java学习之旅(day.19)

多线程

线程简介

多任务：同时做多件事

进程（Process）：在操作系统中运行的程序就是进程，如QQ,播放器，游戏。

线程（Thread）：一个进程可以有多个线程，如视频中同时听声音，看弹幕，看图像。一个进程中至少有一个线程

多线程：多条线路同时跑起来执行一些东西

线程的创建

Thread、 Runnable、 Callable

线程的三种创建方式

Thread class 继承Thread类（重点）

将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。接下来可以分配并启动该子类的实例，即：

自定义线程类继承Thread类
重写run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start（）方法启动线程

package com.zhang.Thread.demo01;
//创建线程方式一：继承Thread类,重写run（）方法，调用start方法开启线程
//注意：线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行

public class TestThread01 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        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
        TestThread01 testThread01=new TestThread01();
        //调用start()方法开启线程
        testThread01.start();//这样写run方法和下面的语句（主线程）是交替（同时）执行的，但若改为testThread01.run（），则按顺序执行
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程"+i);

        }
    }
}

多线程网图下载

package com.zhang.Thread.demo01;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

//练习Thread，实现多线程同步下载图片
public class TestThread02 extends Thread{
    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    //写一个构造器//  用构造器丢入url和name
    public TestThread02(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);//此刻就下载完了
        //打印
        System.out.println("下载了的文件名为："+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread02 t1=new TestThread02("https://t2.chei.com.cn/axvert/img/1849288675.jpg","1.jpg");
        TestThread02 t2=new TestThread02("https://t1.chei.com.cn/axvert/img/2878021138.jpg","2.jpg");
        TestThread02 t3=new TestThread02("https://t2.chei.com.cn/axvert/img/2856626941.jpg","3.jpj");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}


//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    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，doenloader方法出现问题");
        }
    }
}

Runnable接口实现Runnable接口（重点）

声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后可以分配该类的实例，在创建 Thread 时作为一个参数来传递并启动。即：

定义MyRunnable类实现Runnable接口
实现tun方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start（）方法启动线程

package com.zhang.Thread.demo01;
//创建线程方式2：实现runnable接口，重写run方法，执行线程需要丢入runnable接口实现类，调用start方法
public class TestThread03 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码---"+i);

        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建一个Runnable接口的实现类对象
        TestThread03 testThread03=new TestThread03();

        //创建线程对象，通过线程对象开启线程（代理）
        Thread thread=new Thread(testThread03);//创建一个对象，把runnable接口的实现类的一个对象丢进来

        thread.start();//调用线程的start方法 上两行可简写为：new Thread(testThread03).start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程"+i);

        }
    }

}

package com.zhang.Thread.demo01;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

//练习Thread，实现多线程同步下载图片
//把之前写的继承Thread改为实现Runnable接口
public class TestThread02gai implements Runnable{
    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    //写一个构造器//  用构造器丢入url和name
    public TestThread02gai(String url,String name){
        this.url=url;
        this.name=name;
    }
//下载图片线程的执行体
    @Override
    public void run() {
        WebDownloader1 webDownloader=new WebDownloader1();
        webDownloader.downloader(url,name);//此刻就下载完了
        //打印
        System.out.println("下载了的文件名为："+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread02gai t1=new TestThread02gai("https://t2.chei.com.cn/axvert/img/1849288675.jpg","1.jpg");
        TestThread02gai t2=new TestThread02gai("https://t1.chei.com.cn/axvert/img/2878021138.jpg","2.jpg");
        TestThread02gai t3=new TestThread02gai("https://t2.chei.com.cn/axvert/img/2856626941.jpg","3.jpg");
        new Thread(t1).start();
        new Thread(t2).start();
        new Thread(t3).start();
    }
}


//下载器
class WebDownloader1{
    //下载方法
    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，doenloader方法出现问题");
        }
    }
}

继承Thread和实现Runnable的区别

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()
- 不建议使用这种方法，避免OOP单继承局限性
实现Runnable接口
- 实现接口Runnable具有多线程能力
- 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

初识并发问题

package com.zhang.Thread.demo01;
//多个线程同时操作一个对象
//买火车票的例子

//运行完毕后发现问题：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱（多个人抢到了同一张票）
public class TestThread04 implements Runnable{

    //票数
    private int ticketNums=10;
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (true){
            if (ticketNums<=0){
                break;
            }
            //模拟延时，不要也行
            try {
                Thread.sleep(200);//有个异常
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"张票");//可以获得当前执行线程的名字
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //需要一个对象，三个线程
        TestThread04 ticket=new TestThread04();//对象

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

龟兔赛跑案例

首先来个赛道距离，然后要离终点越来越近
判断比赛是否结束
打印出胜利者
龟兔赛跑开始
故事中乌龟获胜，兔子需要睡觉，所以模拟兔子睡觉
最终，乌龟获胜

package com.zhang.Thread.demo01;
//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable{

    private static String winner;//使用static保证只有一个winner？
    @Override
    public void run() {//跑步
        for (int i = 0; i <=100; i++) {
            //模拟兔子睡觉
            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子")&&i%10==0){
                try {
                    Thread.sleep(20);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

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


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

    }
    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){//传一个步数
        //判断比赛是否由胜利者
        if (winner!=null){//如果已经存在胜利者了
           return  true;
        }{//代码块
            if (steps>=100){
                winner=Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is"+winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Race race=new Race();
        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}

Callable接口实现Callable接口（现阶段了解）

实现Callable接口

实现Callable接口，需要返回值类型
重新call方法，需要抛出异常
创建目标对象
创建执行服务 ExcutorService ser=Executors.newFixedThreadPool(1);
提交执行 Futureresult1=ser.submit(t1);
获取结果 Boolean r1=result1.get()
关闭服务 ser.shutdownNow();

package com.zhang.Thread.demo02;

import com.zhang.Thread.demo01.TestThread02;
import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

//线程创建方式三：实现Callable接口
//callable的好处
//1.可以定义返回值
//2.可以抛出异常
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {//返回值
    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    //写一个构造器//  用构造器丢入url和name
    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);//此刻就下载完了
        //打印
        System.out.println("下载了的文件名为："+name);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        TestCallable t1=new TestCallable("https://t2.chei.com.cn/axvert/img/1849288675.jpg","1.jpg");
        TestCallable t2=new TestCallable("https://t1.chei.com.cn/axvert/img/2878021138.jpg","2.jpg");
        TestCallable t3=new TestCallable("https://t2.chei.com.cn/axvert/img/2856626941.jpg","3.jpg");

        // 创建执行服务
        ExecutorService ser= Executors.newFixedThreadPool(3);//new了一个池子，可以放3个线程

        //提交执行
        Future<Boolean>r1=ser.submit(t1);
        Future<Boolean>r2=ser.submit(t2);
        Future<Boolean>r3=ser.submit(t3);
        //获取结果
        Boolean rs1=r1.get();//此处要抛出异常
        Boolean rs2=r2.get();//此处要抛出异常
        Boolean rs3=r3.get();//此处要抛出异常
        //打印下返回值
        System.out.println(rs1);
        System.out.println(rs2);
        System.out.println(rs3);
        //关闭服务
        ser.shutdownNow();
        //创建了一个服务，通过服务提交线程，获得线程的返回值，最后关闭服务
    }

}

//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    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，doenloader方法出现问题");
        }
    }
}

Lamda表达式

为什么要使用Lamda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
去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑
其实质属于函数式编程的概念

理解Functional Interface(函数式接口)是学习java8 lambda表达式的关键所在

函数式接口的定义

任何接口，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。如：

public interface Runnable{

public abstract void run();

}

对于函数式接口，可以通过lambda表达式来创建该接口的对象

package com.zhang.Thread.demo03;
//lambda表达式
public class TestLambda {
    public static void main(String[] args) {
        //可以利用接口创建实现对象
        ILike like=new Like();//创建一个接口对象，new一个实现类
        like.lambda();
    }
}
//定义一个函数式接口，
interface ILike{
    void lambda();
}
//实现类
class Like implements ILike{
    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("I like lambda");

    }
}

优化

package com.zhang.Thread.demo03;
//lambda表达式
public class TestLambda {
    //3.静态内部类  把实现类放到类里
    static class Like2 implements ILike{
        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("I like lambda2");

        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        //可以利用接口创建实现对象
        ILike like=new Like();//创建一个接口对象，new一个实现类
        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 lambda3");

            }
        }
        like=new Like3();
        like.lambda();

//5.匿名内部类，类无名字，必须借助接口或者父类(接口或者父类都要重写其方法)
        like=new ILike() {
            @Override//new的时候自动生成的
            public void lambda() {
                System.out.println("I like lambda4");
            }
        };//这是一行语句
        like.lambda();


//6.用lambda()简化，只要5中方法后面的部分，接口和方法名间的都不要,拿过来加箭头
        like=()->{
            System.out.println("I like lambda5");
        };//这是一行语句

        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 lambda");

    }
}
//优化：可以把类放到里面去

一遍不行就再来一遍

package com.zhang.Thread.demo03;

public class TestLambda2 {
    //1.静态内部类
   static class Love1 implements ILove {
        @Override
        public void love(int a) {
            System.out.println("I love you" + a);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ILove love=new Love1();
        love.love(2);

     //2.局部内部类
        class Love implements ILove{
            @Override
            public void love(int a) {
                System.out.println("I love you"+a);
            }
        }
        //3.匿名内部类
       ILove love1= new ILove() {
           @Override
           public void love(int a) {
               System.out.println("I love you"+a);
           }
       };
        love1.love(3);
        //4.lambda表达式简化
        ILove love2=(int a)-> {
            System.out.println("I love you"+a);
        };
        love2.love(4);

        //5.再简化1，去掉参数类型
        love=(a)-> {
            System.out.println("I love you"+a);
        };
        love.love(5);
        //6.再简化2  简化括号
        love=a-> {
            System.out.println("I love you"+a);
        };
        love.love(6);
        //再简化3   去掉花括号
        love=a->System.out.println("I love you"+a);
        love.love(7);
//总结下：
        //1.lambda表达式只有一行代码的情况下才能简化为一行（再简化3），如果由多行，就用代码块包裹（加花括号）
        //2.前提是接口是函数式接口
        //3.多个参数也可以去掉参数类型（再简化1），要去参数类型，每个参数的参数类型都要去，必须加括号，如：int a  int b,去掉参数类型后写为（a,b）

    }

}
//定义一个接口
interface ILove{
    //里面要有一个方法
    void love(int a);//这次方法给个参数

}
//实现类
class Love implements ILove{
    @Override
    public void love(int a) {
        System.out.println("I love you"+a);
    }
}
//继续向上一个代码那样优化

静态代理模式

package com.zhang.Thread.demo03;
//静态代理模式总结
//1.真实（目标）对象和代理对象都要实现同一个接口
//2.代理对象要代理真实角色

//好处：
//1.代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
//2.真实对象专注于做自己的事情就好了
//结婚实现
public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        //最后加个开启线程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

                System.out.println("爱吗");
            }
        }).start();

        //或者用lambda表达式来简化，因为runnable接口只有一个run方法
        new Thread(()-> System.out.println("爱吗")).start();//Thread类相当于WeddingCompany，是一个代理，代理中间的真实对象，真实对象是runable接口，调用一个start方法

       //代理,用婚庆公司去结婚
        /*//原来这样调
        You you=new You();
        you.HappyMarry();
         */
        //现在用代理来调
        //下面两行代码可以简写成这样
        new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();
       //WeddingCompany weddingCompany=new WeddingCompany(new You());//这里的参数为结婚的真实对象 //WeddingCompany通过构造方法传递一个目标对象you
       // weddingCompany.HappyMarry();//用婚庆公司调用一个方法结婚，而不是you直接调方法，代理
    }
}
//共同的接口
interface Marry{
    void HappyMarry();
}
//需要有一个对象来实现结婚这个接口
//You 你是真实角色
class You implements Marry{
    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("要结婚了");
    }
}
//WeddingCompany  婚庆公司只是代理角色，帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry{
    private Marry target;//代理对象，真实对象要作为参数传给代理对象
    //构造方法传递参数

    public WeddingCompany(Marry target) {//真实目标角色通过此处传递过来
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void HappyMarry() {

        //结婚前要干什么
        before();//alt+enter创建一个方法
        this.target.HappyMarry();//真实对象调用结婚//这个对象要结婚，真实角色为You，要把他传递过来
        after();//alt+enter创建一个方法
    }

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

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

线程状态

线程方法

setPriority(int newPriority) 更改线程的优先级

static void sleep (long millis) 在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠

void join() 等待该线程终止

static void yield() 暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程

void interrupt 线程中断，不建议用这个

boolean isAlive() 测试线程是否处于活动状态

停止线程

不推荐使用JDK提供的stop() destroy() 方法（已废弃），推荐让线程自己停下来。

建议使用一个标志位进行终止变量当flag=false，则终止线程运行

package com.zhang.Thread.demo03.state;
//测试停止线程
//1.建议线程正常停止，利用次数，不建议死循环
//2.建议使用标志位   设置一个标志位
//3.不要使用stop或者destroy等过时或JDK不建议使用的方法
public class TestStop implements Runnable{
    //1.设置一个标志位
    private boolean flag=true;


    @Override
    public void run() {//线程体
        int i=0;
        while (flag){
            System.out.println("run...Thread"+i++);
        }
    }
    //2.设置一个公开的方法停止线程  转换标志位
    public void stop(){
        this.flag=false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestStop testStop=new TestStop();//创建了一个Runnable实现对象

        new Thread(testStop).start();//将这个线程对象丢入线程，启动线程

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main" +i);
            if (i==900){
                testStop.stop();//调用stop方法，切换标志位，让线程停止,这里调用的stop方法不是JDK的，而是自己写的
                System.out.println("线程该停止了");
            }
        }

    }
}

线程休眠

sleep(时间) 指定当前阻塞的毫秒数
sleep存在InterruptedException；需要抛出
sleep时间达到后线程进入就绪状态
sleep可以模拟网络延迟，倒计时等
每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁

模拟网络延时

package com.zhang.Thread.demo03.state;

import com.zhang.Thread.demo01.TestThread04;

//模拟网络延时:可以放大问题的发生性
public class TestSleep implements Runnable{

    //票数
    private int ticketNums=10;
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (true){
            if (ticketNums<=0){
                break;
            }
            //模拟延时
            try {
                Thread.sleep(200);//有个异常
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"张票");//可以获得当前执行线程的名字
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //需要一个对象，三个线程
        TestSleep ticket=new TestSleep();//对象

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

模拟倒计时

package com.zhang.Thread.demo03.state;
//模拟倒计时
public class TestSleep2 {
    public static void main(String[] args) {

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


    //方法   模拟倒计时
    public static void turnDown() throws InterruptedException{
        int num=10;
        while (true){
            Thread.sleep(1000);//这里需要抛出异常
            System.out.println(num--);
            if (num<=0){
                break;
            }
        }
    }
}

模拟更新当前时间

package com.zhang.Thread.demo03.state;

import com.zhang.GUI.Lesson06.Data;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

//获取当前系统时间
public class TestSleep3 {
    public static void main(String[] args) {
        Date startTime=new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统当前的时间

        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime=new Date(System.currentTimeMillis());//更新当前时间 没有这个更新时间的话，输出的一直是一个时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

线程礼让(yield)

礼让线程：让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞，将线程从运行状态转为就绪状态。但是礼让不一定会成功，还是看CPU的心情

package com.zhang.Thread.demo03.state;
//测试礼让线程
//礼让不一定成功，还是看CPU心情
public class TestYield {
    public static void main(String[] args) {
        MyYield myYield=new MyYield();

        new Thread(myYield,"a").start();
        new Thread(myYield,"b").start();
    }
}
class MyYield implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始执行");  //Thread.currentThread().getName()得到线程的名字
        Thread.yield();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
    }
}

线程强制执行join

join合并线程，待此线程执行完成后，再执行其他线程，其他线程阻塞。可看作插队

package com.zhang.Thread.demo03.state;
//测试join方法，当做插队
public class TestJoin implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("线程VIP来了"+i);
        }

    }


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        //启动线程
       TestJoin testJoin= new TestJoin();
       Thread thread=new Thread(testJoin);
       thread.start();
       
       
       
       //主线程
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            if (i==200){
                thread.join();//需要抛出异常//插队  当i=200时，执行线程VIP，执行完再接着执行主线程
                System.out.println("main"+i);
            }
        }
    }
}

线程状态观察

Thread.state

new 新生状态

尚未启动的线程处于此状态

runnable 运行状态

在Java虚拟机中执行的线程处于此状态

blocked

被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态

waiting

正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态

timed waiting

正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态

terminated

已退出的线程处于此状态

package com.zhang.Thread.demo03.state;
//观察测试线程的状态
public class TestState {



    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Thread thread=new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);//这里要捕获异常
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("///////");
        });


        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();//thread.getState();返回的是一个状态，接收返回的对象，alt+enter可以把他的变量创建出来
        System.out.println(state);//NEW

        //观察启动后
        thread.start();
        //启动完后继续观察状态
        state=thread.getState();//不用每次都创建一个新的对象，节省空间
        System.out.println(state);//RUNNABLE

        //跑的时候有可能阻塞也有可能死亡，监听一下
        while (state!=Thread.State.TERMINATED){//只要线程不停止，就一直输出状态
            Thread.sleep(100);
            state=thread.getState();//更新线程的状态
            System.out.println(state);//输出状态 TERMINATED
        }


        //如果线程停止之后，再调用start是启动不了的,死亡之后的线程就不能再启动了
        //thread.start();
    }
}

线程的优先级(priority)

java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，线程调度员器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行

线程的优先级用数字表示，范围1-10，优先级高不一定先执行，还是看CPU心情，但是优先级高，执行的时候权重就高

先设置优先级再启动

package com.zhang.Thread.demo03.state;
//测试线程的优先级
public class TestPriority {
}
//来一个线程的类，然后实现runnable接口
class MyPriority implements Runnable{
    public static void main(String[] args) {
        //主线程的优先级是默认的，改不了
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());



        MyPriority myPriority=new MyPriority();

        Thread t1=new Thread(myPriority);
        Thread t2=new Thread(myPriority);
        Thread t3=new Thread(myPriority);
        Thread t4=new Thread(myPriority);
        Thread t5=new Thread(myPriority);
        Thread t6=new Thread(myPriority);

        //先设置优先级再启动
        t1.start();

        t2.setPriority(1);
        t2.start();

        t3.setPriority(4);
        t3.start();

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//MAX_PRIORITY=10
        t4.start();

        //t5.setPriority(-1);
        //t5.start();报错

        //t6.setPriority(11);
        //t6.start();报错
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());//得到线程的名字和线程的优先级
    }
}

守护线程（daemon）

线程分为用户线程和守护线程

虚拟机必须确保用户线程执行完毕

虚拟机不必等待守护线程执行完毕

package com.zhang.Thread.demo03.state;
//测试守护线程
//上帝守护你
public class TestDaemon {
    public static void main(String[] args) {
        God god=new God();
        You you=new You();

       //让God变成守护线程
       Thread thread=new Thread(god);
       thread.setDaemon(true);//返回值位布尔值,默认是false，表示用户线程，正常的线程都是用户线程
        thread.start();

        //启动You  用户线程
        new Thread(you).start();

    }
}
//两个类：上帝  你

//上帝
class God implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while (true){
        System.out.println("有你麻痹的的上帝");
        }
    }
}

//你
class You implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("你的一生都开心");
        }
        System.out.println("goodBye");
    }
}

线程同步机制

发生再多个线程操作同一个资源的时候

并发：同一个对象被多个线程同时操作（多个线程访问同一个对象）

处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，这时就需要线程同步，线程同步其实就是一种等待机制排队，等前面的线程使用完毕，下一个线程再使用

每个对象都有一个锁，队列+锁才能保证线程同步的安全性。就像排队上厕所，不仅要排队，还要给厕所安装个锁

锁机制：synchronized

当统一进程的多个线程共享一块存储空间时，会发生冲突问题，为保证数据在方法种被访问时的正确性，访问时加入锁机制，当一个i小鹌鹑获得对习性的排他锁，独占资源，其他线程必须等待，使用后释放锁即可。但存在下列问题

一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起
多线程竞争时，加锁，释放锁会导致较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题
如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁，会导致优先级倒置，引发性能问题

安全和性能不可兼得

三大不安全案例

买票

package com.zhang.Thread.demo03.demo04.synch;
//不安全的买票
//运行后发现线程不安全，有负数
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket ststion= new BuyTicket();

        new Thread(ststion,"小明").start();
        new Thread(ststion,"小张").start();
        new Thread(ststion,"小邢").start();
    }
}
class BuyTicket implements Runnable{
    //票
    private int ticketNums=10;
    boolean flag=true;//外部停止方式
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (true){
            buy();
        }
    }
    //买票的方法
    private void buy(){
        //买票先得判断是否有票
        if (ticketNums<=0){
            flag=false;
            return;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //有票就买
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"张票");
    }
}

取钱

package com.zhang.Thread.demo03.demo04.synch;
//不安全的取钱
//两个人去银行取钱。账户
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(100,"基金");//账户
//线程
        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing girlfriend = new Drawing(account,100,"girlfriend");

        you.start();
        girlfriend.start();
    }
}
//账户
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名
    //构造方法

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}
//银行:模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里多少钱
    int nowMoney;
    //写一个构造方法
    public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

        //重写run方法
        //取钱
        @Override
        public void run() {
        //还是先判断有没有钱
            if (account.money-drawingMoney<0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
                return;//钱不够就退出
            }
            //模拟延时    sleep可以放大问题的发生性
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            //钱够的话就取
            account.money=account.money-drawingMoney;//卡内余额=余额-取掉的钱
            //现在你手里的钱
            nowMoney=nowMoney+drawingMoney;

            System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
            //这里this.getName()与Thread.currentThread().getName()是一样的
    }
}

集合

package com.zhang.Thread.demo03.demo04.synch;

import com.sun.scenario.effect.impl.sw.sse.SSEBlend_SRC_OUTPeer;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//线程不安全的集合：ArrayList  某两个线程同一瞬间操作了同一位置，把两个数组添加到了同一个位置，就覆盖了。元素就少了，也就是不是一个萝卜一个坑，而是多个萝卜一个坑
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {//开启了10000条线程
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());//名字添加到集合list中
            }).start();
        }
        System.out.println(list.size());//集合的大小  8480    期待值应为10000
    }
}

同步方法及同步机制

2.1

2.11

把之前写的三个改安全

package com.zhang.Thread.demo03.demo04.synch;
//不安全的买票
//运行后发现线程不安全，有负数

//改为安全的买票，只需在买票的方法buy那加关键字synchronized
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket ststion= new BuyTicket();

        new Thread(ststion,"小明").start();
        new Thread(ststion,"小张").start();
        new Thread(ststion,"小邢").start();
    }
}
class BuyTicket implements Runnable{
    //票
    private int ticketNums=10;
    boolean flag=true;//外部停止方式
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (true){
            buy();
        }
    }
    //买票的方法
    private synchronized void buy(){//此处加synchronized  同步方法 锁的对象是this(BuyTicket)
        //买票先得判断是否有票
        if (ticketNums<=0){
            flag=false;
            return;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //有票就买
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"张票");
    }
}



====================================================
    package com.zhang.Thread.demo03.demo04.synch;
//不安全的取钱
//两个人去银行取钱。账户
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(100,"基金");//账户
//线程
        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing girlfriend = new Drawing(account,100,"girlfriend");

        you.start();
        girlfriend.start();
    }
}
//账户
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名
    //构造方法

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}
//银行:模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里多少钱
    int nowMoney;
    //写一个构造方法
    public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

        //重写run方法
        //取钱  synchronized默认锁的是this
        @Override
        public  void run() {//此处加synchronized 不行,锁run方法中this指的是Drawing，但是操作的增 删 改的对象不是Drawing，应该锁银行（改变的是account，应该锁account），而不是锁this，用同步块
        synchronized (account){//锁的是account，把代码丢到块里（方法丢到方法里，块就丢到块里）    锁的对象是变化的量（需要增 删  改的对象）
            //还是先判断有没有钱
            if (account.money-drawingMoney<0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
                return;//钱不够就退出
            }
            //模拟延时    sleep可以放大问题的发生性
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            //钱够的话就取
            account.money=account.money-drawingMoney;//卡内余额=余额-取掉的钱
            //现在你手里的钱
            nowMoney=nowMoney+drawingMoney;

            System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
            //这里this.getName()与Thread.currentThread().getName()是一样的

        }

    }
}
===========================================================================
    package com.zhang.Thread.demo03.demo04.synch;

import com.sun.scenario.effect.impl.sw.sse.SSEBlend_SRC_OUTPeer;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//线程不安全的集合：ArrayList  某两个线程同一瞬间操作了同一位置，把两个数组添加到了同一个位置，就覆盖了。元素就少了，也就是不是一个萝卜一个坑，而是多个萝卜一个坑
public class UnsafeList {
    public static  void main(String[] args) {//锁list
        List<String>  list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {//开启了10000条线程
            new Thread(()->{
                synchronized (list){//锁完就好了
                    list.add(Thread.currentThread().getName());//名字添加到集合list中
                }

            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());//集合的大小  8480    期待值应为10000
    }
}

CopyOnWriteArrayList 这个集合是安全的

package com.zhang.Thread.demo03.state;

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

//测试JUC安全类型的集合
public class TestJUC {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list=new CopyOnWriteArrayList<String>(); // 集合都加泛型 这个list是线程安全的

        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }

        try {
            Thread.sleep(3000);//要捕获异常
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

死锁

谁都不让谁，两个线程都想要这个资源，但谁都不让谁

多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形，某一个同步块同时拥有两个以上对象的锁时，就可能发生死锁的问题

产生死锁的四个必要条件

互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用
请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放（拿了镜子还想拿口红，但我就不想把镜子释放给另一个人）
不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺
循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系（我想要你的，你想要我的）

只要破坏其中一个或多个条件，就能避免死锁发生

package com.zhang.Thread.demo03.state;
//死锁：多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
public class DemoLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1= new Makeup(0,"邢");
        Makeup g2= new Makeup(1,"谭");

        g1.start();
        g2.start();
    }
}
//口红
class Lipstick{

}
//镜子
class Mirror{

}
//化妆
class Makeup extends Thread {
    //需要镜子和口红这两个对象   需要的资源只有一份，用static来保证只有一份
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice;//选择
    String girlName;//使用化妆品的人

    //构造器
    Makeup(int choice, String girlName) {

        this.choice = choice;
        this.girlName = girlName;
    }

    @Override
    public void run() {
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //写一个化妆的方法,互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice == 0) {
            synchronized (lipstick) {//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);

                synchronized (mirror) {//1秒后想获得镜子的锁
                    System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
//这是第一个人的情况，抱着口红的锁，想获得镜子的锁
                }
                /*
                synchronized (mirror) {//1秒后想获得镜子的锁
                    System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
//这是第一个人的情况，抱着口红的锁，想获得镜子的锁
                }
                 */
            }
        } else {
            synchronized (mirror) {//获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName + "获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);

                synchronized (lipstick) {//2秒后想获得口红的锁
                    System.out.println(this.girlName + "获得口红的锁");
                }//另一个人持有镜子的锁，想获得口红的锁,这样两个人就僵持住了，程序就运行不了了  怎样才能不僵持，把想拥有的锁拿到代码块外就行，如/**/中的代码

            }
        }
    }
}

lock锁

从JDK5.0开始，java提供了更强大的线程同步机制---通过显示定义同步锁对象实现同步，同步锁使用lock对象充当
java.util.concurrent.locks.lock接口是控制多个线程对共享资源访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能由一个线程对lock对象进行加锁，线程开始访问资源之前应先获得lock对象
ReentrantLock（可重入锁）类实现了Lock，他拥有与synchrinized想听的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock，可以显示加锁、释放锁

package com.zhang.Thread.demo03.state;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

//测试lock锁
public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock2 testLock2 = new TestLock2();

        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();//三个线程同时操作一个对象

    }
}

class TestLock2 implements Runnable{
    int ticketNums=10;

    //定义lock锁
    private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();


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

            try{
                lock.lock();//加锁
                if (ticketNums > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNums--);
                } else {
                    break;
                }
            }finally {
                lock.unlock();//解锁

            }

        }

    }
}

synchronized与Lock的对比

lock是显示锁（手动开启和关闭锁），synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放
lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
使用lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好，并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）
优先顺序

lock>同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应的资源）>同步方法（在方法体之外）

线程协作

生产者消费者模式

生产者生生产，消费者消费，两条线程可以通信

2.2

2.21

2.22

管程法

解决方式1

2.23

package com.zhang.Thread.demo03.state;
//测试生产者消费者模型   利用缓冲区解决（管程法）

//需要的4个对象：生产者、消费者、缓冲区、产品
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
       SynContainer container=new SynContainer();

       new Productor(container).start();
       new Consumer(container).start();
    }
}
//生产者
class Productor extends Thread{
    SynContainer container;//容器
    //构造器
    public Productor(SynContainer container){
        this.container=container;
    }

    //生产
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {

            container.push(new Chicken(i));//把鸡放入容器
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread{   SynContainer container;//容器



    //构造器
    public Consumer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }
        //消费
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println("消费了"+container.pop().id+"只鸡");
            }
        }
    }



//产品
class Chicken{
    int id;//产品编号

    public Chicken(int id) {
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer {
    //需要一个容器大小  数组
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];//容器数组的容量为10
    //容器计数器
    int count = 0;

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chicken chicken) {
        //如果容器满了，就需要等待消费者消费拿走,生产者等待
        if (count == chickens.length) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        //如果容器没满，就需要生产者丢入产品
        chickens[count] = chicken;
        count++;
        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken pop() {
        if (count == 0) {
            //等待生产者生产，消费者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消费就消费
        count--;
        Chicken chicken = chickens[count];

        //吃完了，通知生产者生产
        this.notifyAll();
        return chicken;
    }

}

解决方式2：

信号灯法并发协作模型判断一个标志位

package com.zhang.Thread.demo03.state;
//测试生产者消费者问题2：信号灯法，利用标志位解决
public class TestPc2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();

        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();


    }
}
//生产者  演员
class Player extends Thread {
    TV tv;//共有的对象



    public Player(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 20; i++) {//20小时的节目，一半节目一半广告
                if (i%2==0){
                   this.tv.play("我的小确辛播放中");
                }else{
                    this.tv.play("广告播放中");
                }


        }

    }

}
//消费者   观众
class Watcher extends Thread{
    TV tv;//共有的对象
    public Watcher(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            tv.watch();

        }

    }
}
//产品  节目
class TV{
    //演员表演的时候，观众等待true
    //观众观看的时候，演员等待false

    String voice;//表演的节目
    boolean flag=true;
    //演员表演
    public synchronized void play(String voice){
        if (!flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演员表演了"+voice);
        //通知观众观看
        this.notifyAll();//通知唤醒
        this.voice=voice;//声音更新？

        this.flag=!this.flag;
    }


    //观众观看
    public synchronized void watch(){
        if (flag==true){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观看了"+voice);
        //观看完后，通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag=!this.flag;//切换标志位
    }
}

线程池

2.24

2.25

package com.zhang.Thread.demo03.state;

import com.sun.scenario.effect.impl.sw.sse.SSEBlend_SRC_OUTPeer;

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

//测试线程池
public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建服务，创建线程池
        //newFixedThreadPool 的参数为线程池的大小
        ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(10);

         //把线程丢进去
        service.execute(new MyThread());//把runnable实现类丢进去
        service.execute(new MyThread());//把runnable实现类丢进去
        service.execute(new MyThread());//把runnable实现类丢进去
        service.execute(new MyThread());//把runnable实现类丢进去

        //关闭连接
        service.shutdown();

    }

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

Thread创建总结

package com.zhang.Thread.demo03.state;

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

//总结线程的创建
public class TestThread {
    public static void main(String[] args) {
        //启动
        //1
        new Thread().start();
        //2需要一个代理类
        new Thread(new MyThread2()).start();
        //3
        FutureTask<Integer> futureTask=new FutureTask<Integer>(new MyThread3());//了解
        new Thread(futureTask).start();

          //futureTask可以返回值的
        try {
            Integer integer = futureTask.get();//获得返回值
            System.out.println(integer);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }
}
//1.继承Thread
class MyThread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("mythread1");
    }
}
//2.实现Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("amthread2");
    }
}
//3.实现callable接口
class MyThread3 implements Callable<Integer>{//这里定义的返回值和call方法中的返回值类型一致
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("mythread3");
        return 100;
    }
}

posted on 2021-02-02 11:28 懵逼的程序小白阅读(111) 评论(0) 收藏举报