多线程的实现及常用方法_DAY23

1:多线程(理解)

 (1)如果一个应用程序有多条执行路径，则被称为多线程程序。

       进程：正在执行的程序。

       线程：程序的执行路径，执行单元。

       单线程：如果一个应用程序只有一条执行路径，则被称为单线程程序。

       多线程：如果一个应用程序有多条执行路径，则被称为多线程程序。

       举例：迅雷下载，360的管理界面。

       单进程单线程：一个人点一桌菜

       单进程多线程：多个人点一桌菜

       多进程多线程：多个人点多桌菜

    (2)多线程程序实现的两种方案：(掌握 步骤我们一起写，代码你写)

       A:继承Thread类

           a:自定义类MyThread继承Thread类。

           b:重写run方法(),在这里面输出1-100的数据。

           c:创建测试类MyThreadTest，在测试类中创建MyThread类的多个对象。

           d:调用start() ，注意不是run()方法，此外线程开启必须在main方法中代码之前，因为main方法也是一个线程，里面的代码是顺序执行的。

           代码体现：

     public class MyThread extends Thread {



              public MyThread(){}

              public MyThread(String name) {

                  super(name);

              }

 

              public void run() {

                  for(int x=1; x<=100; x++) {

                     System.out.println(getName()+"---"+x);

                  }

              }

           }

 

           public class MyThreadTest {

              public static void main(String[] args) {

                  MyThread my1 = new MyThread("三国志");

                  MyThread my2 = new MyThread("三国杀");

 

                  //my1.setName("三国志");

                  //my2.setName("三国杀");

 

                  my1.start(); // 注意，调用的是start()方法，而不是run方法

                  my2.start();

              }

           }

       B:实现Runnable接口（更好）

           a:自定义类MyRunnable实现Runnable接口。

           b:重写run方法(),在这里面输出1-100的数据。

           c:创建测试类MyThreadTest，在测试类中创建MyRunnable类的一个对象。

           d:在测试类创建Thread类的多个对象，并把MyRunnable类的一个对象作为构造参数传递。

             用到的构造器：public Thread(Runnable target,

                               String name)

           e:调用start()

           代码体现：  

 public class MyRunnable implements Runnable {

              public void run() {

                  for(int x=1; x<=100; x++) {

                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+x);

                  }

              }

           }

          

           public class MyRunnableTest {

              public static void main(String[] args) {

                  MyRunnable my = new MyRunnable();

 

                  Thread t1 = new Thread(my,"斗地主");

                  Thread t2 = new Thread(my,"三国群英传2");

 

                  t1.start();

                  t2.start();

              }

           }

 

 (3)面试题:

        A:如何启动一个线程

       B:start()和run()方法的区别

       C:线程随机性原理

       D:线程的生命周期

       E:线程的安全问题是怎么产生的，以及是如何解决的?

       F:同步解决线程安全问题的方式有几种?

       G:同步代码块的锁对象是谁?同步方法的锁对象是谁?

       F：静态方法的锁对象是谁?

 (4)几个方法

       A、优先级(priority)  

           线程优先级代表了抢占CPU的能力。优先级越高，抢到CPU执行的可能性越大。（一般环境下效果不明显，优先级并非绝对的执行顺序。）

           优先级相关方法：

            public final void setPriority(int?newPriority) 优先级取值:1-10

            public final int getPriority()

例子：cn.itcast2.demo

package cn.itcast2;
/*
 * 线程优先级：
 *         public final int getPriority()获取优先级
 *         public final void setPriority(int newPriority)更改优先级
 */
public class Demo {

    public static void main(String[] args) {

        MyThread mt = new MyThread();
        mt.setName("唐嫣");
//        mt.setPriority(10);
        System.out.println(mt.getPriority());
        
        MyThread mt2 = new MyThread();
        mt2.setName("柳岩");
        mt2.setPriority(1);
        
        mt.start();
        mt2.start();
    }

}

package cn.itcast2;

public class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName()+":"+i);
        }
    }
}

       B、暂停(yield) 

           暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。（效果不明显，如果想保证完成线程相互等待一次执行，需要使用到后边的等待唤醒机制 ）

           线程礼让相关方法：

           public static void yield()

 例子：cn.itcast2.demo4   cn.itcast2.MyThread1.java

package cn.itcast2;
/*
 * 线程礼让：
 *         暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程
 *         public static void yield()
 */
public class Demo4 {

    public static void main(String[] args) {
        
        MyThread1 myThread = new MyThread1();
        myThread.setName("唐嫣");
        MyThread1 myThread2 = new MyThread1();
        myThread2.setName("高圆圆");
        
        myThread.start();
        myThread2.start();
    }
    
}

package cn.itcast2;

public class MyThread1 extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName()+":"+i);
            Thread.yield();
        }
    }
}

       C、加入(join) cn.itcast2.demo3

           等待该线程终止。 即当前线程等待调用join方法的线程执行结束后再执行

           public final void join() throws InterruptedException 

package cn.itcast2;
/*
 * 加入线程：
 *         public final void join()
                throws InterruptedException  等待该线程终止。 即当前线程等待调用join方法的线程执行结束后再执行
 */
public class Demo3 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.setName("唐嫣");
        MyThread myThread2 = new MyThread();
        myThread2.setName("高圆圆");
        
        myThread.setPriority(1);
        
        myThread.start();
        
        myThread2.start();
        myThread2.join(); //等待myThread2线程执行完以后，main方法所在的线程才会执行

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }

}

package cn.itcast2;

public class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName()+":"+i);
        }
    }
}

       D、守护线程 

          设置守护线程的方法：

          没有设置为守护线程的线程执行完毕，则程序停止运行

           public final void setDaemon(boolean on)

           注意：该方法必须在线程启动前调用

例子： cn.itcast2.demo5

package cn.itcast2;
/*
 * 守护线程：
 *         设置守护线程的方法：
 *         public final void setDaemon(boolean on)
 *              注意：该方法必须在线程启动前调用
 */
public class Demo5 {

    public static void main(String[] args) {

        MyThread1 myThread = new MyThread1();
        myThread.setName("唐嫣");
        MyThread1 myThread2 = new MyThread1();
        myThread2.setName("高圆圆");
        
        myThread.setDaemon(true); //设置守护线程
        myThread2.setDaemon(true);//设置守护线程
        
        myThread.start();
        myThread2.start();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {  //主线程没有设置为守护线程，主线程执行完毕，则程序停止运行
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }

}

package cn.itcast2;

public class MyThread1 extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName()+":"+i);
            Thread.yield();
        }
    }
}

       E、线程睡眠(sleep) 

           指定线程休眠一定时间，进入等待状态。在该段时间结束后，线程重新可执行。

           线程休眠相关方法：

            public static void sleep(long?millis) throws InterruptedException

 　　例子：cn.itcast2.demo2

package cn.itcast2;
/*
 * 线程休眠：
 *     public static void sleep(long millis) throws InterruptedException  将当前线程休眠，指定毫秒值
 */
public class Demo2 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        System.out.println("我困了");
        
        MyThread mt = new MyThread();
        mt.start();
        
        Thread.sleep(3000l);
        System.out.println("我醒了");
        
    }

}

package cn.itcast2;

public class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName()+":"+i);
        }
    }
}

       F、线程中断(interrupt) 

           中断线程。

              stop方法已过时，通常使用interrupt方法。

           中断线程相关方法：

              public void interrupt()   被中断的线程会报被中断异常，这时需要使用try/catch语句解决相关问题，线程后代码仍然可以继续执行

              public final void stop()  (已过时)  直接停止线程，线程后代码无法被执行

　  　 例子：cn.itcast2.demo6   cn.itcast2.MyThread2

package cn.itcast2;
/*
 * stop方法直接停止线程，方法过于暴力。直接导致sleep后的代码无法执行。
 * 线程中断：
 *              public void interrupt()  抛出异常，处理异常，后边代码继续执行
 */
public class Demo6 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        MyThread2 myThread = new MyThread2();
        MyThread2 myThread2 = new MyThread2();
        
        myThread.start();
        myThread2.start();
        
        Thread.sleep(3000);
        myThread.stop();
        myThread2.interrupt();
    }

}

package cn.itcast2;

public class MyThread2 extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        
        System.out.println("我困了");
        try {
            Thread.sleep(10000l);
        } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("谁把我叫醒了，真烦！");
        }
        
        System.out.println("睡醒了");
    }
    
}

 (5)案例：

       卖票案例。例子：cn.itcast3.demo  cn.itcast3.Ticket

package cn.itcast3;
/*
 * 线程安全问题：
 *         多个窗口卖指定个数的票
 *         3个窗口卖100张票
 *         票：共享数据
 *         窗口：线程
 */
public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        
        Ticket ticket = new Ticket();
        
        Thread thread = new Thread(ticket,"唐嫣");
        Thread thread2 = new Thread(ticket,"柳岩");
        Thread thread3 = new Thread(ticket,"高圆圆");
        
        thread.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }

}

package cn.itcast3;
/*
 * 票类（线程执行的目标）：执行买票动作
 */
public class Ticket implements Runnable {

    int number = 100; //应该放在成员变量的位置，实现三个对象的数据共享
    Object o = new Object();
    
    @Override
    public void run() {
        
        while(true) {
            synchronized(o) {
            
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                
                //如果有票，就卖票
                if(number>0) {
                    //卖票
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
                    number--;
                }
            }
        }
    }
}

       线程安全问题：

           怎么产生的：

              A:多线程环境

              B:有共享数据

              C:多条语句操作共享数据

       怎么解决：

           把C步骤给锁起来。

       两种方案：

           a:同步代码块

               synchronized(锁对象) {

                  一个原子性操作

              }

           注意：几个线程需要使用相同的锁对象进行同步操作，使用不同的锁是无法完成同步操作的。

           例子：cn.itcast3.demo  cn.itcast3.Ticket

package cn.itcast3;
/*
 * 线程安全问题：
 *         多个窗口卖指定个数的票
 *         3个窗口卖100张票
 *         票：共享数据
 *         窗口：线程
 */
public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        
        Ticket ticket = new Ticket();
        
        Thread thread = new Thread(ticket,"唐嫣");
        Thread thread2 = new Thread(ticket,"柳岩");
        Thread thread3 = new Thread(ticket,"高圆圆");
        
        thread.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }

}

package cn.itcast3;
/*
 * 票类（线程执行的目标）：执行买票动作
 */
public class Ticket implements Runnable {

    int number = 100; //应该放在成员变量的位置，实现三个对象的数据共享
    Object o = new Object();
    
    @Override
    public void run() {
        
        while(true) {
            synchronized(o) {
            
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                
                //如果有票，就卖票
                if(number>0) {
                    //卖票
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
                    number--;
                }
            }
        }
    }
}

           b:同步方法

              把synchronized添加到方法声明上。返回值前。例如：public synchronized void method() {}

              例子：cn.itcast4.demo  cn.itcast4.Ticket

package cn.itcast4;
/*
 * 线程安全问题：
 *         多个窗口卖指定个数的票
 *         3个窗口卖100张票
 *         票：共享数据
 *         窗口：线程
 */
public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        
        Ticket ticket = new Ticket();
        
        Thread thread = new Thread(ticket,"唐嫣");
        Thread thread2 = new Thread(ticket,"柳岩");
        Thread thread3 = new Thread(ticket,"高圆圆");
        
        thread.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }

}

package cn.itcast4;
/*
 * 票类（线程执行的目标）：执行买票动作
 * 
 * 同步方法：
 *         在方法上，返回值前，声明synchronized定义同步方法。
 *         该方法的锁为所在对象。
 */
public class Ticket implements Runnable {

    int number = 100;
    Object o = new Object();
    
    @Override
    public void run() {
        
        while(true) {
            if(number%2==0) {  //当票数为偶数时
                synchronized(this) {   //当前不变的对象，即ticket
                    
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    
                    //如果有票，就卖票
                    if(number>0) {
                        //卖票
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
                        number--;
                    }
                }
            }else {
                method();
            }
        }
    }
    
    public synchronized void method() {  //在方法上，返回值前，声明synchronized定义同步方法。
                                             //该方法的锁为所在对象。
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        //如果有票，就卖票
        if(number>0) {
            //卖票
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
            number--;
        }
    }
}

           c.静态同步方法

               将方法所在类作为默认所，即XX.class

              例子：cn.itcast5.demo  cn.itcast5.Ticket

package cn.itcast5;
/*
 * 线程安全问题：
 *         多个窗口卖指定个数的票
 *         3个窗口卖100张票
 *         票：共享数据
 *         窗口：线程
 */
public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        
        Ticket ticket = new Ticket();
        
        Thread thread = new Thread(ticket,"唐嫣");
        Thread thread2 = new Thread(ticket,"柳岩");
        Thread thread3 = new Thread(ticket,"高圆圆");
        
        thread.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }

}

package cn.itcast5;
/*
 * 票类（线程执行的目标）：执行买票动作
 * 
 * 静态同步方法：
 *         在方法上，返回值前，声明static synchronized定义静态同步方法。
 *         该方法的锁为所在的类对象。
 */
public class Ticket implements Runnable {

    static int number = 100;
    Object o = new Object();
    
    @Override
    public void run() {
        
        while(true) {
            if(number%2==0) {
                synchronized(Ticket.class) {  //类对像
                    
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    
                    //如果有票，就卖票
                    if(number>0) {
                        //卖票
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
                        number--;
                    }
                }
            }else {
                method();
            }
        }
    }
    
    public static synchronized void method() {  //类对像
        
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        //如果有票，就卖票
        if(number>0) {
            //卖票
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
            number--;
        }
    }
}

（6）Java同步机制的优缺点：

            a:优点：解决了多线程安全问题

            b:缺点：当线程相当多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率。对于一个简单操作，单线程速度更快。

（7）多线程的优缺点

        多线程并不提高某个程序的执行速度，仅仅是提高了CPU的使用率。

       图1：多线程示意图

       图2：多线程现率高

       图3：多线程状态图

   

2:单例设计模式(理解 面试)

(1)保证类在内存中只有一个对象。

(2)怎么保证：

       A:构造私有

       B:自己造一个对象

       C:提供公共访问方式

 (3)两种方式：

       A:懒汉式(面试)

           public class Student {

              private Student(){}

              private static Student s = null;

              public synchronized static Student getStudent() {

                  if(s == null) {

                     s = new Student();

                  }

                  return s;

              }

           }

       B:饿汉式(开发)

           public class Student {

              private Student(){}

              private static Student s = new Student();

              public static Student getStudent() {

                  return s;

              }

           }

 (4)JDK的一个类本身也是单例模式的。

       Runtime