多线程

多线程

线程简介

任务，多任务，线程，多线程

多任务：吃饭玩手机等，看起来是多个任务都在做，起始本质上我们的大脑在同一时间仍旧只能做一件事

多线程:原来事一条路，慢慢因为车多了起来，道路阻塞，效率变低，为了提高效率，能够充分利用道路，于是加了个车道，之后效率大幅度提高。

在操作系统中运行的程序就是进程，如播放器，游戏。process

一个进程可以有多个线程，如视频中同时听声音，看图像，看弹幕等thread

程序：是指令和数据的有序集合，本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念

进程：是执行程序的一次执行过程，是一个动态的概念，是系统资源分配的单位

线程：通常一个进程可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义，线程是CPU调度和执行的单位，main就是主线程。

重点：

• 线程就是独立的执行
• 在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程
• main（）称之为主线程，为系统的入口，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

线程实现

线程创建

• Tread class：继承Thread类（重点）
• Runable接口：实现Runable接口（最重点）
• Callable接口：实现Callable接口（了解）

Thread(不建议使用，避免oop单继承局限性)

• 自定义线程类继承Thread
• 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.lean.demo01;
//创建线程方式一：继承Thread类，重写run方法，调用start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 TestThread1 extends Thread{
@Override
public void run() {
//run方法线程体
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("looking"+i);
}
}
public static void main(String[] args) {
//main线程，主线程
//创建一个线程对象
TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
//调用start（）方法开启线程
testThread1.();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("lean"+i);
}
}
}

Rundble(推荐使用：灵活方便，方便同一个对象被多个线程调用)

• 定义MyRunable类实现Runable接口
• 实现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.lean.demo01;
//创建线程方式2：实现runable接口，重写run方法，执行线程需要丢入runable接口实现类，调用start方法
public class TestThread3 implements Runnable{
@Override
public void run() {
//run方法线程体
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("study--"+i);
}
}
public static void main(String[] args) {
//创建runable接口的实现对象
TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
//创建线程对象，通过调用线程对象来开启我们的线程，代理
//
Thread thread = new Thread(testThread3);
//
thread.start();
//上面两个简化成下面一个
new Thread(testThread3).start();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println("lean------"+i);
}
}
}

Callable接口

1. 实现Callable接口，需要返回值类型
2. 重写call方法，需要抛出异常
3. 创建目标对象
4. 创建执行服务：ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1)
5. 提交执行：Future result1 = ser.submit(1);
6. 获取结果：boolean r1 = result1.get()
7. 关闭服务：ser.shutdownNow();

Callable好处：1. 可以定义返回值

​ 2. 可以抛出异常

发现问题&&例子练习

package com.lean.demo01;
//多个线程同时操作同一个对象
//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
public class TestThread4 implements Runnable{
//票的数量
private int ticketnum = 10;
@Override
public void run() {
while(true){
if(ticketnum<=0){
break;
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketnum--+"张票");
}
}
public static void main(String[] args) {
TestThread4 thread4 = new TestThread4();
new Thread(thread4,"小名").start();
new Thread(thread4,"学生").start();
new Thread(thread4,"老师").start();
}
}

//龟兔赛跑例子
package com.lean.demo01;
import javax.xml.transform.sax.SAXTransformerFactory;
//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable{
//胜利者
private static String winner;
@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%10==0){
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//判断比赛是否结束
boolean flag = gameOver(i);
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){
//已经存在胜利者
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) {
Race race = new Race();
new Thread(race,"乌龟").start();
new Thread(race,"兔子").start();
}
}

静态代理

以结婚为例子，结婚的双方相当于真是角色，而婚庆公司相当于，代理结婚双方，帮助处理结婚的事情，结婚，是实现都实现结婚接口即可

package com.lean.demo02;
public class StaticProxy {
public static void main(String[] args) {
//new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();
//new Thread(()-> System.out.println("I Love You")).start();
WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
weddingCompany.HappyMarry();
}
}
interface Marry{
//人间四大喜事
//久旱逢甘露
//他乡遇故知
//洞房花烛夜
//金榜题名时
void HappyMarry();
}
//真实角色，你去结婚
class You implements Marry{
@Override
public void HappyMarry() {
System.out.println("very happy");
}
}
//代理角色，帮助结婚
class WeddingCompany implements Marry{
//代理谁->真实目标角色
private Marry target;
public WeddingCompany(Marry target){
this.target = target;
}
@Override
public void HappyMarry() {
before();
//这就是真是对象
this.target.HappyMarry();
after();
}
private void before(){
System.out.println("Before Marry");
}
private void after() {
System.out.println("After Marry");
}
}
/*
静态代理模式总结：
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是对象做不了的事情
真实对象可专注做自己的事情
*/

Lamda表达式

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，只有函数式接口，我们才可以通过lambda表达式来创建该接口的对象。

package com.lean.demo02;
//推导lambda表达式
public class TestLambda1 {
//3.静态内部类
static class Like2 implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("I like lambda2");
}
}
public static void main(String[] args) {
ILike like = new Like();
like.lambda();
ILike like2 = new Like2();
like2.lambda();
//4.局部内部类
class Like3 implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("I like lambda3");
}
}
ILike like3 = new Like3();
like3.lambda();
//5.匿名内部类,没有类的名称，必须借助接口或父类
like = new ILike() {
@Override
public void lambda() {
System.out.println("I like lambda4");
}
};
like.lambda();
//6.用lambda简化
like = ()->{
System.out.println("I like lambda5");
};
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");
}
}

总结：

• lambda表达式只能由一行代码的情况下才能简化成一行，如果由多行代码，那么就用代码块包裹

  like = a->System.out.println("I like number"+a);
  

• 多个参数也可以去掉参数类型，要去掉就都去掉类型，必须加上括号;

  like = (a,b)->{
  System.out.println("I like number"+a);
  System.out.println("I like number"+b);
  };
  

线程状态

创建状态，就绪状态，阻塞状态，运行状态，死亡状态

停止线程

• 不推荐使用JDK提供的stop(),destory()方法

• 推荐让线程自己停下来，建议使用标志位进行终止变量，当flag=false，则终止线程的运行。

package com.lean.demo02;
import jdk.nashorn.internal.ir.Flags;
//建议线程正常停止——————>利用次数，不建议死循环
//建议使用标志位--->设置一个标志位
//不要使用stop(),destory()等过时的方法
public class TestStop implements Runnable{
//设置一个标志位
private Boolean flag = true;
@Override
public void run() {
int i=0;
while(flag){
System.out.println("run.....Thread"+i++);
}
}
//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();
new Thread(testStop).start();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println("main"+i);
if(i==900){
//调用stop方法，让线程停止
testStop.stop();
System.out.println("线程停止了");
}
}
}
}

线程休眠

• sleep（时间）指定当前线程阻塞的毫秒数 1s= 1000ms
• sleep存在异常InetruptedException；
• 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

package com.lean.demo02;
import java.sql.SQLOutput;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class TestSleep2 {
public static void main(String[] args) {
//
计时器 
//
try {
//
tenDown();
//
} catch (InterruptedException e) {
//
e.printStackTrace();
//
}
//打印当前时间
Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统当前时间
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();
}
}
}
public static void tenDown()throws InterruptedException{
int num = 10;
while(true){
Thread.sleep(1000);
System.out.println(num--);
if (num<=0){
break;
}
}
}
}

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

//世间安得双全法，不负如来不负卿
package com.lean.demo02;
//测试礼让线程
//礼让不一定成功，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()+"--->start");
Thread.yield();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->end");
}
}

线程的强制执行–Join

• Join合并线程，待此线程执行完后，再执行其他线程，其他线程阻塞
• 可以想象成插队

//第一最好不相见，如此便可不相恋；第二最好不相知，如此便可不想思
package com.lean.demo02;
//测试Join方法，想象成插队
public class TestJoin implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("线程VIP来了");
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
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();//插队
}
System.out.println("main-->"+i);
}
}
}

线程状态观测—Thread.State

线程状态。线程可以处于以下状态之一：

• New ：尚未启动的线程处于此状态
• RUNNABLE：再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
• TIME_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.lean.demo02;
//观测线程的状态
public class TestState {
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("/");
});
//观测状态
Thread.State state = thread.getState();
System.out.println(state);
//观测启动后
thread.start();
state = thread.getState();
System.out.println(state);
while (state!=Thread.State.TERMINATED){//只要线程不终止，一直刷新状态
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
state = thread.getState();
System.out.println(state);
}
//thread.start();//死亡之后的线程不能再次启动，线程只能启动一次
}
}

线程的优先级—Poriority

线程优先级高，并不一定会先执行，执行顺序由CPU觉得。就相当于优先级高的是100张彩票，优先级低的是10张彩票，但是不一定优先级高的会得奖，只不过是得奖的可能性高而已，换句话说就是分配资源多。

线程的优先级用数字表示，范围从1~10

• Thread.MIN_PRIORITY = 1

• Thread.MAX_PRIORITY = 10

• Thread.NORM_PRIORITY = 1

改变或获取优先级的方式:

• getPriority()或setPriority()

优先级需要先设置再启动

package com.lean.demo03;
public class TestPriority {
public static void main(String[] args) {
//主线程的默认优先级
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);
//优先级设置，再启动
t1.start();
t2.setPriority(1);
t2.start();
t3.setPriority(4);
t3.start();
t4.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
t4.start();
t5.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t5.start();
//优先级大于10或优先级小于1就会报错
//
t6.setPriority(-1);
//
t6.start();
}
}
class MyPriority implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());
}
}

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

package com.lean.demo03;
//测试守护线程
//上帝保佑,人生不过三万天
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false，表示用户线程，正常的线程都是用户线程
thread.start();//上帝守护线程启动
new Thread(you).start();//你 用户线程启动
}
}
//上帝
class God implements Runnable{
@Override
public void run() {
while (true){
System.out.println("god bless you");
}
}
}
//你
class You implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 36500; i++) {
System.out.println("开心的活着");
}
System.out.println("-----Goodbye,World-----");
}
}

线程同步

多个线程操作同一个资源。

并发：同一个对象被多个线程同时操作。

处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象，这时候我们就需要线程同步。线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用

形成条件：队列+锁(synchronized)

三个不安全的案例

package com.lean.syn;
//不安全的买票
//线程不安全有复数
public class UnsafeBuyTicket {
public static void main(String[] args) {
BuyTicket buyTicket = new BuyTicket();
new Thread(buyTicket,"first").start();
new Thread(buyTicket,"second").start();
new Thread(buyTicket,"thrid").start();
}
}
class BuyTicket implements Runnable{
private int tickerNums = 10;
private
boolean flag = true;//外部停止方式
@Override
public void run() {
//买票
while (flag){
buy();
}
}
private void buy(){
//判断是否有票
if(tickerNums<=0){
flag = false;
return ;
}
//模拟延迟
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//买票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+tickerNums--+"张票");
}
}

package com.lean.syn;
import java.lang.reflect.AccessibleObject;
//不安全的取钱
//两个人去银行取钱
public class UnsafeBank {
public static void main(String[] args) {
//账户
Acount acount = new Acount(100, "结婚基金");
Drawing you
= new Drawing(acount,50,"你");
Drawing girlfriend
= new Drawing(acount,100,"女朋友");
you.start();
girlfriend.start();
}
}
//账户
class Acount{
int money;//余额
String name;//卡明
public Acount(int money, String name) {
this.money = money;
this.name = name;
}
}
//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{
Acount acount;//账户
//去了多少钱
int drawingMoney;
//现在手里有多少钱
int nowMoney;
public Drawing(Acount acount,int drawingMoney,String name){
super(name);
this.acount = acount;
this.drawingMoney = drawingMoney;
}
//取钱
@Override
public void run() {
//判断有没有钱
if (acount.money-drawingMoney<0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够取不了");
return;
}
//放大问题的发生性
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//卡内余额
acount.money = acount.money-drawingMoney;
//手里的钱
nowMoney = nowMoney+drawingMoney;
System.out.println("账户余额"+acount.money);
//this.getName = Thread.currentThread().getName()
System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
}
}

package com.lean.syn;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
//不安全的集合
public class UnsafeList {
public static void main(String[] args){
List<String> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
new Thread(()->{
list.add(Thread.currentThread().getName());
}).start();
}
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(list.size());
}
}

同步方法

• 由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需要针对方法提出一套机制，这套机制就是synchronized关键字，它包括两种用法：synchronized方法和synchronized块

同步方法：public synchronized void method(int args){}

• synchronized方法控制对”对象"的当问，每个对象对应一把锁，每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能指向，否则线程会阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，一直到该方法返回才释放锁，后面被阻塞的线程才能获得这个锁继续执行

缺陷，若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率

• 方法里面需要修改的内容才需要锁，锁的太多，浪费资源

package com.lean.syn;
//不安全的买票的修改：加上synchronized
//线程不安全有复数
public class UnsafeBuyTicket {
public static void main(String[] args) {
BuyTicket buyTicket = new BuyTicket();
new Thread(buyTicket,"first").start();
new Thread(buyTicket,"second").start();
new Thread(buyTicket,"thrid").start();
}
}
class BuyTicket implements Runnable{
private int tickerNums = 10;
private
boolean flag = true;//外部停止方式
@Override
public void run() {
//买票
while (flag){
buy();
}
}
//synchronized 同步方法，锁的是this
private synchronized void buy(){
//判断是否有票
if(tickerNums<=0){
flag = false;
return ;
}
//模拟延迟
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//买票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+tickerNums--+"张票");
}
}

同步块

• 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class
• 同步监视器的执行过程

1. 第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码

2. 第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问

3. 第一个线程访问完毕，解锁同步监视器

4. 第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问

   package com.lean.syn;
   import java.lang.reflect.AccessibleObject;
   //不安全的取钱
   //两个人去银行取钱
   public class UnsafeBank {
   public static void main(String[] args) {
   //账户
   Acount acount = new Acount(1000, "结婚基金");
   Drawing you
   = new Drawing(acount,50,"你");
   Drawing girlfriend
   = new Drawing(acount,100,"女朋友");
   you.start();
   girlfriend.start();
   }
   }
   //账户
   class Acount{
   int money;//余额
   String name;//卡明
   public Acount(int money, String name) {
   this.money = money;
   this.name = name;
   }
   }
   //银行：模拟取款
   class Drawing extends Thread{
   Acount acount;//账户
   //去了多少钱
   int drawingMoney;
   //现在手里有多少钱
   int nowMoney;
   public Drawing(Acount acount,int drawingMoney,String name){
   super(name);
   this.acount = acount;
   this.drawingMoney = drawingMoney;
   }
   //取钱
   //synchronized默认锁的是this
   @Override
   public
   void run() {
   //锁的对象就是变化的量，是需要增删改的对象
   synchronized (acount){
   //判断有没有钱
   if (acount.money-drawingMoney<0){
   System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够取不了");
   return;
   }
   //放大问题的发生性
   try {
   Thread.sleep(1000);
   } catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace();
   }
   //卡内余额
   acount.money = acount.money-drawingMoney;
   //手里的钱
   nowMoney = nowMoney+drawingMoney;
   System.out.println("账户余额"+acount.money);
   //this.getName = Thread.currentThread().getName()
   System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
   }
   }
   }
   

   package com.lean.syn;
   import java.util.ArrayList;
   import java.util.List;
   //不安全的集合
   public class UnsafeList {
   public static void main(String[] args){
   List<String> list = new ArrayList<>();
   for (int i = 0; i < 10000; i++) {
   new Thread(()->{
   synchronized (list) {
   list.add(Thread.currentThread().getName());
   }
   }).start();
   }
   try {
   Thread.sleep(3000);
   } catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace();
   }
   System.out.println(list.size());
   }
   }
   

JUC并发包

package com.lean.syn;
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>();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
new Thread(()->{
list.add(Thread.currentThread().getName());
}).start();
}
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(list.size());
}
}

死锁

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，都停止执行的情况，某一个同步块同时拥有”两个以上对象的锁“时，极可能发声”死锁问题。

事件A需要C资源和D资源，先拿走了C资源，并且锁定了C资源；与此同时，事件B也需要D资源和C资源，先拿走了D资源，也锁定了D资源；这个时候，事件A等待事件B释放D资源好完成事件A，而事件B也在等待事件A释放C资源来完成事件B；双方都等待对方完成释放资源，但是双方否缺少资源，进入一个僵持的死循环状态。

package com.lean.syn;
import com.sun.javafx.image.BytePixelSetter;
//死锁：多个线程抱着对方需要的资源形成僵持
public class DeadLock {
public static void main(String[] args) {
Makeup g1 = new Makeup(0,"灰姑娘");
Makeup g2 = new Makeup(1,"白雪公主");
g1.start();
g2.start();
}
}
//口红
class Lipstick{
}
//镜子
class Mirror{
}
//化妆
class Makeup extends Thread{
//需要的资源只有一份，用static保证
static Lipstick lipstick = new Lipstick();
static Mirror mirror = new Mirror();
int choice;
String girlName;
Makeup(int choice,String girlName){
this.choice = choice;
this.girlName = girlName;
}
@Override
public void run() {
//化妆
makeup();
}
//化妆：互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
private void makeup(){
if(choice == 0){
synchronized (lipstick){
//获得口红的锁
System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (mirror){
System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
}
}
}else {
synchronized (mirror){
//获得口红的锁
System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (lipstick){
System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
}
}
}
}
}

解决

package com.lean.syn;
import com.sun.javafx.image.BytePixelSetter;
//死锁：多个线程抱着对方需要的资源形成僵持
public class DeadLock {
public static void main(String[] args) {
Makeup g1 = new Makeup(0,"灰姑娘");
Makeup g2 = new Makeup(1,"白雪公主");
g1.start();
g2.start();
}
}
//口红
class Lipstick{
}
//镜子
class Mirror{
}
//化妆
class Makeup extends Thread{
//需要的资源只有一份，用static保证
static Lipstick lipstick = new Lipstick();
static Mirror mirror = new Mirror();
int choice;
String girlName;
Makeup(int choice,String girlName){
this.choice = choice;
this.girlName = girlName;
}
@Override
public void run() {
//化妆
makeup();
}
//化妆：互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
private void makeup(){
if(choice == 0){
synchronized (lipstick){
//获得口红的锁
System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} synchronized (mirror){
System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
}
}else {
synchronized (mirror){
//获得口红的锁
System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
synchronized (lipstick){
System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
}
}
}
}

产生死锁的必要条件

• 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用
• 请求和保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对方以获得的资源保持不放
• 不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完以前，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）

• 从JDK5.0开始，java提供了更强大的线程同步机制—用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，每次只能哟一个线程对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

package com.lean.goaji;
import com.sun.org.apache.bcel.internal.generic.NEW;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
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();
}
}
class TestLock2 implements Runnable{
int ticketNums = 10;
//定义lock锁
private final ReentrantLock lock= new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while (true){
lock.lock();//加锁
try {
if (ticketNums>0){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(ticketNums--);
}else {
break;
}
} finally {
//解锁,如果代码有异常，要将unlock()写入finally语句块
lock.unlock();
}
}
}
}

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，除了作用域自动解锁
• Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
• 使用Lock锁，JVM将花费较少的事件来调度线程，性能更好。并且具有更好的拓展性（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，分配相应的资源）>同步方法（在方法体之外）

线程通信问题

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

这是一个线程同步问题，生产者和消费者共享用一个资源，并且生产者和消费者之间相互依赖，互为条件

注意：均是Object类的方法，都只能在同步方法或者同步代码中使用，否则会抛出异常IIIegaIMonitorStateException

管程法

package com.lean.goaji;
//测试：生产者消费者模型——>利用缓冲区解决，管程法
//生产者，消费者，产品，缓冲区
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;
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));
System.out.println("生产了:"+i+"只鸡");
}
}
}
//消费者
class Consumer extends Thread{
SynContainer container;
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
Chicken[] chickens = new Chicken[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
if (count == chickens.length){
//通知消费者，生产者等待
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果没有满，我们就需要丢人产品
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(){
//判断能否消费
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
count--;
Chicken chicken = chickens[count];
//吃完了，通知生产者生产
this.notifyAll();
return chicken;
}
}

信号灯法

package com.lean.goaji;
//测试生产者消费者问题2：信号灯法，标志位解决
public class TestPc2 {
public static void main(String[] args) {
TV tv = new TV();
new Player(tv).start();
new Wacher(tv).start();
}
}
//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("快乐星猫播放中");
}else{
this.tv.play("记录美好生活");
}
}
}
}
//消费者-->观众
class
Wacher extends
Thread{
TV tv;
public Wacher(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，观众等待
//观众观看，演员等待
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();
this.voice = voice;
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
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
  • 提高了速度（减少了创建新线程的时间）
  • 降低了资源消耗（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

package com.lean.goaji;
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 参数为线程池的大小
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
//执行
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
//关闭链接
service.shutdown();
}
}
class MyThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}

最后

以上就是羞涩花生为你收集整理的多线程的全部内容，希望文章能够帮你解决多线程所遇到的程序开发问题。

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