第十节 多线程

10.1程序和进程和线程

程序:是为完成特定任务的一段静态的代码;

进程:是程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序;

线程:进程可进一步细化为线程,是一个程序内部的一条执行路径;


10.2并行与并发

并行:多个人同时做不同的事;并发:多个人做同一件事;


10.3多线程的创建方式一:继承于Thread类

①创建一个继承于Thread类的子类;

②重写Thread类的run()-->将此线程执行的操作声明在run()中;

③创建Thread类的子类的对象;

④通过此对象调用start()-->①启动当前线程②调用当前线程的run()


/**

*打印偶数

*/

//1.

classMyThreadextendsThread{

//2.

@Override

publicvoidrun() {

for(inti=0;i<100;i++) {

if(i%2==0){

System.out.println(i);

           }

       }

   }

}

publicclassThreadTest{

publicstaticvoidmain(String[]args) {

//3.

MyThreadt1=newMyThread();

//4.

t1.start();

System.out.println("hello");

for(inti=0;i<100;i++) {

if(i%2==0){

System.out.println(i+"***********************");

           }

       }

   }

}


10.4Thread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,返回执行当前代码的线程

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(),此时线程a就进入阻塞状态,直到线程b完全执行完以后,线程a才结束阻塞状态。

8. sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内,当前线程是阻塞状态。

9. isAlive():判断当前线程是否存活


10.5创建多线程的方式二:实现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类的构造器中,创建Thread类的对象

⑤.通过Thread类的对象调用start()

//1. 创建一个实现了Runnable接口的类

classMThreadimplementsRunnable{

//2. 实现类去实现Runnable中的抽象方法:run()

@Override

publicvoidrun() {

for(inti=0;i<100;i++) {

if(i%2==0){

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

           }

       }

   }

}

publicclassThreadTest1{

publicstaticvoidmain(String[]args) {

//3. 创建实现类的对象

MThreadmThread=newMThread();

//4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread类的对象

Threadt1=newThread(mThread);

t1.setName("线程1");

//5. 通过Thread类的对象调用start():① 启动线程 ②调用当前线程的run()-->调用了Runnable类型的target的run()

t1.start();

   }

}


10.6比较创建线程的两种方式

优先选择:实现Runnable接口的方式

原因:1. 实现的方式没有类的单继承性的局限性

            2.实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况。

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


10.7进程可以细化为多个线程

①每个线程,拥有自己独立的:栈、程序计数器。

②多个线程,共享同一个进程中的结构:方法区、堆。


10.8线程的生命周期



10.9解决线程安全问题

①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。

2.共享数据:多个线程共同操作的变量。

3.同步监视器,锁。多个线程必须要共用同一把锁。

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,考虑使用当前类充当同步监视器。

classWindow1implementsRunnable{

privateintticket=100;

@Override

publicvoidrun() {

while(true){

synchronized(this){

if(ticket>0) {

try{

Thread.sleep(100);

}catch(InterruptedExceptione) {

e.printStackTrace();

                   }

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":卖票,票号为:"+ticket);

ticket--;

}else{

break;

               }

           }

       }

   }

}

publicclassWindowTest1{

publicstaticvoidmain(String[]args) {

Window1w=newWindow1();

Threadt1=newThread(w);

t1.setName("窗口1");

t3.start();

   }

}

②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。

classWindow3implementsRunnable{

privateintticket=100;

@Override

publicvoidrun() {

while(true) {

show();

       }

   }

privatesynchronizedvoidshow(){//同步监视器:this

if(ticket>0) {

try{

Thread.sleep(100);

}catch(InterruptedExceptione) {

e.printStackTrace();

               }

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":卖票,票号为:"+ticket);

ticket--;

           }

   }

}

publicclassWindowTest3{

publicstaticvoidmain(String[]args) {

Window3w=newWindow3();

Threadt1=newThread(w);

t1.setName("窗口1");

t1.start();

   }

}


10.10死锁的理解

不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃,都在等待对方放弃自己需要的同步资源,就形成了线程的死锁

publicclassThreadTest{

publicstaticvoidmain(String[]args) {

StringBuffers1=newStringBuffer();

StringBuffers2=newStringBuffer();

newThread(){

@Override

publicvoidrun() {

synchronized(s1){

s1.append("a");

s2.append("1");

try{

Thread.sleep(100);

}catch(InterruptedExceptione) {

e.printStackTrace();

                   }

synchronized(s2){

s1.append("b");

s2.append("2");

System.out.println(s1);

System.out.println(s2);

                   }

               }

           }

}.start();

newThread(newRunnable() {

@Override

publicvoidrun() {

synchronized(s2){

s1.append("c");

s2.append("3");

try{

Thread.sleep(100);

}catch(InterruptedExceptione) {

e.printStackTrace();

                   }

synchronized(s1){

s1.append("d");

s2.append("4");

System.out.println(s1);

System.out.println(s2);

                   }

               }

           }

}).start();

   }

}


10.11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()

classWindowimplementsRunnable{

privateintticket=100;

//1.实例化ReentrantLock

privateReentrantLocklock=newReentrantLock();

@Override

publicvoidrun() {

while(true){

try{

//2.调用锁定方法lock()

lock.lock();

if(ticket>0){

try{

Thread.sleep(100);

}catch(InterruptedExceptione) {

e.printStackTrace();

                   }

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":售票,票号为:"+ticket);

ticket--;

}else{

break;

               }

}finally{

//3.调用解锁方法:unlock()

lock.unlock();

           }

       }

   }

}

publicclassLockTest{

publicstaticvoidmain(String[]args) {

Windoww=newWindow();


Threadt1=newThread(w);


t1.setName("窗口1");

t1.start();

   }

}


10.12面试题:sleep() 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阻塞状态。

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块或同步方法中。        

                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同步方法中,sleep()不会释放锁,wait()会释放锁。


10.13创建线程的方式三:实现Callable接口

//1.创建一个实现Callable的实现类

classNumThreadimplementsCallable{

//2.实现call方法,将此线程需要执行的操作声明在call()中

@Override

publicObjectcall()throwsException{

intsum=0;

for(inti=1;i<=100;i++) {

if(i%2==0){

System.out.println(i);

sum+=i;

           }

       }

returnsum;

   }

}

publicclassThreadNew{

publicstaticvoidmain(String[]args) {

//3.创建Callable接口实现类的对象

NumThreadnumThread=newNumThread();

//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

FutureTaskfutureTask=newFutureTask(numThread);

//5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread对象,并调用start()

newThread(futureTask).start();

try{

//6.获取Callable中call方法的返回值

//get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值。

Objectsum=futureTask.get();

System.out.println("总和为:"+sum);

}catch(InterruptedExceptione) {

e.printStackTrace();

}catch(ExecutionExceptione) {

e.printStackTrace();

       }

   }

}


10.14创建线程的方式四:使用线程池

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

classNumberThreadimplementsRunnable{

@Override

publicvoidrun() {

for(inti=0;i<=100;i++){

if(i%2==0){

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

           }

       }

   }

}

publicclassThreadPool{

publicstaticvoidmain(String[]args) {

//1. 提供指定线程数量的线程池

ExecutorServiceservice=Executors.newFixedThreadPool(10);

ThreadPoolExecutorservice1=(ThreadPoolExecutor)service;

//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(newNumberThread());//适合适用于Runnable


//3.关闭连接池

service.shutdown();

   }

}

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