30.多线程

Posted 重庆刘亦菲

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30.多线程相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

进程:正在执行中的程序
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
线程:就是进程中一个独立的控制单元,线程在控制进程的执行。
一个进程中至少有一个线程。

java jvm启动的时候会有一个进程java.exe
该进程中至少有一个线程负责java程序的执行。
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:更细节说明JVM,JVM启动不止一个线程,还有负责垃圾回收的机制的线程。

 

1.如何在自定义的代码中,自定义一个线程呢?
通过对api的查找,java已经提供了对线程这类事物的描述,Thread类

创建线程的第一种方式:创建Thread
步骤:
1.定义类继承Thread
2.复写Thread类中的run方法
目的:将自定义的代码存储在run方法中,让线程运行。
3.调用线程的start方法,该方法有两个作用:
1)启动线程
2)调用run方法

发现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,只能有一个程序在执行(多核除外)。cpu在做着快速的切换,以达到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相抢夺cup的执行权。

这就是多线程的一个特性:随机性。谁抢到谁执行。至于执行多长,cpu说了算。

为什么要覆盖run方法呢?
Thread类用于描述线程。该类就定义了一个功能,用于存储线程要运行的代码。该功能就是run方法。
也就是说,Thread类中的run方法,用于存储线程要运行的代码。

public class Thread_02 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Demo d=new Demo();  //创建好一个线程
        d.start(); //开启线程并执行该线程的run方法
        d.run(); //仅仅是对象调用方法,而线程创建了,并没有运行。
        
        for(int i=0;i<60;i++){
            System.out.println("hello world"+i);
        }
        
    }

}
class Demo extends Thread{
    public void run(){
        for(int i=0;i<60;i++){
            System.out.println("demo run"+i);
        }
    }
}

 

练习
创建两个线程,和主线程交替运行

原来线程都有自己默认的名称。通过.getName()获取,Thread-编号 该编号从0开始。

Thread初始化时就有名称,父类在构造函数时就把赋值任务完成,直接用super(name)就可以了。

static Thread currentThread():获取当前线程对象
getName():获取线程的名称
设置线程名称:setName或者构造函数

public class Thread_03 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Test t1=new Test("one");
        Test t2=new Test("two");
        t1.start();
        t2.start();
        
        for(int i=0;i<60;i++){
            System.out.println("main------"+i);
        }
    }

}
class Test extends Thread{
    //private String name;
    Test(String name){
        //this.name=name;
        super(name);
    }
    public void run(){
        for(int i=0;i<60;i++){
            System.out.println(this.getName()+"---test run---"+i);
        }
    }
}

 

需求:简单的卖票程序。
多个窗口同时卖票。
static修饰,成员变量共享。

public class Ticket_04 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Ticket t1=new Ticket();
        Ticket t2=new Ticket();
        Ticket t3=new Ticket();
        Ticket t4=new Ticket();
        
        t1.start();   
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}
class Ticket extends Thread{
    private static int tick=100;
    public void run(){
        while(true){
            if(tick>0){
                System.out.println(currentThread().getName()+"...sale:"+tick--);
            }
        }
    }
}

 

需求:简单的卖票程序。
多个窗口同时卖票。

创建线程的第二种方式:实现Runnable接口

步骤:
  1.定义类实现Runnable接口
  2.覆盖Runnable接口中的run方法
  将线程要运行的代码存放在该run方法中。
  3.通过Thread类建立线程对象。
  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。
  所以要让线程去执行指定对象的run方法,就必须明确该run方法所属对象。
  5.调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。

实现方式和继承方式有什么区别呢?
实现方式好处:避免了单继承的局限性,在定义线程时建议使用实现式
区别:
继承Thread:线程代码存放在Thread子类run方法中。
实现Runnable:县城代码存放在接口的子类的run方法中。


通过分析,打印出0 -1 -2等错票。
多线程的运行出现了安全问题。
问题的原因:
  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,导致了共享数据的错误。
  (tick=1, 线程0 1 2 3都具备执行资格,然后分别执行,打印1 0 -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。

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){
  需要同步的代码(贡献数据相关的代码)
}

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。
同步的前提:
  1.必须要有两个或者两个以上的线程。
  2.必须多个线程使用同一个锁。
必须保证同步中只能有一个线程在运行。
好处:解决了多线程的安全问题。
弊端:多个线程需要判断锁,较为消耗资源。

public class Runnable_05 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Ticket1 t=new Ticket1();
        
        Thread t1=new Thread(t); //创建了一个线程
        Thread t2=new Thread(t);
        Thread t3=new Thread(t);
        Thread t4=new Thread(t);
        
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        t4.start();
    }
}
class Ticket1 implements Runnable{
    private int tick=100;
    Object o=new Object();
    public void run() { //接口中异常只能try
        while(true){
            synchronized (o) {
                if(tick>0){
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...sale:"+tick--);
                }
            }
            
        }
    }
}

 

需求:
银行有一个金库,有两个储户分别存300元,每次存100,存3次。
目的:该程序是否有安全问题,如果有,如何解决?
如何找到问题?
  1.明确哪些代码是多线程运行代码。
  2.明确共享数据
  3.明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。

public class Syn_Function_06 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Cus c=new Cus();
        Thread t1=new Thread(c);
        Thread t2=new Thread(c);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
class Bank{
    private int sum;
    Object o=new Object();
    /*public void add(int n) {
       //同步代码块
        synchronized (o) {
            sum=sum+n;
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("sum="+sum);
        }
    }*/
    
    //换成同步函数
    public synchronized void add(int n){
        sum=sum+n;
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("sum="+sum);
    }
}
class Cus implements Runnable{
    private Bank b=new Bank();
    public void run(){
        for(int x=0;x<3;x++){
            b.add(100);
        }
    }
}

 

同步函数用的哪一个锁呢?
函数需要被对象调用,函数都有一个所属对象的引用,就是this。所以同步函数使用的锁是this。
准备通过该程序验证。
一个线程在同步代码块中,一个线程在同步函数中。都在执行卖票动作。

如果同步函数被静态函数修饰后,使用的锁是什么呢?
通过验证,发现不再是this。因为静态方法中也不可以定义this。
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。
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

public class ThisLockDemo_07 {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Tick t=new Tick();
        Thread t1=new Thread(t);
        Thread t2=new Thread(t);
        
        t1.start();  //不一定立马执行,主线程可能同时瞬间执行完
        try {
            Thread.sleep(10);  //让主线程停一下
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        t.flag=false;
        t2.start();
    }

}
class Tick implements Runnable{
    private static int tick=100;
    boolean flag=true;
    public void run() {  //该方法上加synchronized,只有一个线程进来,疯狂打印,因为其他线程进不来
        if(flag){
            while(true){
                synchronized (/*this*/Tick.class) { //如果不用同一个锁,会出现0错票,this是同步函数也在用的锁
                    if(tick>0){
                        try {
                            Thread.sleep(10);
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...code:"+tick--);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            // TODO Auto-generated catch block
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        }else{
            while(true){
                show();
            }
        }
    }
    /*public synchronized void show(){
        if(tick>0){
            try {
                Thread.sleep(10);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...show:"+tick--);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }*/
    
    //若为静态同步函数
    public static synchronized void show(){
        if(tick>0){
            try {
                Thread.sleep(10);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...show:"+tick--);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

 

以上是关于30.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

精心收集的 48 个 JavaScript 代码片段,仅需 30 秒就可理解

python小白学习记录 多线程爬取ts片段

多线程编程

多线程编程