java高级编程

Thread类

package com.thread;

/**
 *
 * 测试Thread类中的常用方法
 * 1.start(): 启动当前线程,调用当前线程的run()
 * 2.run():通常需要重写Thread类中的此方法,将创建的线程要执行的操作声明在此方法中
 * 3.currentThread():静态方法,返回执行代码当前的线程
 * 4.getName(): 获取当前线程的名字
 * 5.setName(): 设置当前线程的名字
 * 6.yield(): 释放当前cpu的执行权
 * 7.join():在线程a中调用线程b的join()，方法此时线程a就进入堵塞状态,直到线程b完全执行完线程a才能结束堵塞状态
 * 8.stop(): 已过时。当执行此方法时，强制结束当前线程。
 * 9.sleep(Long millitime)：让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒，在指定millitime毫秒时间内，当前线程是阻塞状态。
 * 10.isAlive():判断线程是否存活
 *
 *
 * 线程的优先级：
 * 1.
 *      MAX_PRIORITY = 10;
 *      NORM_PRIORITY = 5;
 *      MIN_PRIORITY = 1;
 *
 * 2.如何获取和设置当前线程的优先级：
 *
 *      setPriority(int newPriority):设置线程的优先级
 *      getPriority():获取线程的优先级
 *
 *      说明： 高优先级的线程要抢占低优先级线程cpu的执行权，但是只是从概率上讲，高优先级的线程高概率
 *             的情况下被执行。并不意味着只有当高优先级的线程执行完以后，低优先级的线程才执行
 *
 * @author Dixon
 * @create 2022-05-14 11:33
 */
public class ThreadMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        MyThreadTest01 m1 = new MyThreadTest01();
        m1.setName("偶数线程01");

        System.out.println("偶数线程：" + m1.getPriority());
        m1.setPriority(1);
        m1.start();

        System.out.println("偶数线程：" + m1.getPriority());

        //主线程setName()
        Thread.currentThread().setName("主线程");
        for(int i=0; i < 20; i++){
            if(i%2==0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" +i);
            }
            if(i == 20){
                try {
                    m1.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    System.out.println(e.getMessage());
                }
            }
        }
        System.out.println(m1.isAlive());
        System.out.println("主线程：" + Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

class MyThreadTest01 extends Thread{

    public MyThreadTest01() {
    }

    //调用父类有参构造器去设置线程名字 == setName()
    public MyThreadTest01(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void run(){
        for(int i=0; i < 10; i++){
            if(i%2==0){
                try {
                    sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" +i);
            }
//            if(i%20 ==0){
//                yield();
//            }
        }
    }
}

package com.thread;

/**
 * 创建多线程的方式二：现实Runnable接口
 *          1.创建一个实现了Runnable接口的类
 *          2.实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()
 *          3.创建实现类的对象
 *          4.将此对象作为参数传递到Thread类的构造器，创建Thread类的对象
 *          5.通过Thread类的对象调用start()
 *
 * @author Dixon
 * @create 2022-05-16 15:16
 */


//1.创建一个实现了Runnable接口的类
class MThread implements Runnable{
    //2.实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i%2==0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() +":" + i);
            }
        }
    }
}

public class ThreadTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建实现类的对象
        MThread mThread = new MThread();
        //4.将此对象作为参数传递到Thread类的构造器，创建Thread类的对象
        Thread thread1 = new Thread(mThread);
        //5.通过Thread类的对象调用start(),start()1是启动线程，2调用当前线程的run方法
        thread1.start();

        //再启动一个线程，遍历100以内的偶数
        Thread thread2 = new Thread(mThread);
        thread2.start();
    }
}

 比较创建线程两种方式：

　　开发中：优先选择： 实现Runnable的接口的方式

　　原因：1.实现的方法没有类的单继承性的局限性。

　　　　　2.实现的方法是更适合来处理多个线程共享数据的情况。

　　联系：class Thread implements Runnable {}

　　相同点：两种方式去重写run()，将线程要执行的逻辑声明在run()中。

多线程创建方式三：

package com.callable;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

/**
 *创建多线程方式三
 *如何理解实现callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大?
 *
 * 1. caLL()可以有返回值的。
 * 2. call()可以抛出异常，被外面的操作捕获，获取异常的信息
 * 3. callAbLe是支持泛型的
 *
 * @author Dixon
 * @create 2022-05-20 8:45
 */



// 1.创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable{

    //2.实现call方法，将此线程需要的执行操作声明在call()中
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        int sum =0;
        for (int i = 1; i <=100 ; i++) {
            if(i%2 ==0){
                System.out.println(i);
                sum += i;
            }
        }
        return sum;
    }
}

public class ThreadNew {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建Callable接口实现类的对象
        NumThread numThread = new NumThread();
        //4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象
        FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
        // 5.将futureTask类的对象作为参数传递到Thread构造器中，创造Thread对象，并调用start()
        new Thread(futureTask).start();

        // 6.获取Callable中call方法的返回值，看你是否对返回值感兴趣
        //get()返回值即为FutureTask构造器Callable实现类重写的call()返回值
        try {
            Object sum = futureTask.get();
            System.out.println("综合为：" + sum);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
    
    
}

 多线程创建方式四：

package com.thread.xianchengchi;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

/**
 *创建线程的方式四---使用线程池
 *
 * 8.6JDK5.0新增线程创建方式
 * 新增方式二:使用线程池
 * 背景:经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。
 * 思路:提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
 * 好处:
 *          1.提高响应速度（减少了创建新线程的时间)
 *          2.降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建)
 *          3.便于线程管理
 * corePoolSize:核心池的大小maximumPoolSize:最大线程数
 * keepAliveTime:线程没有任务时最多保持多长时间后会终止√ ...
 *
 *
 * 8.6 JDK5.0新增线程创建方式
 * 线程池相关API
 * JDK 5.0起提供了线程池相关API:ExecutorService和 ExecutorsExecutorService:真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
 * void execute(Runnable command):执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行
 * Runnable
 * <T> Future<T> submit(Callable<T> task):执行任务，有返回值，一般又来执行
 * Callable
 * >void shutdown():关闭连接池
 * Executors:工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池Executors.newCachedThreadPool():创建一个可根据需要创建新线程的线程池Executors.newFixedThreadPool(n);创建一个可重用固定线程数的线程池
 * Executors.newSingleThreadExecutor():创建一个只有一个线程的线程池
 * Executors.newScheduledThreadPool(n):创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
 *
 * @author Dixon
 * @create 2022-05-20 9:19
 */


class NumberThread implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <=100 ; i++) {
            if(i%2 !=0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + i);
            }
        }
    }
}

class NumberThread1 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <=100 ; i++) {
            if(i%2==0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" +i);
            }
        }
    }
}

public class ThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.提供指定线程数量的线程池
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;

        //设置线程池的属性
        System.out.println(service.getClass());
//        service1.setCorePoolSize();


        ////2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
        service.execute(new NumberThread()); //适合使用于Runnable
        service.execute(new NumberThread1()); //适合使用于Runnable
        //3.关闭连接池
        service.shutdown();
//        service.submit(Callable callable) //适合使用于Callable
    }
}

 

 

解决线程安全问题：

方式一：

package com.thread;


/**
 *
 * * 例子：创建三个窗口去卖票，总票数为100 第二种方式 Runnable
 *
 *  1.问题:卖票过程中,出现重票和错票
 *  2.问题出现的原因: 当某个线程操作车票的过程中,尚未操作完成时,其他线程参与进来，也操作车票。
 *  3.如何解决：当线程a在操作ticket的时候，其他线程不能参与进来，直到线程a操作完ticket才可以开始操作ticket。
 *              即使线程a出现阻塞，也不能被改变。
 *  4.在Java中，我们通过同步机制，来解决线程的安全问题。
 *          方式一： 同步代码块
 *          synchronized(同步监视器){
 *              //需要被同步的代码
 *          }
 *          说明： 1.操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码。-->不能包含代码多了也不能包含代码少了。
 *                2.共享数据：多个线程共同操作的变量。比如ticket就是共享数据
 *                3.同步监视器：俗称：锁。 任何一个类的对象，都可以充当锁。
 *                             要求：多个线程必须要共用一把锁。
 *                补充:在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。
 *                     在继承Thread类创建多线程的方式中，填用this充当同步监视器。可以考虑当前类充当监视器。
 *
 *
 *
 *          方式二： 同步方法
 *                  如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的。
 *
 *                  关于同步方法的总结:
 *                  1.同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明。
 *                  2．非静态的同步方法，同步监视器是: this
 *                       静态的同步方法，同步监视器是:当前类本身
 *
 *
 *
 *
 *
 *
 *
 * 5.同步的方式：
 *          解决了线程的安全问题。----好处
 *          操作同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待。相当于单线程的过程，效率低---局限性
 *
 *
 * @author Dixon
 * @create 2022-05-16 15:46
 */


class WindowsTest1 implements Runnable{
    private  int ticket = 100;
//    private Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {

            synchronized(this){// this 是唯一WindowsTest1的对象//synchronized (obj) { // 括号内是同步监视器
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票，票号为：" + ticket);
                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

public class WindowTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        // WindowsTest只new一个对象 所以ticket只有100张，所以属性不需要加static。
        WindowsTest1 windowsTest = new WindowsTest1();
        Thread t1 = new Thread(windowsTest);
        Thread t2 = new Thread(windowsTest);
        Thread t3 = new Thread(windowsTest);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

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

方式二：

package com.thread;

/**
 * 使用同步方法来解决实现Runnable接口的线程安全问题
 *
 *
 * @author Dixon
 * @create 2022-05-17 16:35
 */
class WindowsTest12 implements Runnable{
    private  int ticket = 100;
    private int count;
//    private Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized(this){// this 是唯一WindowsTest1的对象//synchronized (obj) { // 括号内是同步监视器
            int show = show();
            if (show !=0){
                break;
                }
            }
        }
    }
    

    private synchronized int show(){
        if (ticket > 0) {
//            try {
//                Thread.sleep(100);
//            } catch (Exception e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票，票号为：" + ticket);
            ticket--;
            count++;
            return 0;
        }else {
            return 1;
        }
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

public class WindowsTest03 {
    public static void main(String[] args) {
        // WindowsTest只new一个对象 所以ticket只有100张，所以属性不需要加static。
        WindowsTest12 windowsTest = new WindowsTest12();
        Thread t1 = new Thread(windowsTest);
        Thread t2 = new Thread(windowsTest);
        Thread t3 = new Thread(windowsTest);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

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

        try {
            Thread.sleep(7000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(t1.getName() + "今天买票总数是：" + windowsTest.getCount());
        System.out.println(t2.getName() + "今天买票总数是：" + windowsTest.getCount());
        System.out.println(t3.getName() + "今天买票总数是：" + windowsTest.getCount());
    }
}

方式三：

package com.thread;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 *
 * 解决线程安全问题的方式三：Lock锁---jdk5.0新增
 *
 *
 * @author Dixon
 * @create 2022-05-18 10:40
 */

class WindowsLock  implements Runnable{
    private int ticket = 100;
    // 1.实例化ReentrantLock
    private ReentrantLock lock =new ReentrantLock(true);

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            try {
                //2.调用lock()
                lock.lock();
                if (ticket > 0){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"卖票的票号为" + ticket);
                    ticket--;
                }else {
                    break;
                }
            } finally {
                //3. 调用解锁方法unlock()
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}



public class LockTest {
    public static void main(String[] args) {
        WindowsLock windowsLock = new WindowsLock();
        Thread t1 = new Thread(windowsLock);
        Thread t2 = new Thread(windowsLock);
        Thread t3 = new Thread(windowsLock);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

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

    }
}

1.面试题: synchronized 与Lock的异同?

　　相同:二者都可以解决线程安全问题

　　不同:

　　　　synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器

　　　　Lock需要手动的启动同步(Lock())，同时结束同步也需要手动的实现(unlock()

2.优先使用顺序:
Lock 同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源〉→同步方法（在方法体之外)

 

线程通信：

package com.Communication;

/**
 *
 * 线程通信的列子：使用2个线程打印1-100. 线程1和线程2交替打印
 *
 * 涉及到的三个方法:
 * wait( ):一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。
 * notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的
 * notifyALL():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。
 *
 *
 * *说明:
 * 1.wait( )，notify( )，notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。
 * 2.wait()，notify()，notifyAlL()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。
 * 否则，会出现IllegalMonitorStateException异常
 * 3.wait()，notify()，notifyAlL()三个方法是定义在java.Lang.Object
 *
 *  面试题： slee()和wait()的异同？
　　　　　　1.相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入堵塞状态。
　　　　　　2.不同点: 1）两个方法声明的位置不同: Thread类中声明sleep() , object类中声明wait()
　　　　　　　　　　　 2）调用的要求不同: sleep()可以在任何需要的场景下调用。wait()必须使用在同步代码或者同步方法中
　　　　　　　　　　　 3）关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或者同步方法中，sleep()不会释放同步监视器。
　　　　　　　　　　　　　　wait()方法会　

 * @author Dixon
 * @create 2022-05-19 11:06
 */

class Number implements Runnable{
 private int num =1;

 @Override
 public void run() {

   while (true){
    synchronized (this) {

      notify();// 唤醒

      if (num<=100){

      try {
       Thread.sleep(100);
      } catch (InterruptedException e) {
       e.printStackTrace();
      }

      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + num);
      num++;

       try {
        // 使用调用如下wait()方法的线程进入阻塞状态
        wait(); // 一旦执行了wait()方法后 会释放锁
       } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
       }
      }else {
          break;
       }
    }
   }
 }
}

public class CommunicationTest {
 public static void main(String[] args) {
  Number number = new Number();
  Thread t1 = new Thread(number);
  Thread t2 = new Thread(number);

  t1.setName("线程1");
  t2.setName("线程2");

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

 }
}