多线程

Posted 2020-09-14

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了多线程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

多线程的引入

1.什么是线程
- 线程是程序执行的一条路径, 一个进程中可以包含多条线程
- 多线程并发执行可以提高程序的效率, 可以同时完成多项工作
2.多线程的应用场景
- 红蜘蛛同时共享屏幕给多个电脑
- 迅雷开启多条线程一起下载
- QQ同时和多个人一起视频
- 服务器同时处理多个客户端请求

多线程并行和并发的区别

并行就是两个任务同时运行，就是甲任务进行的同时，乙任务也在进行。(需要多核CPU)
并发是指两个任务都请求运行，而处理器只能按受一个任务，就把这两个任务安排轮流进行，由于时间间隔较短，使人感觉两个任务都在运行。
比如我跟两个网友聊天，左手操作一个电脑跟甲聊，同时右手用另一台电脑跟乙聊天，这就叫并行。
如果用一台电脑我先给甲发个消息，然后立刻再给乙发消息，然后再跟甲聊，再跟乙聊。这就叫并发。

多线程(Java程序运行原理和JVM的启动是多线程的吗)(了解)

A:Java程序运行原理
- Java命令会启动java虚拟机，启动JVM，等于启动了一个应用程序，也就是启动了一个进程。该进程会自动启动一个 “主线程” ，然后主线程去调用某个类的 main 方法。
B:JVM的启动是多线程的吗
- JVM启动至少启动了垃圾回收线程和主线程，所以是多线程的。

多线程(多线程程序实现的方式1)

1.继承Thread

定义类继承Thread
重写run方法
把新线程要做的事写在run方法中
创建线程对象
开启新线程, 内部会自动执行run方法

public class Demo2_Thread {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        MyThread mt = new MyThread();                           //4,创建自定义类的对象
        mt.start();                                             //5,开启线程

        for(int i = 0; i < 3000; i++) {
            System.out.println("bb");
        }
    }

}
class MyThread extends Thread {                                 //1,定义类继承Thread
    public void run() {                                         //2,重写run方法
        for(int i = 0; i < 3000; i++) {                         //3,将要执行的代码,写在run方法中
            System.out.println("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
        }
    }
}

多线程(多线程程序实现的方式2)

2.实现Runnable

定义类实现Runnable接口
实现run方法
把新线程要做的事写在run方法中
创建自定义的Runnable的子类对象
创建Thread对象, 传入Runnable

调用start()开启新线程, 内部会自动调用Runnable的run()方法

public class Demo3_Runnable {
    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable mr = new MyRunnable();                       //4,创建自定义类对象
        //Runnable target = new MyRunnable();
        Thread t = new Thread(mr);                              //5,将其当作参数传递给Thread的构造函数
        t.start();                                              //6,开启线程

        for(int i = 0; i < 3000; i++) {
            System.out.println("bb");
        }
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {                          //1,自定义类实现Runnable接口
    @Override
    public void run() {                                         //2,重写run方法
        for(int i = 0; i < 3000; i++) {                         //3,将要执行的代码,写在run方法中
            System.out.println("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
        }
    }

}

实现Runnable的原

查看源码
- 1,看Thread类的构造函数,传递了Runnable接口的引用
- 2,通过init()方法找到传递的target给成员变量的target赋值
- 3,查看run方法,发现run方法中有判断,如果target不为null就会调用Runnable接口子类对象的run方法

两种方式的区别

查看源码的区别:
- a.继承Thread : 由于子类重写了Thread类的run(), 当调用start()时, 直接找子类的run()方法
- b.实现Runnable : 构造函数中传入了Runnable的引用, 成员变量记住了它, start()调用run()方法时内部判断成员变量Runnable的引用是否为空, 不为空编译时看的是Runnable的run(),运行时执行的是子类的run()方法
继承Thread
- 好处是:可以直接使用Thread类中的方法,代码简单
- 弊端是:如果已经有了父类,就不能用这种方法
实现Runnable接口
- 好处是:即使自己定义的线程类有了父类也没关系,因为有了父类也可以实现接口,而且接口是可以多实现的
- 弊端是:不能直接使用Thread中的方法需要先获取到线程对象后,才能得到Thread的方法,代码复杂

匿名内部类实现线程的两种方式

继承Thread类

new Thread() {                                                  //1,new 类(){}继承这个类
    public void run() {                                         //2,重写run方法
        for(int i = 0; i < 3000; i++) {                         //3,将要执行的代码,写在run方法中
            System.out.println("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
        }
    }
}.start();

实现Runnable接口

new Thread(new Runnable(){                                      //1,new 接口(){}实现这个接口
    public void run() {                                         //2,重写run方法
        for(int i = 0; i < 3000; i++) {                         //3,将要执行的代码,写在run方法中
            System.out.println("bb");
        }
    }
}).start();

获取名字和设置名字

1.获取名字
- 通过getName()方法获取线程对象的名字

2.设置名字

通过构造函数可以传入String类型的名字

new Thread("xxx") {
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println(this.getName() + "....aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
        }
    }
}.start();

new Thread("yyy") {
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println(this.getName() + "....bb");
        }
    }
}.start();

通过setName(String)方法可以设置线程对象的名字

Thread t1 = new Thread() {
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println(this.getName() + "....aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
        }
    }
};

Thread t2 = new Thread() {
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println(this.getName() + "....bb");
        }
    }
};
t1.setName("芙蓉姐姐");
t2.setName("凤姐");

t1.start();
t2.start();

获取当前线程的对象

Thread.currentThread(), 主线程也可以获取

new Thread(new Runnable() {
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
        }
    }
}).start();

new Thread(new Runnable() {
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...bb");
        }
    }
}).start();
Thread.currentThread().setName("我是主线程");                    //获取主函数线程的引用,并改名字
System.out.println(Thread.currentThread().getName());       //获取主函数线程的引用,并获取名字

休眠线程

Thread.sleep(毫秒,纳秒), 控制当前线程休眠若干毫秒1秒= 1000毫秒 1秒 = 1000 * 1000 * 1000纳秒 1000000000

    new Thread() {
        public void run() {
            for(int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.println(getName() + "...aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }.start();

    new Thread() {
        public void run() {
            for(int i = 0; i < 10; i++) {
                System.out.println(getName() + "...bb");
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }.start();

守护线程

setDaemon(), 设置一个线程为守护线程, 该线程不会单独执行, 当其他非守护线程都执行结束后, 自动退出

Thread t1 = new Thread() {
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 50; i++) {
            System.out.println(getName() + "...aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
};

Thread t2 = new Thread() {
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(getName() + "...bb");
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
};

t1.setDaemon(true);                     //将t1设置为守护线程

t1.start();
t2.start();

加入线程

join(), 当前线程暂停, 等待指定的线程执行结束后, 当前线程再继续

join(int), 可以等待指定的毫秒之后继续

final Thread t1 = new Thread() {
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 50; i++) {
            System.out.println(getName() + "...aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
};

Thread t2 = new Thread() {
    public void run() {
        for(int i = 0; i < 50; i++) {
            if(i == 2) {
                try {
                    //t1.join();                        //插队,加入
                    t1.join(30);                        //加入,有固定的时间,过了固定时间,继续交替执行
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(getName() + "...bb");

        }
    }
};

t1.start();
t2.start();

礼让线程

yield让出cpu

设置线程的优先级

setPriority()设置线程的优先级

同步代码块

1.什么情况下需要同步
- 当多线程并发, 有多段代码同时执行时, 我们希望某一段代码执行的过程中CPU不要切换到其他线程工作. 这时就需要同步.
- 如果两段代码是同步的, 那么同一时间只能执行一段, 在一段代码没执行结束之前, 不会执行另外一段代码.

2.同步代码块

使用synchronized关键字加上一个锁对象来定义一段代码, 这就叫同步代码块

多个同步代码块如果使用相同的锁对象, 那么他们就是同步的

class Printer {
    Demo d = new Demo();
    public static void print1() {
        synchronized(d){                //锁对象可以是任意对象,但是被锁的代码需要保证是同一把锁,不能用匿名对象
            System.out.print("黑");
            System.out.print("马");
            System.out.print("程");
            System.out.print("序");
            System.out.print("员");
            System.out.print("\r\n");
        }
    }

    public static void print2() {   
        synchronized(d){    
            System.out.print("传");
            System.out.print("智");
            System.out.print("播");
            System.out.print("客");
            System.out.print("\r\n");
        }
    }
}

同步方法

使用synchronized关键字修饰一个方法, 该方法中所有的代码都是同步的

class Printer {
    public static void print1() {
        synchronized(Printer.class){                //锁对象可以是任意对象,但是被锁的代码需要保证是同一把锁,不能用匿名对象
            System.out.print("黑");
            System.out.print("马");
            System.out.print("程");
            System.out.print("序");
            System.out.print("员");
            System.out.print("\r\n");
        }
    }
    /*
     * 非静态同步函数的锁是:this
     * 静态的同步函数的锁是:字节码对象
     */
    public static synchronized void print2() {  
        System.out.print("传");
        System.out.print("智");
        System.out.print("播");
        System.out.print("客");
        System.out.print("\r\n");
    }
}

线程安全问题

多线程并发操作同一数据时, 就有可能出现线程安全问题

使用同步技术可以解决这种问题, 把操作数据的代码进行同步, 不要多个线程一起操作

    public class Demo2_Synchronized {

        /**
         * @param args
         * 需求:铁路售票,一共100张,通过四个窗口卖完.
         */
        public static void main(String[] args) {
            TicketsSeller t1 = new TicketsSeller();
            TicketsSeller t2 = new TicketsSeller();
            TicketsSeller t3 = new TicketsSeller();
            TicketsSeller t4 = new TicketsSeller();

            t1.setName("窗口1");
            t2.setName("窗口2");
            t3.setName("窗口3");
            t4.setName("窗口4");
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();
            t4.start();
        }

    }

    class TicketsSeller extends Thread {
        private static int tickets = 100;
        static Object obj = new Object();
        public TicketsSeller() {
            super();

        }
        public TicketsSeller(String name) {
            super(name);
        }
        public void run() {
            while(true) {
                synchronized(obj) {
                    if(tickets <= 0) 
                        break;
                    try {
                        Thread.sleep(10);//线程1睡,线程2睡,线程3睡,线程4睡
                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(getName() + "...这是第" + tickets-- + "号票");
                }
            }
        }
    }

死锁

多线程同步的时候, 如果同步代码嵌套, 使用相同锁, 就有可能出现死锁

尽量不要嵌套使用

private static String s1 = "筷子左";
private static String s2 = "筷子右";
public static void main(String[] args) {
    new Thread() {
        public void run() {
            while(true) {
                synchronized(s1) {
                    System.out.println(getName() + "...拿到" + s1 + "等待" + s2);
                    synchronized(s2) {
                        System.out.println(getName() + "...拿到" + s2 + "开吃");
                    }
                }
            }
        }
    }.start();

    new Thread() {
        public void run() {
            while(true) {
                synchronized(s2) {
                    System.out.println(getName() + "...拿到" + s2 + "等待" + s1);
                    synchronized(s1) {
                        System.out.println(getName() + "...拿到" + s1 + "开吃");
                    }
                }
            }
        }
    }.start();
}

线程安全

A:线程安全问题
- 看源码：Vector,StringBuffer,Hashtable,Collections.synchroinzed(xxx)
- Vector是线程安全的,ArrayList是线程不安全的
- StringBuffer是线程安全的,StringBuilder是线程不安全的
- Hashtable是线程安全的,HashMap是线程不安全的

以上是关于多线程的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

线程学习知识点总结

多个请求是多线程吗

python小白学习记录多线程爬取ts片段

多线程编程

python多线程