadTest {

public static void main(String[] args) {

Test t = new Test();

t.start();

for (int i = 0; i < 10; i++) {

System.out.println("main>>>"+i);

}

System.out.println("main  -  gg");

}

}

1.2.2.2 方法类

class Test extends Thread{

int i = 0;

@Override

public void run() {

while(true){

if(i<10){

System.out.println("run方法..." + i++);

}else{

System.out.println("run  - OVER");

break;

}

}

}

}

1.2.3 模拟买票功能

1.2.3.1 测试类

public class TestRunnable01 {

public static void main(String[] args) {

Runnable x1 = new XinXiaoMi();

Thread t1 = new Thread(x1);

Thread t2 = new Thread(x1);

Thread t3 = new Thread(x1);

t1.setName("小红");

t2.setName("小蓝");

t3.setName("小绿");

t1.start();

t2.start();

t3.start();

}

}

1.2.3.2 方法类

class XinXiaoMi implements Runnable{

static int i =100;//共享的

Object o = new Object();

@Override

public void run() {

boolean b = true;

while(b){

synchronized (o) {

if(i>0){//i = 1

try {

Thread.sleep(10);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...卖出了手机，编号是..." + i--);

}

else{

break;

}

}

}

}

}

1.2.4 小明和老婆同时存钱，每次存取500元，每人存5次

1.2.4.1 测试类：

public class TestRunnable02 {

public static void main(String[] args) {

test t = new test();

Thread t1 = new Thread(t);

Thread t2 = new Thread(t);

t1.setName("小明");

t2.setName("陈学冬");

t1.start();

t2.start();

}

}

1.2.4.2 方法类：

class test implements Runnable{

int con = 0;//初始定义了账户余额为0元

Object o = new Object();

@Override

public void run() {

synchronized (o) {

for (int i = 0; i < 5; i++) {

con += 500;

try {

Thread.sleep(10);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  存了500大洋---此时账户余额为  。。"+con);

}

}

}

}

1.2.4 小明和老婆同时存钱，每次存取500元，每人存5次； 同时实现方法的同步

1.2.4.1 测试类

public class TestM {

public static void main(String[] args) {

test00 t = new test00();

Thread t1 = new Thread(t);

Thread t2 = new Thread(t);

t1.setName("小明");

t2.setName("baby");

t2.start();

t1.start();

}

}

1.2.4.2 方法类

class test00 implements Runnable{

int con = 0;//初始定义了账户余额为0元

Object o = new Object();

@Override

public void run() {

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 到达房间门口");

this.show();//一次就好，许你地老天荒

}

public synchronized void show(){

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 锁住了房间");

for (int i = 0; i < 5; i++) {

con += 500;

try {

Thread.sleep(10);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  存入了500，此时余额是    "+con);

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 离开了房间，打开了锁");

}

}

1.2.5 小明和老婆同时存钱，每次存取500元，每人存5次； 同时实现方法的同步；同时实现交替存储

1.2.5.1 测试类

public class TestM2 {

public static void main(String[] args) {

test000 t = new test000();

Thread t1 = new Thread(t);

Thread t2 = new Thread(t);

t1.setName("小明");

t2.setName("baby");

t2.start();

t1.start();

}

}

1.2.5.2 方法类

class test000 implements Runnable{

int con = 0;//初始定义了账户余额为0元

Object o = new Object();

@Override

public void run() {

for (int i = 0; i < 5; i++) {

//等待区

show();

try {

Thread.sleep(10);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

public synchronized void show(){

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 上锁了");

con += 500;

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  存入了  500 ,  此时余额为   "+con);

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 锁开了");

}

}

1.2.6 死锁的示例

1.2.6.1 测试类：

 /* Runnablere =new Runnable() {

public void run() {

}

};

 */

public class Test01 {

public static void main(String[] args) {

TestSY ts1 = new TestSY();

Thread th1 = new Thread(ts1);

Thread th2= new Thread(ts1);

th1.start();

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

TestSY.b = false;

th2.start();

}

}

1.2.6.2 方法类：

class TestSY implements Runnable{

static boolean b = true;

Object o = new Object();

Object o1 = new Object();

@Override

public void run() {

if( b ){

synchronized (o) {

System.out.println("if  拿到了 o 的锁");

try {

Thread.sleep(10000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

synchronized (o1) {

System.out.println("if-----");

}

}

}else{

synchronized (o1) {

System.out.println("else  拿到了 o1 的锁");

try {

Thread.sleep(10000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

synchronized (o) {

System.out.println("else-----");

}

}

}

    }

}

1.3 cpu调度

    cpu的时间片，cpu控制着执行；

    cpu会自行分配资源给线程，得到资源的线程可以执行，没有得到资源的线程没有办法执行；

    多个cpu才是真正意义上的同时执行多线程，因为运行速度特别多，会给我们产生错觉，认为是同时执行的；

1.4 线程的状态

1.4.1 新生

    1.4.1.1 new对象的时候代表着新生；

1.4.2 就绪

    1.4.2.1 start方法代表着就绪，这个时候在等待着CPU的资源；如果有资源就进入执行状态，没有资源就继续等待；

1.4.3 执行

    1.4.3.1 拿到时间片，正在执行；时间片被拿走了就离开了执行状态；

1.4.4 阻塞

    1.4.4.1 睡觉sleep，让资源；时间结束了就回到就绪状态，等待资源；

1.4.5 死亡

    1.4.5.1 线程执行结束；非正常死亡方式；

1.5 两种创建线程方式的比较

1.5.1 继承方式创建简单，使用的方法也多；

1.5.2 java是单继承的，使用集成方式过于死板；

1.5.3 继承是不共享资源的，实现方式是共享的；

1.5.4 主要由于单继承的机制，推荐使用Runnable接口实现这种方式

    1.5.4.1 实现接口，重写方法

    1.5.4.2 new一个对象

    1.5.4.3 把new的对象放进线程（Thread）对象里

    1.5.4.4 用线程对象开启线程

    1.5.4.5 注意：run方法不能抛异常

1.6 同步代码块原理解析

    1.6.1 java提供了锁的机制synchronized ，可以锁住一段代码，在任何时期这段代码里面最多只有一个线程在执行。每个要进来的线程都会先判断此处有没有上锁。

1.6.1.1 如果没有，就进去并且上锁，再执行完之后才会离开，同时打开锁，其他的线程才可以进来

1.6.1.2 如果被锁，再门口等待，进不去; 这里锁，锁的是对象。具体锁那个对象呢。具体情况具体分析

    1.6.2 同步的优缺点

        1.6.2.1 同步的前提

            1.6.2.1.1 两个或两个以上的线程去操作共享数据时

        1.6.2.2 同步的好处

            1.6.2.2.1 保证了线程的安全性

        1.6.2.3 同步的缺陷

            1.6.2.3.1 消耗增加，但是影响不大

            1.6.2.3.2 使用不当容易造成死锁