一、多线程(单例设计模式)(掌握)
单例设计模式：保证类在内存中只有一个对象。
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如何保证类在内存中只有一个对象呢？
- (1)控制类的创建，不让其他类来创建本类的对象。private
- (2)在本类中定义一个本类的对象。Singleton s;
- (3)提供公共的访问方式。 public static Singleton getInstance(){return s}
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单例写法两种：
(1)饿汉式 开发用这种方式。——空间换时间
//饿汉式 class Singleton { //1,私有构造函数 private Singleton(){} //2,创建本类对象 private static Singleton s = new Singleton(); //3,对外提供公共的访问方法 public static Singleton getInstance() { return s; } public static void print() { System.out.println("11111111111"); } }(2)懒汉式 ——时间换空间——单例的延迟加载模式
//懒汉式,单例的延迟加载模式 class Singleton { //1,私有构造函数 private Singleton(){} //2,声明一个本类的引用 private static Singleton s; //3,对外提供公共的访问方法 public static Singleton getInstance() { if(s == null) //线程1,线程2 s = new Singleton(); return s; } public static void print() { System.out.println("11111111111"); } }（3） Singleton 类——解决多线程异步问题
public class Singleton { //私有的共享对象 private static Singleton instance = null; //构造方法私有 private Singleton() { } //获取对象 public static Singleton getInstance() { if(instance == null) { synchronized(Singleton.class) { if(instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } //定义一个测试方法 public void method() { System.out.println("单例设计模式的学习"); } }-
TestSingletonPattern
public class TestSingletonPattern { public static void main(String[] args) { Singleton singleton = Singleton.getInstance(); singleton.method(); Singleton singleton2 = Singleton.getInstance(); singleton2.method(); System.out.println(singleton == singleton2); //输出true，所有实例共享一个对象 } } -
饿汉式和懒汉式的区别
① 懒汉式：单例延迟加载模式，时间换空间，用的时候才判断，每一次判断都浪费时间，而且在多线程访问时，可能会创建多个线程
② 饿汉式：一上来就创建，需要的时候直接返回，用空间换时间，省去了判断的时间
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在java语言中，单例带来了两大好处：
对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间，这对于那些重量级的对象而言，是非常可观的一笔系统开销。
由于new操作的次数减少，因而对系统内存的使用频率也会降低，这将减轻GC压力，缩短GC停顿时间。
二、多线程(Runtime类)
- Runtime类是一个单例类
Runtime r = Runtime.getRuntime(); //r.exec("shutdown -s -t 300"); //300秒后关机 r.exec("shutdown -a"); //取消关机
1. Runtime类介绍
Every Java application has a single instance of class Runtime that allows the application to interface with the environment in which the application is running.(Runtime属于运行时的操作类)
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Runtime类的设计符合单例设计模式
即在Runtime类的实现中Runtime()构造方法是private,不允许new一个Runtime对象
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与此相对应的当我们获取一个Runtime类型对象时用到的是getRuntime()方法，其返回值是一个Runtime类型的对象 eg:Runtime.getRuntime()
public static Runtime getRuntime() Returns the runtime object associated with the current Java application.
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Runtime类中的方法
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public long maxMemory()
- Returns the maximum amount of memory that the Java virtual machine will attempt to use.（返回最大内存）
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public long totalMemory()
- Returns the total amount of memory in the Java virtual machine. The value returned by this method may vary over time, depending on the host environment.（返回总共内存）
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public long freeMemory()
- Returns the amount of free memory in the Java Virtual Machine. Calling the gc method may result in increasing the value returned by freeMemory（返回空闲内存，gc()方法的调用会改变这一值大小）
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public void gc()
- When control returns from the method call, the virtual machine has made its best effort to recycle all discarded objects.
- The virtual machine performs this recycling process automatically as needed, in a separate thread, even if the gc method is not invoked explicitly.（就算不调用此方法，JVM也也会自动调用，此时调用此方法是为了更快的使用垃圾对象所占用的内存）
Runtime.getRuntime().gc()等价于System.gc()
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2. Runtime类使用
public class TestRuntime {
public static void main(String[] args) {
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
//获取最大内存
System.out.println("最大内存为：" + runtime.maxMemory());
//获取总共的可用内存
System.out.println("总共的可用内存：" + runtime.totalMemory());
//获取空闲内存
System.out.println("空闲内存为：" + runtime.freeMemory());
//调用gc方法进行垃圾回收
runtime.gc();
}
}
/*
* 在JDK1.8中输出结果为：
* --------------------------
* 最大内存为：1890582528
总共的可用内存：128974848
空闲内存为：126929936
* --------------------------
* */
三、多线程(Timer)(掌握)
Timer类:计时器
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程序
public class Demo5_Timer { /** * @param args * 计时器 * @throws InterruptedException */ public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Timer t = new Timer(); //在指定时间安排指定任务 t.schedule(new MyTimerTask(), new Date(114,9,15,10,54,20),3000); //第一个参数为安排的任务 //第二个参数为多长时间重复执行 while(true) { System.out.println(new Date()); Thread.sleep(1000); } } } class MyTimerTask extends TimerTask { @Override public void run() { System.out.println("起床背英语单词"); } }
四、多线程(两个线程间的通信)(掌握)
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1.什么时候需要通信
多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的
如果我们希望他们有规律的执行, 就可以使用通信, 例如每个线程执行一次打印
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2.怎么通信
如果希望线程等待, 就调用wait()
如果希望唤醒等待的线程, 就调用notify();
这两个方法必须在同步代码中执行, 并且使用同步锁对象来调用
五、多线程(三个或三个以上间的线程通信)
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多个线程通信的问题
notify()方法是随机唤醒一个线程
notifyAll()方法是唤醒所有线程
如果多个线程之间通信, 需要使用notifyAll()通知所有线程, 用while来反复判断条件
在同步代码块中，用哪个对象锁，就用哪个对象调用wait方法
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为什么wait方法和notify方法定义在Object中，
- 因为锁对象可以是任意对象，Object类是超类，所以wait方法和notif方法需要定义在Object类中
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sleep和wait的区别
sleep必须有参数，参数为时间，时间到了自动醒来
wait可传入参数也可不传入参数，传入的参数指的是在参数的时间结束后等待，不穿入参数指的是直接等待
sleep方法在同步函数或同步代码块中不释放锁
wait方法在同步函数或同步代码块中释放锁
六、多线程(JDK1.5的新特性互斥锁)(掌握)
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1.同步
- 使用ReentrantLock类的lock()和unlock()方法进行同步
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2.通信
使用ReentrantLock类的newCondition()方法可以获取Condition对象
需要等待的时候使用Condition的await()方法, 唤醒的时候用signal()
方法不同的线程使用不同的Condition, 这样就能区分唤醒的时候找哪个线程了
七、多线程(线程的五种状态)(掌握)
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看图说话
- image
新建,就绪,运行,阻塞,死亡
八、多线程(线程池的概述和使用)(了解)
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A:线程池概述
- 程序启动一个新线程成本是比较高的，因为它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池可以很好的提高性能，尤其是当程序中要创建大量生存期很短的线程时，更应该考虑使用线程池。线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。在JDK5之前，我们必须手动实现自己的线程池，从JDK5开始，Java内置支持线程池
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B:内置线程池的使用概述
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JDK5新增了一个Executors工厂类来产生线程池，有如下几个方法
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
这些方法的返回值是ExecutorService对象，该对象表示一个线程池，可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程。它提供了如下方法
Future<?> submit(Runnable task)
<T> Future<T> submit(Callable<T> task)
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使用步骤：
创建线程池对象
创建Runnable实例
提交Runnable实例
关闭线程池
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C:案例演示
提交的是Runnable
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代码
public class TestExecutors { public static void main(String[] args) { //1. 创建可放两个线程的线程池 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); //3. 提交Runnable实例 pool.submit(new MyRunbale()); pool.submit(new MyRunbale()); pool.shutdown(); //关闭线程池 } } //2. 创建Runnbale实例 class MyRunbale implements Runnable{ public void run() { for(int i = 0;i < 1000;i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...." + i); } } }
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九、多线程(多线程程序实现的方式3)(了解)——Callable接口
提交的是Callable
// 创建线程池对象 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); // 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程 Future<Integer> f1 = pool.submit(new MyCallable(100)); Future<Integer> f2 = pool.submit(new MyCallable(200)); // V get() Integer i1 = f1.get(); Integer i2 = f2.get(); System.out.println(i1); System.out.println(i2); // 结束 pool.shutdown(); public class MyCallable implements Callable<Integer> { private int number; public MyCallable(int number) { this.number = number; } @Override public Integer call() throws Exception { int sum = 0; for (int x = 1; x <= number; x++) { sum += x; } return sum; } }-
多线程程序实现的方式3的好处和弊端
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好处：
可以有返回值
可以抛出异常
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弊端：
- 代码比较复杂，所以一般不用
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