黑马程序员java之多线程



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多线程

进程：正在进行中的程序。是一个应用程序运行时的内存分配空间。

线程：其实就是进程中一个程序执行控制单元，一条执行路径。是应用程序的空间的标示。负责应用程序的执行顺序。

创建线程的两种方式：继承Thread类。实现Runnable接口

创建线程的第一种方式：继承Thread类。

步骤：

  1，定义类继承Thread。

 2，复写Thread类中的run方法。目的是：将自定义代码存储在run方法。让线程运行。

 3，调用线程的start方法，

   该方法两个作用：启动线程，调用run方法。

创建线程的第二种方式：实现Runable接口

步骤：

1，定义类实现Runnable接口

2，覆盖Runnable接口中的run方法。是为了将线程要运行的代码存放在该run方法中。

3，通过Thread类建立线程对象。

4，将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。

5，调用Thread对象的start方法。开启线程，并运行Runnable接口子类中的run方法。

package pract;//Thread currentThread():获取当前线程对象。//Thread currentThread().getName():获取线程名称：setName或者构造函数。class ExtendsThread extends Thread{public void run(){System.out.println(Thread.currentThread()+"你好，这是继承线程run");System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"你好，这是继承线程run");}}class ImplementRun implements Runnable{public void run(){System.out.println(Thread.currentThread()+"你好，这是实现线程run");System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"你好，这是实现线程run");}}public class ThreadDemo {public static void main(String[] args) {//创建好一个线程。ExtendsThread et = new ExtendsThread();//仅仅是对象调用方法。而线程创建了，并没有运行et.run();//开启线程并执行该线程的run方法。et.start();//匿名调用开启多线程调用了run方法new Thread(new ImplementRun()).start();     //将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。     //调用Thread对象的start方法。}}

//代码运行结果：

Thread[main,5,main]你好，这是继承线程run

main你好，这是继承线程run

Thread[Thread-0,5,main]你好，这是继承线程run

Thread-0你好，这是继承线程run

Thread[Thread-1,5,main]你好，这是实现线程run

Thread-1你好，这是实现线程run

//运行结果分析

通过前两句发现没有开启多线程，因为看到了主线程在运行

其余的都创建了新的线程。

为什么要有Runnable接口的出现？

 通过继承Thread类的方式，可以完成多线程的建立。但是这种方式有一个局限性，如果一个类已经有了自己的父类，就不可以继承Thread类，因为java单继承的局限性。

只有对该类进行额外的功能扩展，java就提供了一个接口Runnable。这个接口中定义了run方法，其实run方法的定义就是为了存储多线程要运行的代码。

所以，通常创建线程都用第二种方式。因为实现Runnable接口可以避免单继承的局限性。

两种方式区别：

继承Thread:线程代码存放Thread子类run方法中。

实现Runnable，线程代码存在接口的子类的run方法。

练习：编写一个多窗口卖票程序

package pract;class Ticket implements Runnable{private  int tick = 100;public void run(){while(true){if(tick>0){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--);}}}}//多窗口卖票体现了实现Runnable接口的经典案例public class  TicketDemo{public static void main(String[] args) {Ticket t = new Ticket();Thread t1 = new Thread(t);//创建了一个线程；Thread t2 = new Thread(t);Thread t3 = new Thread(t);Thread t4 = new Thread(t);t1.start();//开启了线程t2.start();t3.start();t4.start();}}

线程状态：

被创建：start()

运行：具备执行资格，同时具备执行权；

冻结：sleep(time),wait()—notify()唤醒；线程释放了执行权，同时释放执行资格；

临时阻塞状态：线程具备cpu的执行资格，没有cpu的执行权；

消亡：stop()run结束

多线程的运行出现了安全问题

当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。

解决安全问题的原理：

只要将操作共享数据的语句在某一时段让一个线程执行完，在执行过程中，其他线程不能进来执行就可以解决这个问题。

java中提供了一个解决方式：就是同步代码块。

格式：

synchronized(对象){ //任意对象都可以。这个对象就是锁。

  需要被同步的代码；

}

好处：解决了线程安全问题。

弊端：相对降低性能，因为判断锁需要消耗资源，产生了死锁。

package pract;public class Single {//懒汉式：延迟加载方式private static Single s = null;private Single(){}public static  Single getInstance(){//为了提高效率，加入双重判断if(s==null){synchronized(Single.class){//锁是字节码文件if(s==null)s = new Single();}}return s;}}

定义同步是有前提的：

1，必须要有两个或者两个以上的线程，才需要同步。

2，多个线程必须保证使用的是同一个锁

同步除了同步代码块外，还有同步函数和被static修饰的同步函数，他们的区别？

同步代码块使用的锁可以是任意对象。

同步函数使用的锁是this。

静态同步函数的锁是该类的字节码文件对象。

package pract;class Ticket implements Runnable{private  int tick = 100;public void run(){while(true){synchronized(TicketDemo.class){//同步代码块，为了防止线程不安全if(tick>0){try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){throw new RuntimeException("程序异常");}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--);}}}}}public class  TicketDemo{public static void main(String[] args) {Ticket t = new Ticket();Thread t1 = new Thread(t);//创建了一个线程；Thread t2 = new Thread(t);Thread t3 = new Thread(t);Thread t4 = new Thread(t);t1.start();//开启了线程t2.start();t3.start();t4.start();}}

同步死锁：通常只要将同步进行嵌套，就可以看到现象。同步函数中有同步代码块，同步代码块中还有同步函数。

class Tickets implements Runnable{private  int tick = 1000;Object obj = new Object();boolean flag = true;public  void run(){if(flag){while(true){synchronized(obj){//obj的锁show();//调用同步函数show（）；}}}elsewhile(true)show();//调用同步函数show（）；}public synchronized void show(){//锁是this，可能在某个时间发生两个线程同时要锁的局面synchronized(obj){if(tick>0){try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){throw new RuntimeException("错了");}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....code : "+ tick--);}}}}public class  DeadLockDemo{public static void main(String[] args) {Tickets t = new Tickets();Thread t1 = new Thread(t);Thread t2 = new Thread(t);t1.start();try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){throw new RuntimeException("线程等待失败");}t.flag = false;//为了开启双线程同时运行t2.start();}}

等待唤醒机制：涉及的方法：

wait:将同步中的线程处于冻结状态。释放了执行权，释放了资格。同时将线程对象存储到线程池中。

notify：唤醒线程池中某一个等待线程。

notifyAll:唤醒的是线程池中的所有线程。

这些方法都存在Object中。

wait和sleep区别： 分析这两个方法：从执行权和锁上来分析：

wait：可以指定时间也可以不指定时间。不指定时间，只能由对应的notify或者notifyAll来唤醒。

sleep：必须指定时间，时间到自动从冻结状态转成运行状态(临时阻塞状态)。

wait：线程会释放执行权，而且线程会释放锁。

Sleep：线程会释放执行权，但是不释放锁。

class Res{private String name;private String sex;private boolean flag = false;/*线程间通讯：其实就是多个线程在操作同一个资源，但是操作的动作不同。*///对同一个资源进行进行安全机制的判断synchronizedpublic synchronized void set(String name,String sex){if(flag)try{this.wait();}catch(Exception e){}//使线程停止this.name = name;this.sex = sex;flag = true;this.notify();//唤醒线程}public synchronized void out(){if(!flag)try{this.wait();}catch(Exception e){}System.out.println(name+"........"+sex);flag = false;this.notify();}}class Input implements Runnable{private Res r ;Input(Res r){this.r = r;}public void run(){int x = 0;while(true){if(x==0)r.set("mike","man");elser.set("丽丽","女女女女女");x = (x+1)%2;}}}class Output implements Runnable{private Res r ;Output(Res r){this.r = r;}public void run(){while(true){r.out();}}}class  InputOutputDemo2{public static void main(String[] args) {Res r = new Res();new Thread(new Input(r)).start();new Thread(new Output(r)).start();}}

等待唤醒机制在JDK1.5中提供了多线程升级解决方案。

将同步Synchronized替换成现实Lock操作。

将Object中的wait，notifynotifyAll，替换了Condition对象。

该对象可以Lock锁 进行获取。

该示例中，实现了本方只唤醒对方操作。

Lock:替代了Synchronized

   lock

   unlock

   newCondition()

Condition：替代了Object wait notify notifyAll

   await();

   signal();

   signalAll();

package pract;import java.util.concurrent.locks.Condition;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;class Res{private String name;private String sex;private boolean flag = false;private Lock lock = new ReentrantLock();private Condition condition_xie = lock.newCondition();private Condition condition_du = lock.newCondition();public  void set(String name,String sex){lock.lock();try{if(flag)condition_xie.await();this.name = name;this.sex = sex;flag = true;condition_du.signal();//唤醒du的线程}catch(Exception e){throw new RuntimeException("xie出现异常");}finally{lock.unlock();//关闭锁}}public  void out(){lock.lock();try{if(!flag)condition_du.await();System.out.println(name+"........"+sex);flag = false;condition_xie.signal();}catch(Exception e){throw new RuntimeException("du出现异常");}finally{lock.unlock();}}}class Input implements Runnable{private Res r ;Input(Res r){this.r = r;}public void run(){int x = 0;while(true){if(x==0)r.set("mike","man");elser.set("丽丽","女女");x = (x+1)%2;}}}class Output implements Runnable{private Res r ;Output(Res r){this.r = r;}public void run(){while(true){r.out();}}}public class  InputOutputDemo{public static void main(String[] args) {Res r = new Res();new Thread(new Input(r)).start();new Thread(new Output(r)).start();}}

线程的停止：通过stop方法就可以停止线程。但是这个方式过时了。

停止线程：原理就是：让线程运行的代码结束，也就是结束run方法。

怎么结束run方法？一般run方法里肯定定义循环。所以只要结束循环即可。

第一种方式：定义循环的结束标记。

第二种方式：如果线程处于了冻结状态，是不可能读到标记的，这时就需要通过Thread类中的interrupt方法，将其冻结状态强制清除。让线程恢复具备执行资格的状态，让线程可以读到标记，并结束。

package pract;class StopThread implements Runnable{private boolean flag =true;public  void run(){while(flag){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....run");}}public void changeFlag()//改变flag值，定义循环结束标记{flag = false;}}public class  StopDemo{public static void main(String[] args) {StopThread st = new StopThread();Thread t1 = new Thread(st);Thread t2 = new Thread(st);t1.start();t2.start();int num = 0;while(true){if(num++ == 60){st.changeFlag();//改变flag值。线程自动停止break;}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"......."+num);}System.out.println("over");}}

把线程标记为守护线程时候，主线程运行结束，守护线程自动取消

public class  StopDemo{public static void main(String[] args) {StopThread st = new StopThread();Thread t1 = new Thread(st);Thread t2 = new Thread(st);t1.setDaemon(true);//守护线程，主线程执行完，守护线程自动消失t2.setDaemon(true);t1.start();t2.start();