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JAVA学习day08

线程简介

定义

进程和线程

进程是执行程序的一次执行过程，是一个动态的概念，是系统资源分配的单位。
通常一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程。线程是CPU调度和执行的单位。

核心概念

线程就是独立的执行路径；
程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程；
main()称之为主线程，为系统入口，用于执行整个程序；
在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度。不能人为干预；
对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制；
线程会带来额外的开销，如cpu调度事件，需要加入并发控制；
每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会导致数据不一致；

线程实现(重点)

Thread(类)、Runnable(接口)、Callable(接口)
Thread JAVA中文文档

Thread

学习提示：查看JDK帮助文档
1、自定义线程类继承Thread类
2、重写run()方法，编写线程执行体
3、创建线程对象，调用start()方法启动线程

TestThread1

public class TestThread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码==="+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程，主线程

        //创建一个线程对象
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();

        //调用start()方法开启线程
        testThread1.start();

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程=="+i);
        }
    }
}

TestThread2

用线程同时下载三张图片
准备工作：

下载commons-io包
将commons-io-x.xx.x.jar复制到src下当前包第一层中的Lib文件夹中(如项目位置为src.com.a.b,则复制到com下，与a同级)，如没有Lib则创建
右击commons，点击“Add as Library”

//联系Thread,实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 extends Thread{

    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    public TestThread2(String url,String name){
        this.url=url;
        this.name=name;
    }
    
    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为:"+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fp1.itc.cn%2Fq_70%2Fimages01%2F20210608%2F2de4b5a9f4db46ee83b1081dc557929e.jpeg&refer=http%3A%2F%2Fp1.itc.cn&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1641959062&t=8de25f251674ec4f39a7e041008d7e92","2_1.jpg");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fimg3.doubanio.com%2Fview%2Fgroup_topic%2Fl%2Fpublic%2Fp410237170.jpg&refer=http%3A%2F%2Fimg3.doubanio.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1641959062&t=5cf69539e5e84752f4dbceae67d7b5ad","2_2.jpg");
        TestThread2 t3 = new TestThread2("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fup.enterdesk.com%2Fedpic_source%2F53%2F0a%2Fda%2F530adad966630fce548cd408237ff200.jpg&refer=http%3A%2F%2Fup.enterdesk.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1641197606&t=93b9d70fc80f91b48ce99893742d0558","2_3.jpg");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();


    }
}

//下载器
class WebDownloader{
    public void downloader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常,downloader方法出现问题");
        }
    }
}

总结：注意线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行

runnable

实现runnable接口，重写run()方法
创建类实例，丢入thread中
调用thread.start()方法

TestThread3

public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码==="+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();

        //创建线程对象，通过线程对象来开启线程，代理
        //Thread thread = new Thread(testThread3);
        //thread.start();

        new Thread(testThread3).start();

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程=="+i);
        }
    }
}

小结

继承Thread类
- 子类继承Thread类具备多线程能力
- 启动线程：子类对象.start()
- 不建议使用：避免OOP单继承局限性
实现Runnable接口
- 实现接口Runnbale具备多线程能力
- 启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
- 推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

并发问题

TestThread4

//多个线程同时操作一个对象
//买火车票的例子

//发现问题，多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱
public class TestThread4 implements Runnable{

    //票数
    private int ticketNums = 10;

    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            if(ticketNums<=0){
                break;
            }
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNums--+"票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 ticket = new TestThread4();

        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛").start();
    }
}

测试结果：
老师-->拿到了第10票
小明-->拿到了第9票
黄牛-->拿到了第10票
小明-->拿到了第8票
黄牛-->拿到了第6票
老师-->拿到了第7票
小明-->拿到了第5票
黄牛-->拿到了第5票
老师-->拿到了第4票
小明-->拿到了第3票
黄牛-->拿到了第2票
老师-->拿到了第3票
小明-->拿到了第1票
老师-->拿到了第1票
黄牛-->拿到了第1票

多线程同时拿一个资源不安全，应上锁

案例：龟兔赛跑

规则

要有赛道距离，离终点越来越近
判断比赛是否结束
打印胜利者
龟兔赛跑开始
模拟兔子睡觉让乌龟赢
乌龟赢

TurtleRabbitRace

//模拟龟兔赛跑
public class TurtleRabbitRace implements Runnable{

    //胜利者
    private static String winner;
    
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {

            if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10==0 ){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }


            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");

            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            //如果比赛结束，跳出
            if(flag){
                break;
            }


        }
    }

    //是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
        //判断是否由胜利者
        if(winner != null){
            return true;
        }else if(steps ==100 ) {
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is " + winner);
                return true;
            }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TurtleRabbitRace race = new TurtleRabbitRace();

        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}

注：原来race可以重复使用，可以往Thread内传入同一个Runnable target，然后命名。

Callable

1、实现Callable接口，需要返回值类型
2、重写call方法，需要抛出异常
3、创建目标对象
4、创建执行服务：ExecutorService ser = Excutors.newFixedThreadPool(1);
5、提交执行：Futureresult1=ser.submit(t1);
6、获取结果：boolean r1 = result1.get()
7、关闭服务：ser.shutdownNow();

TestCallable

//线程创建方式三：实现callable
/*
好处：
1、可以定义返回值
2、可以抛出异常
 */
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {

    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    public TestCallable(String url, String name){
        this.url=url;
        this.name=name;
    }

    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public Boolean call() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为:"+name);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1 = new TestCallable("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fp1.itc.cn%2Fq_70%2Fimages01%2F20210608%2F2de4b5a9f4db46ee83b1081dc557929e.jpeg&refer=http%3A%2F%2Fp1.itc.cn&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1641959062&t=8de25f251674ec4f39a7e041008d7e92","2_1.jpg");
        TestCallable t2 = new TestCallable("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fimg3.doubanio.com%2Fview%2Fgroup_topic%2Fl%2Fpublic%2Fp410237170.jpg&refer=http%3A%2F%2Fimg3.doubanio.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1641959062&t=5cf69539e5e84752f4dbceae67d7b5ad","2_2.jpg");
        TestCallable t3 = new TestCallable("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fup.enterdesk.com%2Fedpic_source%2F53%2F0a%2Fda%2F530adad966630fce548cd408237ff200.jpg&refer=http%3A%2F%2Fup.enterdesk.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1641197606&t=93b9d70fc80f91b48ce99893742d0558","2_3.jpg");

        //4、 创建执行服务：
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
        //5、 提交执行：
        Future<Boolean> r1=ser.submit(t1);
        Future<Boolean> r2=ser.submit(t2);
        Future<Boolean> r3=ser.submit(t3);
        //6、 获取结果：
        boolean rs1 = r1.get();
        boolean rs2 = r2.get();
        boolean rs3 = r3.get();

        System.out.println(rs1);
        System.out.println(rs2);
        System.out.println(rs3);
        //7、 关闭服务：
        ser.shutdownNow();


    }
}

//下载器
class WebDownloader{
    public void downloader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常,downloader方法出现问题");
        }
    }
}

get()到的返回值的类型在继承接口时已定义，具体返回值在Call里已定义，此代码已写死返回值为true

静态代理

别人帮你做事情(调用方法)，runnable调用线程时，往Thread内传Runnable Target的操作，就是代理。


//静态代理模式总结
//真实对象和代理对象都要实现同一个接口
//代理对象要代理真实角色
//好处：
    //代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
    //真实对象专注做自己的事情
public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        //本来自己结婚，现在通过婚庆公司调用HappyMarry
        You you = new You();
        //you.HappyMarry();

        new Thread(()-> System.out.println("lambda")).start();

        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
        weddingCompany.HappyMarry();
    }
}
interface Marry{
    void HappyMarry();
}

//真实角色，你去结婚
class You implements Marry{

    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("结婚");
    }
}

//代理角色，帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry{

    //代理对象-->真实目标角色
    private Marry target;

    public WeddingCompany(Marry target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void HappyMarry() {
        before();
        this.target.HappyMarry();
        after();
    }

    private void before() {
        System.out.println("结婚之前，布置现场");
    }

    private void after() {
        System.out.println("结婚之后，收尾款");
    }
}

运行结果：
lambda
结婚之前，布置现场
结婚
结婚之后，收尾款

lamda表达式

λ时希腊字母表中排序第11位的字母,英文名称Lambda
避免匿名内部类定义过多
实质属于函数式编程概念
- (params) -> expression[表达式]
- (params) -> statement[语句]
- (params) -> {statements}
  a->System.out.println("i like lambda-->"+a)
  new Thread(()->System.out.println("多线程学习。。。")).start();
为什么要使用lambda表达式
- 避免匿名内部类定义过多
- 可以让代码看起来更简洁
- 去掉了一堆无意义代码，只留下核心部分
  函数式接口的定义：任何借口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口；对于函数式接口，可以通过lambda表达式来创建该接口的对象。

TestLambda

6步简化

/*
推导Lambda表达式
 */
public class TestLambda1 {

    //3、静态内部类
    static class Like2 implements ILike{
        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("I like lamdba2");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ILike like = new Like();
        like.lambda();

        like = new Like2();
        like.lambda();


        //4、局部内部类
        class Like3 implements ILike{
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("I like lamdba3");
            }
        }
        like = new Like3();
        like.lambda();

        //5、匿名内部类，没有类的名称，必须借助接口或者父类
        like = new ILike(){

            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda4");
            }
        };
        like.lambda();


        //6、用lambda简化
        like = () -> {
            System.out.println("i like lambda5");
        };
        like.lambda();
    }
}

//1、定义一个函数式接口
interface ILike{
    void lambda();
}
//2、实现类
class Like implements ILike{
    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("I like lamdba");
    }
}

TestLambda2

简化Lambda表达式


public class TestLambda2 {
    public static void main(String[] args) {

        //1、Lambda表示简化
        ILove love = (int a) -> {
                System.out.println("love->"+a);
            };
        //简化1：去掉参数类型
        love = (a) -> {
            System.out.println("love->"+a);
        };

        //简化2：简化括号
        love = a->{
            System.out.println("love->"+a);
        };
        //简化3：去掉花括号(因为代码只有一行)
        love = a-> System.out.println("love->"+a);

        //总结：
            //lambda表达式只能在由一行代码的情况下才能简化成为一行，如果有多行，就用代码块包裹。
            //前提是接口为函数式接口
            //多个参数也可以去掉参数类型，要去掉就都去掉

        love.love(520);

    }
}

interface ILove{
    void love(int a);
}

lambda将本来需要用类实现的的函数式接口变成几行代码即可实现。精简方便。

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原文地址：https://www.cnblogs.com/ebym/p/15683123.html