JavaSE知识-25(多线程(下))

25.01_多线程(单例设计模式)

• 单例设计模式：保证类在内存中只有一个对象。

• 如何保证类在内存中只有一个对象呢？

  • (1)控制类的创建，不让其他类来创建本类的对象。private
  • (2)在本类中定义一个本类的对象。Singleton s;
  • (3)提供公共的访问方式。 public static Singleton getInstance(){return s}

• 单例写法两种：

  • (1)饿汉式 开发用这种方式
  • (2)懒汉式 面试写这种方式。多线程的问题？
  • (3)第三种格式

• 饿汉式和懒汉式的区别

  • 1,饿汉式是空间换时间,懒汉式是时间换空间
  • 2,在多线程访问时,饿汉式不会创建多个对象,而懒汉式有可能会创建多个对象

//饿汉式
package com.hwh.thread;
public class Demo1_Singleton {
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
		
		System.out.println(s1 == s2);
	}
	 
	static class Singleton {
		//1,私有构造方法,其他类不能访问该构造方法了
		private Singleton(){}
		//2,创建本类对象
		private static Singleton s = new Singleton();
		//3,对外提供公共的访问方法
		public static Singleton getInstance() {				//获取实例
			return s;
		}
	}
}

//懒汉式, 单例的延迟加载模式
package com.hwh.thread;
public class Demo1_Singleton {
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
		
		System.out.println(s1 == s2);
	}
	 
	static class Singleton {
		//1,私有构造方法,其他类不能访问该构造方法了
		private Singleton(){}
		//2,声明一个引用
		private static Singleton s ;
		//3,对外提供公共的访问方法
		public static Singleton getInstance() {				//获取实例
			if(s == null) {
				//线程1等待,线程2等待, 安全隐患可, 能创建多个对象
				s = new Singleton();
			}
			
			return s;
		}
	}
}

运行结果为true

package com.hwh.thread;
public class Demo1_Singleton {
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.s;				//成员变量被私有,不能通过类名.调用
		Singleton s2 = Singleton.s;
		
		System.out.println(s1 == s2);
	}
	 
	static class Singleton {
		//1,私有构造方法,其他类不能访问该构造方法了
		private Singleton(){}
		//2,声明一个引用
		public static final Singleton s = new Singleton();
		
	}
}

运行结果为true

25.02_多线程(Runtime类)

• Runtime类是一个单例类

package com.hwh.thread;
import java.io.IOException;
public class Demo2_Runtime {
	/**
	 * @param args
	 * @throws IOException 
	 */
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		Runtime r = Runtime.getRuntime();			//获取运行时对象
		//r.exec("shutdown -s -t 300");
		r.exec("shutdown -a");
	}
}

25.03_多线程(Timer)

• Timer类:计时器

package com.hwh.thread;
import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class Demo3_Timer {
		public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
			Timer t = new Timer();
			//在指定时间安排指定任务
			//第一个参数,是安排的任务,第二个参数是执行的时间,第三个参数是过多长时间再重复执行
			t.schedule(new MyTimerTask(), new Date(120, 1, 21, 11, 26, 0),3000);
			
			while(true) {
				Thread.sleep(1000);
				System.out.println(new Date());
			}
		}

	}

	class MyTimerTask extends TimerTask {

		@Override
		public void run() {
			System.out.println("起床背英语单词");
		}
	}

运行结果为

25.04_多线程(两个线程间的通信)

• 1.什么时候需要通信
  • 多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的
  • 如果我们希望他们有规律的执行, 就可以使用通信, 例如每个线程执行一次打印
• 2.怎么通信
  • 如果希望线程等待, 就调用wait()
  • 如果希望唤醒等待的线程, 就调用notify();
  • 这两个方法必须在同步代码中执行, 并且使用同步锁对象来调用

package com.hwh.thread2;

public class Demo1_Notify {
		/**
		 * @param args
		 * 等待唤醒机制
		 */
		public static void main(String[] args) {
			final Printer p = new Printer();
			
			new Thread() {
				public void run() {
					while(true) {
						try {
							p.print1();
						} catch (InterruptedException e) {
							
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			}.start();
			
			new Thread() {
				public void run() {
					while(true) {
						try {
							p.print2();
						} catch (InterruptedException e) {
							
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			}.start();
		}

	}

	//等待唤醒机制
	class Printer {
		private int flag = 1;
		public void print1() throws InterruptedException {							
			synchronized(this) {
				if(flag != 1) {
					this.wait();					//当前线程等待
				}
				System.out.print("我");
				System.out.print("是");
				System.out.print("韩");
				System.out.print("文");
				System.out.print("浩");
				System.out.print("
");
				flag = 2;
				this.notify();						//随机唤醒单个等待的线程
			}
		}
		
		public void print2() throws InterruptedException {
			synchronized(this) {
				if(flag != 2) {
					this.wait();
				}
				System.out.print("欢");
				System.out.print("迎");
				System.out.print("光");
				System.out.print("临");
				System.out.print("
");
				flag = 1;
				this.notify();
			}
		}
	}

运行结果为
我是韩文浩
欢迎光临
我是韩文浩
欢迎光临
.....

25.05_多线程(三个或三个以上间的线程通信)

• 多个线程通信的问题
  • notify()方法是随机唤醒一个线程
  • notifyAll()方法是唤醒所有线程
  • JDK5之前无法唤醒指定的一个线程
  • 如果多个线程之间通信, 需要使用notifyAll()通知所有线程, 用while来反复判断条件

package com.hwh.thread2;
public class Demo2_NotifyAll {
		public static void main(String[] args) {
			final Printer2 p = new Printer2();
			new Thread() {
				public void run() {
					while(true) {
						try {
							p.print1();
						} catch (InterruptedException e) {
							
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			}.start();
			
			new Thread() {
				public void run() {
					while(true) {
						try {
							p.print2();
						} catch (InterruptedException e) {
							
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			}.start();
			
			new Thread() {
				public void run() {
					while(true) {
						try {
							p.print3();
						} catch (InterruptedException e) {
							
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			}.start();
		}
	}
	/*1,在同步代码块中,用哪个对象(this)锁,就用哪个对象调用wait方法
	 * 2,为什么wait方法和notify方法定义在Object这类中?
	 * 	因为锁对象可以是任意对象,Object是所有的类的基类,所以wait方法和notify方法需要定义在Object这个类中
	 * 3,sleep方法和wait方法的区别?
	 * a,sleep方法必须传入参数,参数就是时间,时间到了自动醒来
	 *   wait方法可以传入参数也可以不传入参数,传入参数就是在参数的时间结束后等待,不传入参数就是直接等待
	 * b,sleep方法在同步函数或同步代码块中,不释放锁,睡着了也抱着锁睡
	 * 	wait方法在同步函数或者同步代码块中,释放锁
	 */ 
	class Printer2 {
		private int flag = 1;
		public void print1() throws InterruptedException {							
			synchronized(this) {
				while(flag != 1) {
					this.wait();					//当前线程等待
				}
				System.out.print("我");
				System.out.print("是");
				System.out.print("韩");
				System.out.print("文");
				System.out.print("浩");
				System.out.print("
");
				flag = 2;
				//this.notify();						//随机唤醒单个等待的线程
				this.notifyAll();
			}
		}
		
		public void print2() throws InterruptedException {
			synchronized(this) {
				while(flag != 2) {
					this.wait();					//线程2在此等待
				}
				System.out.print("欢");
				System.out.print("迎");
				System.out.print("光");
				System.out.print("临");
				System.out.print("
");
				flag = 3;
				//this.notify();
				this.notifyAll();
			}
		}
		
		public void print3() throws InterruptedException {
			synchronized(this) {
				while(flag != 3) {
					this.wait();						//线程3在此等待,if语句是在哪里等待,就在哪里起来
														//while循环是循环判断,每次都会判断标记
				}
				System.out.print("霜");
				System.out.print("叶");
				System.out.print("红");
				System.out.print("于");
				System.out.print("二");
				System.out.print("月");
				System.out.print("花");
				System.out.print("
");
				flag = 1;
				//this.notify();
				this.notifyAll();
			}
		}
	}

25.06_多线程(JDK1.5的新特性互斥锁)

• 1.同步
  • 使用ReentrantLock类的lock()和unlock()方法进行同步
• 2.通信
  • 使用ReentrantLock类的newCondition()方法可以获取Condition对象
  • 需要等待的时候使用Condition的await()方法, 唤醒的时候用signal()方法
  • 不同的线程使用不同的Condition, 这样就能区分唤醒的时候找哪个线程了

package com.hwh.thread2;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class Demo3_ReentrantLock {
		public static void main(String[] args) {
			final Printer3 p = new Printer3();
			
			new Thread() {
				public void run() {
					while(true) {
						try {
							p.print1();
						} catch (InterruptedException e) {
							
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			}.start();
			
			new Thread() {
				public void run() {
					while(true) {
						try {
							p.print2();
						} catch (InterruptedException e) {
							
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			}.start();
			
			new Thread() {
				public void run() {
					while(true) {
						try {
							p.print3();
						} catch (InterruptedException e) {
							
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			}.start();
		}

	}

	class Printer3 {
		private ReentrantLock r = new ReentrantLock();
		private Condition c1 = r.newCondition();
		private Condition c2 = r.newCondition();
		private Condition c3 = r.newCondition();
		
		private int flag = 1;
		public void print1() throws InterruptedException {							
			r.lock();								//获取锁
				if(flag != 1) {
					c1.await();
				}
				System.out.print("我");
				System.out.print("是");
				System.out.print("韩");
				System.out.print("文");
				System.out.print("浩");
				System.out.print("
");
				flag = 2;
				//this.notify();						//随机唤醒单个等待的线程
				c2.signal();
			r.unlock();								//释放锁
		}
		
		public void print2() throws InterruptedException {
			r.lock();
				if(flag != 2) {
					c2.await();
				}
				System.out.print("欢");
				System.out.print("迎");
				System.out.print("光");
				System.out.print("临");
				System.out.print("
");
				flag = 3;
				//this.notify();
				c3.signal();
			r.unlock();
		}
		
		public void print3() throws InterruptedException {
			r.lock();
				if(flag != 3) {
					c3.await();
				}
				System.out.print("霜");
				System.out.print("叶");
				System.out.print("红");
				System.out.print("于");
				System.out.print("二");
				System.out.print("月");
				System.out.print("花");
				System.out.print("
");
				flag = 1;
				c1.signal();
			r.unlock();
		}
	}

25.07_多线程(线程组的概述和使用)

• A:线程组概述
  • Java中使用ThreadGroup来表示线程组，它可以对一批线程进行分类管理，Java允许程序直接对线程组进行控制。
  • 默认情况下，所有的线程都属于主线程组。
    • public final ThreadGroup getThreadGroup()//通过线程对象获取他所属于的组
    • public final String getName()//通过线程组对象获取他组的名字
  • 我们也可以给线程设置分组
    • 1,ThreadGroup(String name) 创建线程组对象并给其赋值名字
    • 2,创建线程对象
    • 3,Thread(ThreadGroup?group, Runnable?target, String?name)
    • 4,设置整组的优先级或者守护线程
  • B:案例演示
    • 线程组的使用,默认是主线程组
    • 自己设定线程组

package com.hwh.thread2;
public class Demo4_ThreadGroup {
		public static void main(String[] args) {
			//demo1();
			ThreadGroup tg = new ThreadGroup("我是一个新的线程组");		//创建新的线程组
			MyRunnable mr = new MyRunnable();						//创建Runnable的子类对象
			
			Thread t1 = new Thread(tg, mr, "张三");					//将线程t1放在组中
			Thread t2 = new Thread(tg, mr, "李四");					//将线程t2放在组中
			
			System.out.println(t1.getThreadGroup().getName());		//获取组名
			System.out.println(t2.getThreadGroup().getName());//我是一个新的线程组  我是一个新的线程组

			tg.setDaemon(true);
		}

		public static void demo1() {
			MyRunnable mr = new MyRunnable();
			Thread t1 = new Thread(mr, "张三");
			Thread t2 = new Thread(mr, "李四");
			
			ThreadGroup tg1 = t1.getThreadGroup();
			ThreadGroup tg2 = t2.getThreadGroup();
			
			System.out.println(tg1.getName());				//默认的是主线程
			System.out.println(tg2.getName());//main main
		}

	}

	class MyRunnable implements Runnable {

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

25.08_多线程(线程的五种状态)

• 新建,就绪,运行,阻塞,死亡

25.09_多线程(线程池的概述和使用)

• A:线程池概述
  • 程序启动一个新线程成本是比较高的，因为它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池可以很好的提高性能，尤其是当程序中要创建大量生存期很短的线程时，更应该考虑使用线程池。线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。在JDK5之前，我们必须手动实现自己的线程池，从JDK5开始，Java内置支持线程池
• B:内置线程池的使用概述
  • JDK5新增了一个Executors工厂类来产生线程池，有如下几个方法
    • public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
    • public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
    • 这些方法的返回值是ExecutorService对象，该对象表示一个线程池，可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程。它提供了如下方法
    • Future<?> submit(Runnable task)
    • Future submit(Callable task)
  • 使用步骤：
    • 创建线程池对象
    • 创建Runnable实例
    • 提交Runnable实例
    • 关闭线程池
  • C:案例演示
    • 提交的是Runnable

package com.hwh.thread2;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class Demo5_Executors {
	/**
	 * public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
	 * public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
	 */
	public static void main(String[] args) {
		ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);//创建线程池
		pool.submit(new MyRunnable());				//将线程放进池子里并执行
		pool.submit(new MyRunnable());
		
		pool.shutdown();							//关闭线程池
	}
}

运行结果为
pool-1-thread-1....0
pool-1-thread-2....0
pool-1-thread-1....1
pool-1-thread-1....2
pool-1-thread-1....3
pool-1-thread-2....1
pool-1-thread-1....4
pool-1-thread-2....2
pool-1-thread-1....5
pool-1-thread-2....3
.......

25.10_多线程(多线程程序实现的方式3)

• 提交的是Callable
• 多线程程序实现的方式3的好处和弊端

  • 好处：

    • 可以有返回值
    • 可以抛出异常

  • 弊端：

    • 代码比较复杂，所以一般不用

package com.hwh.thread2;
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 Demo6_Callable {
	/**
	 * @param args
	 * @throws ExecutionException 
	 * @throws InterruptedException 
	 */
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
		ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);//创建线程池
		Future<Integer> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));				//将线程放进池子里并执行
		Future<Integer> f2 = pool.submit(new MyCallable(50));
		
		System.out.println(f1.get());
		System.out.println(f2.get());
		
		pool.shutdown();							//关闭线程池
	}

}

class MyCallable implements Callable<Integer> {
	private int num;
	public MyCallable(int num) {
		this.num = num;
	}
	@Override
	public Integer call() throws Exception {
		int sum = 0;
		for(int i = 1; i <= num; i++) {
			sum += i;
		}
		return sum;
	}
}

运行结果为
5050
1275