多线程

 

多线程的实现方式

 多线程的实现方式式1:继承Thread类

定义一-个类MyThread继承Thread类
在MyThread类中重写run0方法
创建MyThread类的对象
启动线程

 run（)方法用来封装被线程执行的代码

run（）方法直接调用，相当于普通方法的调用

start（） 方法启动线程，然后jvm来调用此线程的 run（）方法

ackage com.liushuaishuai;

public class MyThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread m1 = new MyThread();
        MyThread m2 = new MyThread();
//        m1.run();
//        m2.run();
//        void start() 导致线程开始执行，java虚拟机调用此线程的run方法
        m1.start();
        m2.start();
    }
}


package com.liushuaishuai;

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0;i<100;i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

 Thread类中获取和设置线程名称的方法

package com.liushuaishuai;
/*
Thread类中获取和设置线程名称的方法
void setName（String name）：将此线程的名称改为等于参数name

String getName（）：返回此线程的名称

public static Thread currentThread​()
返回对当前正在执行的线程对象的引用。
//
 */

public class MyThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        MyThread m1 = new MyThread();
//        MyThread m2 = new MyThread();
//        m1.setName("高铁");
//        m2.setName("飞机");
//        m1.run();
//        m2.run();


        //通过带参构造方法来将name复制给父类，通过super
        MyThread m1 = new MyThread("高铁");
        MyThread m2 = new MyThread("飞机");


//        void start() 导致线程开始执行，java虚拟机调用此线程的run方法
        m1.start();
        m2.start();



        System.out.println(Thread.currentThread().getName());//main

    }
}

线程调度

线程有两种调度模型
　　　　●分时调度模型: 所有线程轮流使用CPU的使用权，平均分配每个线程占用CPU的时间片
　　　　●抢占式调度模型: 优先让优先级高的线程使用CPU,如果线程的优先级相同，那么会随机选择个，优先级高的线程获取的CPU时间片相对多-些
Java使用的是抢占式调度模型
假如计算机只有一个CPU, 那么CPU在某一个时刻只能执行条指令,线程只有得到CPU时间片，也就是使用权，
才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性，因为谁抢到CPU的使用权是不-定的

Thread类中设置和获取线程优先级的方法

●public final int getPriority0:返回此线程的优先级
●public final void setPriority(int newPriority):更改此线程的优先级

线程默认优先级是5;线程优先级的范围是: 1-10
线程优先级高仅仅表示线程获取的CPU时间片的几率高，但是要在次数比较多,或者多次运行的时候才能看到你想要的效果

线程控制

public static void sleep(long millisec)
在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。


public final void join(long millisec)
等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。

public void setDaemon(booleanon) 将该线程标记为守护线程或用户线程。， 当运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机将退出

package com.liushuaishuai;
/*
static void sleep(long millis): 使当前正在执行的线程停留(暂停执行)指定的毫秒数
void join(): 等待这个线程死亡
void setDaemon ( boolean on,):将此线程标记为守护线程
，当运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机将退出



 */

public class ThreadSleepDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadSleep ts1 = new ThreadSleep();
        ThreadSleep ts2 = new ThreadSleep();
        ThreadSleep ts3 = new ThreadSleep();

//        ts1.setName("曹孟德");
        ts2.setName("曹植");
        ts3.setName("曹丕");
//        ts1.setDaemon(true);

        //设置主线程为刘备
        Thread.currentThread().setName("刘备");
        //设置守护线程
        ts2.setDaemon(true);
        ts3.setDaemon(true);


//        ts1.start();
//        try {
//            ts1.join();
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }
        ts2.start();
        ts3.start();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);

        }
    }
}

package com.liushuaishuai;

public class ThreadSleep extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0;i<100;i++) {
            System.out.println(getName()+":"+i);
            try {
                Thread.sleep(0);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

线程的生命周期

多线程的实现方式2: 实现Runnable接口

定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
在MyRunnable类中重写run(方法
创建MyRunnable类的对象
创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数
启动线程

package com.liushuaishuai;
/*
方式2:实现Runnable接口
1:定义一个类MyRunnabl e实现Runnable接口
2:在MyRunnabf e类中重写run()方法
3:创建MyRunnable类的对象
4:创建Thread类的对象，把MyRunnable对 象作为构造方法的参数
5:启动线程

//Thread的构造方法如下：

Thread (Rummable target)
Thread (Rumnable target,Stringname )


 */

public class MyRunnableDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        创建MyRunnable类的对象
        MyRunnable my1 = new MyRunnable();
       // MyRunnable my2 = new MyRunnable();

// 创建Thread类的对象，把MyRunnable对 象作为构造方法的参数
        Thread t1 = new Thread(my1,"高铁");
        Thread t2 = new Thread(my1,"飞机");


        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();


    }
}

创建线程的三种方式的对比

• 1. 采用实现 Runnable、Callable 接口的方式创建多线程时，线程类只是实现了 Runnable 接口或 Callable 接口，还可以继承其他类。适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况，把线程和程序的代码、数据有效分离，较好的体现了面向对象的设计思想
  
  

• 2. 使用继承 Thread 类的方式创建多线程时，编写简单，如果需要访问当前线程，则无需使用 Thread.currentThread() 方法，

• 直接使用 this 即可获得当前线程。

 同步代码块解决数据安全问题

 示例代码

package com.ThreadTest;
/*

需求:
某电影院目前正在上映国产大片，共有100张票，而它有3个窗口卖票，请设计一个程序模拟该电影院卖票
1:定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量: private int tickets = 100;
2:在SellTicket类中重写run()方法实现卖票,代码步骤如下、
            A:判断票数大于0，就卖票，并告知是哪个窗口卖的
            B:卖了票之后，总票数要减1
            c:票没有了，也可能有人来问，所以这里用死循环让卖票的动作一直执行
3:定义一个测试类SellTicketDemo,里面有main方法，代码步骤如下
            A:创建SellTicket类的对象
            B:创建三个Thread类的对象，把sellTicket对 象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称
            c.启动线程


 */

public class SellTicket implements Runnable {
    private int tickets = 100;
    private Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (obj) {
                //t1进来之后就会把这段代码锁起来
                if (tickets > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
                    tickets--;
                }
            }
            //t1出来了，这段代码的锁就被释放了

        }

    }
}

 

同步方法解决数据安全问题

 

 非静态方法的锁对应为this

静态方法对应的锁为类名.class

格式为  ：修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名（方法参数） {      }

package com.ThreadTest;
/*

需求:
某电影院目前正在上映国产大片，共有100张票，而它有3个窗口卖票，请设计一个程序模拟该电影院卖票
1:定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量: private int tickets = 100;
2:在SellTicket类中重写run()方法实现卖票,代码步骤如下、
            A:判断票数大于0，就卖票，并告知是哪个窗口卖的
            B:卖了票之后，总票数要减1
            c:票没有了，也可能有人来问，所以这里用死循环让卖票的动作一直执行
3:定义一个测试类SellTicketDemo,里面有main方法，代码步骤如下
            A:创建SellTicket类的对象
            B:创建三个Thread类的对象，把sellTicket对 象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称
            c.启动线程


 */

public class SellTicket implements Runnable {
    private int tickets = 100;
    private Object obj = new Object();
    private int x = 0;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (x % 2 == 0) {
            synchronized (this) {
                //t1进来之后就会把这段代码锁起来
                if (tickets > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
                    tickets--;
                }
            }
                //t1出来了，这段代码的锁就被释放了
            } else {
                sell();
            }
            x++;


        }

    }

    private synchronized void sell() {

        //t1进来之后就会把这段代码锁起来
        if (tickets > 0) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
            tickets--;
        }

    }
}

 线程安全的类（同步）

2.5线程安全的类
StringBuffer
　　●线程安全，可变的字符序列
　　●从版本JDK 5开始，被StringBuilder 替代。通常应该使用StringBuilder类，因为它支持所有相同的操作，但它更快，因为它不执行同步
Vector
　　●从Java 2平台v1.2开始,该类改进了List接口， 使其成为Java Collections Framework的成员。 与新的集合实现
　　不同，Vector被同步。 如果不需要线程安全的实现，建议使用ArrayList代替Vector
Hashtable
　　●该类实现了一个哈希表，它将键映射到值。 任何非nll对象都可以用作键或者值
　　●从Java 2平台v1.2开始，该类进行了改进，实现了Map接口,使其成为Java Collections Framework的成员。
与新的集合实现不同，Hashtable被同步。 如果不需要线程安全的实现，建议使用HashMap代潜Hashtable

在Collections类中有这样一个方法 如下：可以将集合封装为线程同步的对象
 static <T> list<T> synchronizedlist (List<T> list) 返回由指定列表支持的同步(线程安全)列表

 List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
        Map<String, String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, String>());
        Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new TreeSet<String>());

import java.util.*;
I

/*
线程安全的类:
StringBuffer
Vector
Hashtable
*/
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        StringBuilder sb2 = new StringBuilder();

        Vector<String> v = new Vector<String>();
        ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();

        Hashtable<String, String> ht = new Hashtable<String, String>();
        HashMap<String, String> hm = new HashMap<String, String>();

//static <T> list<T> synchronizedlist (List<T> list) 返回由指定列表支持的同步(线程安全)列表
        List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
        Map<String, String> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, String>());
        Set<String> set = Collections.synchronizedSet(new TreeSet<String>());
        
        

    }
}

Module  java.base

软件包  java.util.concurrent.locks

Interface Lock

虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁,在哪里释放了锁，
为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供 了-个新的锁对象Lock

Lock实现提供比使用synchronized方法和语句可以获得的更广泛的锁定操作。

它们允许更灵活的结构化，可能具有完全不同的属性，并且可以支持多个关联的Condition对象。

Lock中提供了获得锁和释放锁的方法
　　●void lock0:获得锁
　　●void unlock0:释放锁

Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantL ock来实例化
ReentrantL ock的构造方法
　　●ReentrantLock0:创建一个ReentrantL ock的实例

生产者消费者

3.1生产者消费者模式概述
生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式，弄懂生产者消费者问题能够让我们对多线程编程的理解更加深刻
所谓生产者消费者问题，实际上主要是包含了两类线程:
　　●一 类是生产者线程用于生产数据
　　●一 类是消费者线程用于消费数据
为了解耦生产者和消费者的关系，通常会采用共享的数据区域，就像是一个仓库
　　●生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中，并不需要关心消费者的行为
　　●消费者只需要从共享数据区中法获取数据, 并不需要关心生产者的行为

为了体现生产和消费过程中的等待和唤醒, Java就提供了几个方法供我们使用，这几个方法在Object类中
Object类的等待和唤醒方法:

 

box类

package com.ThreadTest;

public class Box {
    //定义一个成员变量，表示第几瓶奶
    private int milk;

    //定义一个成员变量表示奶箱的状态
    private boolean state = false;






    //提供存储牛奶和获取牛奶操作
    public synchronized void put(int milk) {
        //如果有牛奶
        if (state) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果没有牛奶

        this.milk = milk;
        System.out.println("送奶工将第" + this.milk + "瓶奶放入奶箱");
//        生产完毕之后，修改奶箱状态
        state = true;
        notifyAll();
    }

    public synchronized void get() {
        //如果么有牛奶等待生产
        if(!state) {
            try {
                wait();

            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        System.out.println("用户拿到第" + this.milk + "瓶奶");
        state = false;
        notifyAll();

    }

}

 producer

package com.ThreadTest;

public class Producer implements Runnable {
    private Box box;

    public Producer(Box box) {
        this.box = box;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            box.put(i);

        }
    }

}

customer

package com.ThreadTest;

public class Customer implements Runnable {
    Box box;

    public Customer(Box box) {
        this.box = box;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            box.get();
        }

    }
}

 测试类

package com.ThreadTest;

public class BoxDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建奶箱对象作为共享数据区域
        Box box = new Box();

        //:创建生产者对象把奶箱对象作为构造坊法参数传递,因为在这个类中要调用存储牛奶的操作
        Producer pd = new Producer(box);
        Customer cs = new Customer(box);

        //创建两个线程
        Thread t1 = new Thread(pd);
        Thread t2 = new Thread(cs);

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
    }
}