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(); } } } }