java多线程基本使用
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了java多线程基本使用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一．概念
1.进程
1.1进程：是一个正在进行中的程序，每一个进程执行都有一个执行顺序，该顺序是一个执行路径，或者叫一个控制单元。
1.2线程：就是进程中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。
1.3举例java VM：
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在负责java程序的运行，而且这个线程运行的代码存在于main方法中，该线程称之为主线程。扩展：其实更细节说明jvm,jvm启动不止一个线程，还有负责垃圾回收机制的线程
2.多线程存在的意义：提高执行效率
二.多线程的创建
1.多线程创建的第一种方式，继承Thread类
1.1定义类继承Thread，复写Thread类中的run方法是为了将自定义的代码存储到run方法中，让线程运行
1.2调用线程的start方法，该方法有两个作用：启动线程，调用run方法
1.3多线程运行的时候，运行结果每一次都不同，因为多个线程都获取cpu的执行权，cpu执行到谁，谁就运行，明确一点，在某一个时刻，只能有一个程序在运行。（多核除外），cpu在做着快速的切换，以到达看上去是同时运行的效果。我们可以形象把多线程的运行行为在互抢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，至于执行多久，cpu说了算。
1 public class Demo extends Thread{ 2 public void run(){ 3 for (int x = 0; x < 60; x++) { 4 System.out.println(this.getName()+"demo run---"+x); 5 } 6 } 7 8 public static void main(String[] args) { 9 Demo d=new Demo();//创建一个线程 10 d.start();//开启线程，并执行该线程的run方法 11 d.run(); //仅仅是对象调用方法，而线程创建了但并没有运行 12 for (int x = 0; x < 60; x++) { 13 System.out.println("Hello World---"+x); 14 } 15 } 16 17 }
2 创建多线程的第二种方式，步骤：
2.1定义类实现Runnable接口
2.2覆盖Runnable接口中的run方法：将线程要运行的代码存放到run方法中
2.3.通过Thread类建立线程对象
2.4.将Runnable接口的子类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，所以要让线程去执行指定对象的run方法，就必须明确该run方法的所属对象
2.5.调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的方法
1 /* 2 * 需求:简易买票程序,多个窗口同时卖票 3 */ 4 public class Ticket implements Runnable { 5 private static int tick = 100; 6 Object obj = new Object(); 7 boolean flag=true; 8 9 public void run() { 10 if(flag){ 11 while (true) { 12 synchronized (Ticket.class) { 13 if (tick > 0) { 14 System.out.println(Thread.currentThread().getName() 15 + "code:" + tick--); 16 } 17 } 18 } 19 }else{ 20 while(true){ 21 show(); 22 } 23 } 24 25 } 26 27 public static synchronized void show() { 28 if (tick > 0) { 29 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "show:" 30 + tick--); 31 } 32 } 33 34 } 35 36 class ThisLockDemo { 37 public static void main(String[] args) { 38 Ticket t = new Ticket(); 39 40 Thread t1 = new Thread(t); 41 try { 42 Thread.sleep(10); 43 } catch (Exception e) { 44 // TODO: handle exception 45 } 46 t.flag=false; 47 Thread t2 = new Thread(t); 48 //Thread t3 = new Thread(t); 49 //Thread t4 = new Thread(t); 50 51 t1.start(); 52 t2.start(); 53 //t3.start(); 54 //t4.start(); 55 } 56 }
3.实现方式和继承方式有什么区别
3.1.实现方式避免了单继承的局限性，在定义线程时建议使用实现方式
3.2.继承Thread类：线程代码存放在Thread子类run方法中
3.3.实现Runnable:线程代码存放在接口的子类run方法中
4.多线程-run和start的特点
4.1为什么要覆盖run方法呢:
Thread类用于描述线程，该类定义了一个功能，用于存储线程要运行的代码，该存储功能就是run方法，也就是说该Thread类中的run方法，用于存储线程要运行的代码
5.多线程运行状态
创建线程-运行---sleep()/wait()--冻结---notify()---唤醒
创建线程-运行---stop()—消亡
创建线程-运行---没抢到cpu执行权—临时冻结
6.获取线程对象及其名称
6.1.线程都有自己默认的名称，编号从0开始
6.2.static Thread currentThread():获取当前线程对象
6.3.getName():获取线程名称
6.4.设置线程名称:setName()或者使用构造函数
1 public class Test extends Thread{ 2 3 Test(String name){ 4 super(name); 5 } 6 7 public void run(){ 8 for (int x = 0; x < 60; x++) { 9 System.out.println((Thread.currentThread()==this)+"..."+this.getName()+" run..."+x); 10 } 11 } 12 } 13 14 class ThreadTest{ 15 public static void main(String[] args) { 16 Test t1=new Test("one---"); 17 Test t2=new Test("two+++"); 18 t1.start(); 19 t2.start(); 20 t1.run(); 21 t2.run(); 22 for (int x = 0; x < 60; x++) { 23 System.out.println("main----"+x); 24 } 25 } 26 }
三.多线程的安全问题
1.多线程出现安全问题的原因：
1.1.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
1.2.解决办法：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，其他线程不可以参与执行
1.3.java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式，就是同步代码块：
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执行权，也进不去，因为没有获取锁
2.同步的前提：
2.1.必须要有2个或者2个以上线程
2.2.必须是多个线程使用同一个锁
2.3.好处是解决了多线程的安全问题
2.4.弊端是多个线程需要判断锁，较消耗资源
5.同步函数
定义同步函数,在方法钱用synchronized修饰即可
1 /* 2 * 需求: 3 * 银行有一个金库，有两个储户分别存300元,每次存100元,存3次 4 * 目的:该程序是否有安全问题,如果有,如何解决 5 * 如何找问题: 6 * 1.明确哪些代码是多线程代码 7 * 2.明确共享数据 8 * 3.明确多线程代码中哪些语句是操作共享数据的 9 */ 10 11 public class Bank { 12 13 private int sum; 14 15 Object obj = new Object(); 16 17 //定义同步函数,在方法钱用synchronized修饰即可 18 public synchronized void add(int n) { 19 //synchronized (obj) { 20 sum = sum + n; 21 try { 22 Thread.sleep(10); 23 } catch (InterruptedException e) { 24 // TODO Auto-generated catch block 25 e.printStackTrace(); 26 } 27 System.out.println("sum=" + sum); 28 //} 29 30 } 31 32 } 33 34 class Cus implements Runnable { 35 private Bank b = new Bank(); 36 37 public void run() { 38 for (int x = 0; x < 3; x++) { 39 b.add(100); 40 } 41 } 42 } 43 44 class BankDemo { 45 public static void main(String[] args) { 46 Cus c = new Cus(); 47 Thread t1 = new Thread(c); 48 Thread t2 = new Thread(c); 49 50 t1.start(); 51 t2.start(); 52 } 53 }
6.同步的锁
6.1函数需要被对象调用，那么函数都有一个所属对象引用，就是this.,所以同步函数使用的锁是this
6.2.静态函数的锁是class对象
静态进内存时，内存中没有本类对象，但是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
6.3.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
1 /* 2 * 需求:简易买票程序,多个窗口同时卖票 3 */ 4 public class Ticket implements Runnable { 5 private static int tick = 100; 6 Object obj = new Object(); 7 boolean flag=true; 8 9 public void run() { 10 if(flag){ 11 while (true) { 12 synchronized (Ticket.class) { 13 if (tick > 0) { 14 System.out.println(Thread.currentThread().getName() 15 + "code:" + tick--); 16 } 17 } 18 } 19 }else{ 20 while(true){ 21 show(); 22 } 23 } 24 25 } 26 27 public static synchronized void show() { 28 if (tick > 0) { 29 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "show:" 30 + tick--); 31 } 32 } 33 34 } 35 36 class ThisLockDemo { 37 public static void main(String[] args) { 38 Ticket t = new Ticket(); 39 40 Thread t1 = new Thread(t); 41 try { 42 Thread.sleep(10); 43 } catch (Exception e) { 44 // TODO: handle exception 45 } 46 t.flag=false; 47 Thread t2 = new Thread(t); 48 //Thread t3 = new Thread(t); 49 //Thread t4 = new Thread(t); 50 51 t1.start(); 52 t2.start(); 53 //t3.start(); 54 //t4.start(); 55 } 56 }
7.多线程，单例模式-懒汉式
懒汉式与饿汉式的区别：懒汉式能延迟实例的加载，如果多线程访问时，懒汉式会出现安全问题，可以使用同步来解决，用同步函数和同步代码都可以，但是比较低效，用双重判断的形式能解决低效的问题，加同步的时候使用的锁是该类锁属的字节码文件对象
1 /* 2 * 单例模式 3 */ 4 //饿汉式 5 public class Single { 6 private static final Single s=new Single(); 7 private Single(){} 8 public static Single getInstance(){ 9 return s; 10 } 11 12 } 13 14 //懒汉式 15 class Single2{ 16 private static Single2 s2=null; 17 private Single2(){} 18 public static Single2 getInstance(){ 19 if(s2==null){ 20 synchronized(Single2.class){ 21 if(s2==null){ 22 s2=new Single2(); 23 } 24 } 25 } 26 return s2; 27 } 28 } 29 30 class SingleDemo{ 31 public static void main(String[] args) { 32 System.out.println("Hello World"); 33 } 34 }
8.多线程-死锁
同步中嵌套同步会出现死锁
1 /* 2 * 需求:简易买票程序,多个窗口同时卖票 3 */ 4 public class DeadTest implements Runnable { 5 private boolean flag; 6 7 DeadTest(boolean flag) { 8 this.flag = flag; 9 } 10 11 public void run() { 12 if (flag) { 13 synchronized(MyLock.locka){ 14 System.out.println("if locka"); 15 synchronized(MyLock.lockb){ 16 System.out.println("if lockb"); 17 } 18 } 19 } else { 20 synchronized(MyLock.lockb){ 21 System.out.println("else lockb"); 22 synchronized(MyLock.locka){ 23 System.out.println("else locka"); 24 } 25 } 26 } 27 } 28 } 29 30 class MyLock{ 31 static Object locka=new Object(); 32 static Object lockb=new Object(); 33 } 34 35 class DeadLockDemo { 36 public static void main(String[] args) { 37 Thread t1 = new Thread(new DeadTest(true)); 38 Thread t2 = new Thread(new DeadTest(false)); 39 40 t1.start(); 41 t2.start(); 42 } 43 }
四、JDK1.5新增多线程创建方式
1、实现Callable接口
package com.lxj.juc; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.FutureTask; public class TestCallable1 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException { CallableDemo callableDemo = new CallableDemo(); FutureTask futureTask = new FutureTask<>(callableDemo); new Thread(futureTask).start(); List<Integer> lists = (List<Integer>)futureTask.get(); //获取返回值 for (Integer integer : lists) { System.out.print(integer + " "); } } } class CallableDemo implements Callable<List<Integer>>{ @Override public List<Integer> call() throws Exception { boolean flag = false; List<Integer> lists = new ArrayList<>(); for(int i = 3 ; i < 100 ; i ++) { flag = false; for(int j = 2; j <= Math.sqrt(i) ; j++) { if(i % j == 0) { flag = true; break; } } if(flag == false) { lists.add(i); } } return lists; } }
2、线程池创建多线程
package com.lxj.juc; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.Future; public class TestThreadPool { public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException { ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); List<Future<List<Integer>>> ints = new ArrayList<>(); for(int i = 0 ; i < 5; i ++) { Future<List<Integer>> future = executorService.submit(new Callable<List<Integer>>() { @Override public List<Integer> call() throws Exception { boolean flag = false; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "); List<Integer> lists = new ArrayList<>(); for(int i = 3 ; i < 100 ; i ++) { flag = false; for(int j = 2; j <= Math.sqrt(i) ; j++) { if(i % j == 0) { flag = true; break; } } if(flag == false) { lists.add(i); } } return lists; } }); ints.add(future); } for (Future<List<Integer>> future : ints) { System.out.println(future.get()); } } } class ThreadPoolDemo { }
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