Java多线程
Posted 再来半包
tags:
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多线程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
多线程
进程
1、进程是指运行中的程序，比如我们使用qq，就启动了一个进程，操作系统就会为该进程分配内存空间。当我们使用迅雷，又启动了一个进程，操作系统将为迅雷分配新的内存空间
2、进程是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是动态过程：有它自身的产生、存在和消亡的过程
其他相关概念
1、单线程：同一个时刻，只允许执行一个线程
2、多线程：同一时刻，可以执行多个线程，比如：一个qq进程，可以同时打开多个聊天窗口，一个迅雷进程，可以同时下载多个文件
3、并发：同一时刻，多个任务交替执行，造成一种“貌似同时”的错觉，简单的说，单核cpu实现的多任务就是并发
4、并行：同一时刻，多个任务同时进行。多核cpu可以实现并行。并发和并行:如果开的程序太多，有可能也会触发并发
创建线程的两种方式
1、继承Thread类，重写run方法
实例：
//该线程每隔1秒钟。在控制台输出"喵喵"，打印8次后结束线程
public class Thread01 {
public static void main(String[] args) {
//创建一个cat对象,可以当作线程使用
Cat cat=new Cat();
cat.start();//启动线程
}
}
//1、当一个类继承了 Thread 类 ，该类就可以当作线程使用
//2、我们会重写run方法，写上自己的业务代码
//3、run Thread 类 实现了 Runnable 接口的run方法
class Cat extends Thread{
int times=0;
@Override
public void run() { //重写run方法，写上自己的业务逻辑
while(true) {
System.out.println("喵喵"+ ++times);
//让该线程休眠1秒钟
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if (times==8){//设置打印次数
break;
}
}
}
}
为什么使用start（）方法而不直接使用run（）方法
因为run（）方法就是一个普通的方法，没有真正的启动一个线程，就会把run方法执行完毕，才向下执行
start（）方法底层
(1)
public synchronized void start() {
start0();
}
//start0();是start中最主要的方法
(2)
//start0(); 是本地方法，是JVM调用，底层是C/C++实现
//真正实现多线程的效果，是start0()，而不是run，也可以说在start0()本地方法中去调用了Run()方法
2、实现Runnable接口，重写run方法
public class Thread03 {
public static void main(String[] args) {
T1 t1 = new T1();
T2 t2 = new T2();
Thread thread1=new Thread(t1);
Thread thread2=new Thread(t2);
thread1.start();
thread2.start();
}
}
class T1 implements Runnable{
int count=0;
@Override
public void run() {
while (true) {
//每隔1秒输出"hello,world",输出10次
System.out.println("hello,world " + ++count + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if (count==50){
break;
}
}
}
}
class T2 implements Runnable{
int count=0;
@Override
public void run() {
while (true) {
//每隔1秒输出"hello,world",输出10次
System.out.println("hi " + ++count + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if (count==60){
break;
}
}
}
继承Thread 和 实现Rnnable的区别
1、从Java的设计来看，通过继承Thread或者实现Runnable接口来创建线程本质上没有区别，从jdk帮助文档我们可以看到Thread类本身就实现了Runnable接口
2、实现Runnable接口方式更加适合多个线程共享一个资源的情况，并且避免了单继承的限制，建议使用Runnable接口
售票系统
SellTicket01类继承Thread实现
class SellTicket01 extends Thread{
private static int ticketNum=100; //让多个线程共享num
@Override
public void run() {
while(true) {
if (ticketNum <= 0) {
System.out.println("售票结束");
break;
}
//休眠50毫秒
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票" + "剩余票数=" + --ticketNum);
}
}
}
//====================main方法===========================
public static void main(String[] args) {
//测试
SellTicket01 sellTicket01 = new SellTicket01();
SellTicket01 sellTicket02 = new SellTicket01();
SellTicket01 sellTicket03 = new SellTicket01();
//这里会出现票数超卖现象
sellTicket01.start();
sellTicket02.start();
sellTicket03.start();
}
SellTicket02类实现Runnable接口
class SellTicket02 implements Runnable{
private int ticketNum=99;
@Override
public void run() {
while(true) {
if (ticketNum <= 0) {
System.out.println("售票结束");
break;
}
//休眠50毫秒
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票" + "剩余票数=" + --ticketNum);
}
}
}
//=================main================
public static void main(String[] args) {
SellTicket02 sellTicket02 = new SellTicket02();
new Thread(sellTicket02).start();//第一个线程-窗口
new Thread(sellTicket02).start();//第二个线程-窗口
new Thread(sellTicket02).start();//第三个线程-窗口
}
两个方法都会有超票的现象，线程安全的问题
线程终止
基本说明
1、当线程完成任务后，会自动退出
2、还可以通过使用变量来控制run方法退出的方式停止线程，即通知方式
通知方式
public class ThreadExit_ {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
T t = new T();
t.start();
//如果希望主线程去控制t中线程的终止，需要能够控制loop
//修改loop，让t退出run方法，从而终止t线程-->通知方式
//让主线程休眠10秒，在通知t线程退出
Thread.sleep(10000);
t.setLoop(false);//将T线程中的循环判断为false
}
}
class T extends Thread{
private int count=0;
private boolean loop=true;
@Override
public void run() {
while (loop){
try {
Thread.sleep(1000); //休眠50毫秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("T线程执行"+ ++count);
}
}
public void setLoop(boolean loop) {
this.loop = loop;
}
}
线程常用方法
常用第一组
1、setName:设置线程名称，使之与参数name相同
2、getName:返回该线程的名称
3、start:该线程开始执行；java虚拟机底层调用该线程的start()方法
4、run:调用线程对象run方法
5、setPriority:更改线程的优先级
6、getPriority:获取线程的优先级
7、sleep:在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行)
8、interrupt:中断线程
注意事项和细节
1、start底层会创建新的线程，调用run，run就是一个简单的方法调用，不会启动新线程
2、线程优先级的范围
3、interrupt，中断线程，但没有真正的结束线程，所以一般用于中断正在休眠线程
4、sleep:线程的静态方法，使当前线程休眠
常用方法第二组
1、yield：线程的礼让。让出cpu，让其他线程执行，但礼让的时间不确定，所以也不一定礼让成功
2、join：线程的插队。插队的线程一旦插队成功，则肯定先执行完插入的线程所有的任务
案例
创建一个子线程，每隔1s输出hello，输出20次，主线程每隔1s，输出hi，输出20次。要求：两个线程同时执行，当主线程输出5次后，就让子线程运行完毕，主线程再继续
public class ThreadMethod02 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
T2 t2 = new T2();
t2.start();
for (int i = 1;i<=20;i++){
Thread.sleep(1000);
System.out.println("主线程（小弟）吃了"+i+"个包子");
if (i==5){
System.out.println("主线程（小弟）让子线程（老大）先吃");
//yield 礼让
t2.yield();
//线程插队，join
// t2.join();
System.out.println("子线程（老大）吃完，主线程（小弟）再吃");
}
}
}
}
class T2 extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i=1;i<=20;i++){
try {
Thread.sleep(1000);//休眠1秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("子线程(老大)吃了"+i+"个包子");
}
}
}
插队的话是百分百成功的，但是礼让如果资源过剩的话，礼让会不成功，例如上面资源不是特别缺乏，所以礼让会不成功
常用方法第三组
用户线程和守护线程
1、用户线程：也叫工作线程，当线程的任务执行完或通知方式结束
2、守护线程：一般是为工作线程服务的，当所有的用户线程结束，守护线程自动结束
3、常见的守护线程：垃圾回收机制
自定义守护线程
public class ThreadMethod03 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyDaemonThread myDaemonThread = new MyDaemonThread();
//如果我们希望当main线程结束后，子线程自动结束
//只需将子线程设为守护线程即可
myDaemonThread.setDaemon(true);
myDaemonThread.start();
for (int i =1;i<=10;i++){
System.out.println("妈妈做饭");
Thread.sleep(1000);
}
}
}
class MyDaemonThread extends Thread{
@Override
public void run() {
for (;;){ //等价于无限循环
try {
Thread.sleep(50); //休眠50毫秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("我吃饭。。。");
}
}
}
MyDaemonThread类的进程会在主线程进程结束后相继结束
线程的生命周期
线程状态：线程可以处于一下状态之一：
NEW
尚未启动的线程处于此状态
RUNNABLE
在Java虚拟机中执行的线程处于此状态
BLOCKED
被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态
WAITING
正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态
TIMED_WAITING
正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态
TERMINATED
已退出的线程处于此状态
RUNNABLE又可分为两个状态：Ready状态：就绪状态 和 Running运行状态
线程同步机制
1、在多线程编程，一些敏感数据不允许被多个线程同时访问，此时就是用同步访问技术，保证数据在任何时刻，最多有一个线程访问，以保证数据的完整性。
2、也可以这样理解：线程同步，即当有一个线程在对内存进行操作时，其他线程都不可以对这个内存地址进行操作，直到线程完成操作，其他线程才能对该内存地址进行操作。
利用同步解决买票超卖问题
public class SellTicket {
public static void main(String[] args) {
//测试同步解决超卖现象
SellTicket03 sellTicket03 = new SellTicket03();
new Thread(sellTicket03).start();//第一个线程-窗口
new Thread(sellTicket03).start();//第二个线程-窗口
new Thread(sellTicket03).start();//第三个线程-窗口
}
}
//实现接口的方式,使用synchronized实现线程同步
class SellTicket03 implements Runnable{
private boolean loop=true;
private int ticketNum=99;
public synchronized void sell(){
if (ticketNum <= 0) {
System.out.println("售票结束");
loop=false;
return;
}
//休眠50毫秒
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票" + "剩余票数=" + --ticketNum);
}
@Override
public void run() { //在同一时刻只能有一个线程来执行sell方法
while(loop) {
sell(); //sell方法是一个同步方法
}
}
}
synchronized关键字为锁的意思，如果有线程去调用了synchronized关键字修饰的方法，则不会去再有线程调用
synchronized的使用方法
- 修饰一个代码块，被修饰的代码块称为同步代码块，作用范围是大括号{}括起来的代码；
- 修饰一个方法，被修饰的方法称为同步方法，其作用范围是整个方法；
- 修改一个静态方法，作用范围是整个静态方法；
- 修改一个类，作用范围是synchronized后面括号括起来的部分。
互斥锁
基本介绍
1、Java语言中，引入了对象互斥锁的概念，来保证共享数据操作的完整性。
2、每个对象都对应一个可称为互斥锁的标记，这个标记用来保证在任一时刻，只能有一个线程访问该对象
3、关键字synchronized来与对象的互斥锁联系。当某个对象用synchronized修饰时，表明该对象在任一时刻只能由一个线程访问
4、同步的局限性：导致程序的执行效率要降低
5、同步方法（非静态的）的锁可以是this，也可以是其他对象（要求是同一对象）
6、同步方法（静态的）的锁为当前类本身
同步方法静态与非静态实例
//实现接口的方式,使用synchronized实现线程同步
class SellTicket03 implements Runnable{
private boolean loop=true;
private int ticketNum=99;
Object object=new Object();
//同步方法（静态的）的锁为当前类本身
//1.public synchronized static void m1(){} 锁是加在SellTicket03.class 类本身
以上是关于Java多线程的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章