多线程

1.线程的核心概念

线程就是独立的执行路径；
在线程运行时，即使没有创建线程，后台也会有很多线程，如：GC 线程、主线程。
main()称之为主线程，为了系统的入口，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，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能人为的干预的。
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调度时间，并发控制开销。
每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

2.实现线程的三种方式

Thread类（si ruai de）

自定义线程继承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

//创建线程方式一：继承thread类，重写run（）方法，调用start开启线程
    //总结：注意，线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行
public class ThreadDemo01 extends Thread {
    @Override
    public void run() {//run方法线程体
        for (int i = 0; i <100; i++) {
            System.out.println("多线程被执行了");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程，主线程
        //创建一个线程对象
        ThreadDemo01 td1 = new ThreadDemo01();
        td1.start();//调用start方法开启线程
        for (int i = 0; i <1000 ; i++) {
            System.out.println("每天都在学习java");
        }
    }
}

2. Runnable接口（ruan na bo）

自定义线程实现Runnable接口
重写run（）方法，编写执行体
启动线程 new Thread（自定义线程类）.start。采用的静态代理

public class ThreadDemo03 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <200 ; i++) {
            System.out.println("多线程被执行了");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new ThreadDemo03()).start();
        for (int i = 0; i <1000 ; i++) {
            System.out.println("每天都在学习java");
        }
    }
}

3.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单继承的局限性

实现Runnable接口

实现Runnable具有对线程能力
启动线程：传入目标对象+Thread对象.start（）；

推荐使用：避免单继承的局限性，灵活方便，方便同一个对象被对各线程使用

实例

public class ThreadDemo04 implements Runnable{
    private static String winner;//胜利者
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <=100 ; i++) {
            //模拟兔子休息
            if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子")&& i%20==0){
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            //判断是否结束比赛
                boolean flag=gameOver(i);
            //如果比赛结束了，停止程序
            if(flag){
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");
        }
    }
    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
      //判断是否有胜利者
      if(winner!=null){
          return true;
      }  {
          if (steps>=100){
              winner=Thread.currentThread().getName();
              System.out.println("winner is:"+winner);
              return true;
          }
        }
      return false;
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new ThreadDemo04(),"兔子").start();
        new Thread(new ThreadDemo04(),"乌龟").start();
    }
}

3. 实现Callable接口（目前阶段只做了解）

实现Callable接口，需要有返回值类型
重写call方法，需要抛异常
创建目标对象
创建执行服务
提交执行：Future<Boolean> result1 = ser.submit（t1）
获取结果：result.get（）；
关闭服务：ser.shutdownNow();

4.静态代理

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

5.Lambda表达式

避免匿名内部类定义过多
其实质属于函数式编程的概念
可以让代码看起来很简洁
去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑

6.函数式接口

Functional Interface（函数式接口）

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。
对于函数式接口，可以通过lambda表达式来创建该接口的对象。

public class TestLambda1 {
    //2.静态内部类
    static class Love implements ILove {

        public void ILove(int a) {
            System.out.println("i like lambda" + a);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
      Love love=new Love();
      love.ILove(1);
      Love love1=new Love();
      love1.ILove(2);
        class Love implements ILove {
        //3.局部内部类
            public void ILove(int a) {
                System.out.println("i like lambda" + a);
            }
        }
        Love love2 = new Love();
        love2.ILove(3);
        //4.匿名内部类
        ILove iLove=new ILove() {
            @Override
            public void ILove(int a) {
                System.out.println("i like lambda" + a);
            }
        };
      iLove.ILove(4);
      //5.lambda表达式
        ILove iLove1=(int a)->{
            System.out.println("i like lambda" + a);
        };
        iLove1.ILove(5);
    }
}
//定义一个接口,只有一个方法，函数式接口
interface ILove{
    void ILove(int a);
}
    //1.普通实现
class Love implements ILove {
        @Override
    public void ILove(int a) {
        System.out.println("i like lambda" + a);
    }
}
public class TestLambda2 {
    public static void main(String[] args) {
        YouLove youLove=(a,b)->{
            System.out.println("一句话你说:"+a+b);
        };
        youLove.youLove(10,20);
    }
}

interface YouLove{
    void youLove(int a,int b);
}

总结：

lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化为一行，如果有多行，那么就用代码块包裹
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，必须加上括号。

7：线程休眠（Sleep）

sleep（时间）指定当前线程阻塞的毫秒数；
sleep存在异常InterruptedException
sleep时间到达后线程进入就绪状态
sleep可以模拟网络延时，倒计时等。
每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁

public class TestSleep1 {
    public static void main(String[] args) {
    tenDown();
    //打印当前系统时间
        Date startTime=new Date(System.currentTimeMillis());//获取当前系统时间
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime=new Date(System.currentTimeMillis());//更新时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    //模拟倒计时
    public static void tenDown(){
        int num=10;
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                if (num<=0){
                    break;
                }else{
                    System.out.println("倒计时！！！"+num--+"秒");
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

8：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
让cpu重新调度，礼让不一定成功！看CPU心情。

public class TestYield implements Runnable {
    public static void main(String[] args) {
        TestYield yield=new TestYield();
        new Thread(yield,"a").start();
        new Thread(yield,"b").start();
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始执行");
        Thread.yield();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
    }
}

9：线程合并（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

public class TestJoin implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <100 ; i++) {
            System.out.println("VIP线程来插队了！！！"+i);
        }
    }


        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
           Thread thread= new Thread(new TestJoin());

            for (int i = 0; i <400 ; i++) {
                System.out.println("主线程在排队！！！"+i);
                if (i==100){
                    thread.start();
                    thread.join();

            }
        }
    }
}

10.线程优先级

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来表示，范围1~10.
使用下面方式来改变优先级或获取优先级

getPriority().setPriority(int xxx)

先设置优先级，再start线程！！！

public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
        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);
        //先设置线程优先级
        t1.setPriority(1);
        t1.start();
        t2.setPriority(3);
        t2.start();
        t3.setPriority(6);
        t3.start();
        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//  优先级=10
        t4.start();
        t5.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);// 优先级=1
        t6.setPriority(9);
        t6.start();

        System.out.println("main");
    }
}
class MyPriority implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---线程被执行了！---"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

11：守护（daemon）线程

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
虚拟机不用等待守护线程执行完毕
如，后台记录操作日志，监控内存，垃圾回收等待。。。

public class TestDaemon {
    public static void main(String[] args) {
        God god = new God();
        You you=new You();
        Thread thread = new Thread(god);
        thread.setDaemon(true);//默认为flase 为用户线程，  true为守护线程
        thread.start();
        new Thread(you).start();
    }
}
class God implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝守护着你-------");
        }
    }
}
class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <36500 ; i++) {
            System.out.println("开心着活着每一天------");
        }
        System.out.println("----goodbye!Beautiful World!!!------");

    }
}

12：线程同步机制

线程同步

由于同一进城的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同事，也带来了访问冲突问题，为了保证数据在方法中被访问时的正确性，在访问时加入锁机制synchronized，当一个线程获得对象的排它锁，独占资源，其他线程必须等待，使用后释放锁即可，存在以下问题：

一个线程持有锁会导致其它所有需要此锁的线程挂起；
在多线程竞争下，加锁，释放锁会导致比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，引起性能问题。

同步块

Synchronized(Obj){}

Obj称之为同步监视器

Obj可以是任何对象，但是推荐使用共享资源作为同步监视器
同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器就是this,就是这个对象本身，或者是class【反射中讲解】

同步监视器的执行过程

第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码
第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问
第一个线程访问完毕，皆出同步监视器
第二个线程访问，发现同步监视器没有锁

死锁避免方法

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妨。
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。

Lock锁

JDK5.0开始，java提供了更强大的线程同步机制——通过显式定义同步锁对象来实现同步。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进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象
ReentrantLock类实现了Lock，它拥有与synchronized相同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，可以显式加锁、释放锁。

synchronized与Lock的对比

Lock是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁）synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放
Lock只有代码块加锁，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）

public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        Ticket ticket = new Ticket();
        new Thread(ticket).start();
        new Thread(ticket).start();
        new Thread(ticket).start();
    }

}
class Ticket extends Thread{
    private 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();//减锁
            }
        }
    }
}

线程通信

应用场景：生产者和消费者问题

假设仓库中只能存放一件产品，生产者将生产出来的产品放入仓库，消费者将仓库中产品取走消费。
如果仓库中没有产品，则生产者将产品放入仓库，否则停止生产并等待，直到仓库中的产品被消费者取走为止。
如果仓库中放有产品，则消费者可以将产品取走消费，否则停止消费并等待，直到仓库中再次放入产品为止。

信号灯法

package com.xh.dome;

//测试生产者消费者问题：信号灯法，标志位解决
public class TestPc {

    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();


        String s = new String();
    }
}



//生产者 演员
class Player extends Thread{
    TV tv;
    public Player(TV tv){
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i%2==0){
                this.tv.Play("快乐大本营播放中");
            }else {
                this.tv.Play("抖音记录美好生活");
            }
        }
    }
}
//消费者 观众
class Watcher extends Thread{
    TV tv;
    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 T
    //观众观看时候演员等待 F
    String voice; //表演的节目
    boolean flag = true;
    //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(); //唤醒线程 通知观众去看
        this.voice = voice; //更新节目
        this.flag = !this.flag;
    }
    //观看
    public synchronized void watch (){
        if (flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观看了："+voice);
        //通知演员表演节目 他妈的
        this.notifyAll();
        this.flag = !this.flag;
    }
}

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：

提高响应速度（减少了创建新线程的时间）

降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
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

public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建服务，创建线程池
        ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(10);
        //newFixedThreadPool 参数为：线程池大小
        //执行
        service.execute(new MyThread());·
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        //2.关闭连接
        service.shutdown();
    }
}
class MyThread implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

posted @ 2020-12-09 14:59 takeoff_zy 阅读(58) 评论(0) 收藏举报

刷新页面返回顶部

takeoff_zy

多线程

公告