创建多线程的两种方法:继承Thread类和实现Runnable接口
1.继承Thread类创建多线程
Java的线程通过java.lang.Thread类来控制,一个Thread类的对象代表一个线程,而且只能代表一个线程。一段代码被执行,一定是在某个线程上运行的,代码与线程密不可分,同一代码可以与多个线程相关联。可以通过Thread.currentThread()静态函数获得该代码当前执行的是哪个线程,得到线程对象后又可以调用线程的getName()方法,取出当前线程的名称字符串。
要实现多线程,必须编写一个继承了Thread类的子类,子类要覆盖Thread类中的run方法,在子类的run函数中调用相想在新线程上运行的程序代码。启动一个新的线程,不是直接调用Thread子类对象的run方法,而是调用Thread子类对象的start方法。
class TestThread extends Thread{
public void run(){
//填写方法体
}
}
2.使用Runnabule接口创建多线程
Runnable接口中只有一个run()方法,实现接口的类实现了此run()方法即可。而且,实现了Runnable接口的类还可以作为参数传递给Thread类的构造方法,而此时,这样创建的线程将调用哪个实现了Runnable接口的类对象的run()方法作为其运行代码,而不再调用Thread类中的run方法。
2.两种创建方式的对比
Runnable接口相对于继承Thread类的好处:
①适合多个相同程序代码的线程去处理同意资源的情况,把虚拟CPU(线程)同程序的代码,数据有效分离,较好的体现了面向对象的设计思想。
②可以避免由于java的单继承特点带来的局限。当我们要将已经继承了某一个类的子类放入多线程中,由于一个类不能同时有两个父类,所以只能使用Runnable接口方法。
③有力与程序的健壮性,代码能给被多个线程共享,代码与数据是独立的。多线程相关概念
进程:是一个正在执行中的程序。
每一个进程执行都有一个执行顺序。该顺序是一个执行路径,或者叫一个控制单元。
线程:就是进程中的一个独立的控制单元。
线程在控制着进程的执行。
一个进程中至少有一个线程。
Java VM 启动的时候会有一个进程java.exe
该进程中至少一个线程负责java程序的执行。该线程称为主线程。
扩展:其实更多细节说明Jvm启动不止一个线程,还有负责垃圾回收机制的线程。
1,如何在自定义的代码中,自定义一个线程呢?
通过对api的查找,java已经提供了对线程这类事物的描述。就是Thread类。
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:将自定义的代码存储在run方法中。让线程运行。
3,建立线程对象,调用线程对象的start方法,该方法两个作用:启动线程,调用run方法。
发现多线程运行结果每一次都不同。
因为多个线程都获取cpu的执行权。cpu执行到谁,谁就运行,
明确一点,在某一时刻,只能有一个程序在运行。(多核除外)
cpu在做着快速的切换,以达到看上去是同时运行的效果。
我们可以形象的把多线程的运行行为比作线程互相抢夺cpu执行权。
这就是多线程的一个特性:随机性。谁抢到谁执行,至于执行多长,cpu说了算。
为什么要覆盖run方法呢?
Thread类用于描述线程。
该类定义了一个功能,用于存储线程要运行的代码。该存储功能就是run方法。
也就是说Thread类中的run方法,用于存储线程要运行的代码。
Demo d=new Demo();创建好一个线程。
d.start();开启线程并执行该线程的run方法。
d.run();仅仅是对象调用方法,并没有开启线程并执行线程。
线程运行状态:(5种状态)
冻结:放弃了执行资格,sleep(time);时间到就醒,wait();等待 notify();叫醒(回到临时状态)消亡:stop();,run方法结束;
临时状态阻塞:具备运行资格但是没有执行权。
运行:start()
被创建:new
线程名称:
原来线程都有自己默认的名称。
默认名称:Thread-编号 该编号从0开始。
Thread.currentThread():获取当前线程对象。(为静态函数)
getName():获取线程名称。
设置线程名称:setName或者构造函数。
局部的变量在每一个线程区域当中都有独立的一份。
实现runnable接口(创建线程的第二种方式):
步骤:
1,定义类实现Runnable接口
2,覆盖Runnable接口中的run方法。
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,并将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。
为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数。
因为,自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。
所以要让线程去执行指定对象的run方法。就必须明确该run方法所属对象。
4,调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。
实现方式和继承方式有什么区别呢?
实现方式好处:避免了单继承的局限性。
在定义线程时,建议使用实现方式。
两种方式的区别:
继承Thread:线程代码存放在Thread子类的run方法中。
实现Runnable,线程代码存放在接口的子类的run方法中。
多线程的安全问题(写多线程的时候一定要考虑安全问题):
出现安全问题的原因:
当多条线程在操作同一个共享数据时,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。
解决方法:
对多条线程操作共享数据的语句,只能让一个线程都执行完。在执行过程中,其他线程不可以参与执行。
线程同步
Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式。
就是同步代码块。(同步可以解决线程安全问题)
synchronized(对象)
{
需要被同步的代码
}
对象如同锁。持有锁的线程可以在同步中执行。
没有持有锁的线程即使获取CPU的执行权,也进不去,因为没有获取锁。
火车上的卫生间--经典。
同步的前提:
1,必须要有两个或者两个以上的线程。
2,必须是多个线程使用同一个锁。
必须保证同步中只能有一个线程在运行。
好处:解决了多线程的安全问题。
弊端:多个线程需要判断锁,较为消耗资源。
如何找问题:
1,明确哪些代码是多线程运行代码。
2,明确共享数据。
3,明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。
同步有2种表现形式:1同步代码块,2,同步函数(把synchronized作为函数的修饰符,被修饰的函数就变成同步函数了)public synchronized void add(int n){}
同步函数用的是哪一个锁呢?函数需要被对象调用,那么函数都有一个所属对象引用,就是this。所以同步函数使用的锁是this。
通过该程序进行验证。使用两个线程卖票。一个线程在同步代码块中。一个线程在同步函数中。都在执行卖票动作。(同步代码块中锁用this,最后证明和同步函数的锁相同。)如果同步函数被静态修饰后,使用的锁是什么呢?
通过验证,发现不是this。因为静态方法中的也不可以定义this。
静态进内存时,内存中没有本类对象,但是一定有该类对应的字节码文件对象。
类名.class 该对象的类型是class
静态的同步方法,使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象:类名.class
单例设计模式:1,饿汉式2,懒汉式
饿汉式:
class Single
{
private static final Single s=new Single();
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
return s;
}
}
懒汉式:(延迟加载,但多线程容易出问题,所以必须加同步代码块且为了提高运行效率要双重否定。)
class Single
{
private static Single s=null;
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
if(s= =null)
{
synchronized(Single.class)
{
if(s= =null)
s=new Single();
}
}
return s;
}
}
多线程--死锁:
同步中嵌套同步(锁中锁,还没出来,又被同一个锁锁了。进不去,出不来。)。举例:
class Test implements Runnable
{
private boolean flag;
Test(boolean flag)
{
this.flag = flag;
}
public void run()
{
if(flag)
{
while(true)
{
synchronized(MyLock.locka)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...if locka ");
synchronized(MyLock.lockb)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..if lockb");
}
}
}
}
else
{
while(true)
{
synchronized(MyLock.lockb)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..else lockb");
synchronized(MyLock.locka)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+".....else locka");
}
}
}
}
}
}
class MyLock
{
static Object locka = new Object();
static Object lockb = new Object();
}
class DeadLockTest
{
public static void main(String[] args)
{
Thread t1 = new Thread(new Test(true));
Thread t2 = new Thread(new Test(false));
t1.start();
t2.start();
}
}
多线程间通信
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。
多线程间通信-等待唤醒机制
r.wait();冻结
r.notify();叫醒(默认叫醒系统中前面冻结的那一个线程)
r.notifyAll();叫醒所有的线程
以上3种方法。都使用在同步中,因为要对持有监视器(锁)的线程操作。
所以要使用在同步中,因为只有同步才具有锁。
为什么这些操作线程的方法,要定义在Object类中呢?
因为这些方法在操作同步中线程时,都必须要标识它们所操作线程只有的锁。
只有同一个锁上的被等待线程,可以被同一个锁上notify唤醒。
不可以对不同锁中的线程进行唤醒。
也就是说,等待和唤醒必须是同一个锁。
而锁可以是任意对象,所以可以被任意对象调用的方法定义object类中。
JDK1.5中提供了多线程升级解决方案。
将同步Synchronized替换成显示Lock操作。将Object中的wait,notifyAll替换成了Condition对象。该对象可以通过Lock锁进行获取。实现了本方只唤醒对方操作。(ProducerConsumerDemo2)。释放锁的特性一定要执行。
1207多线程--停止线程:
stop方法已经过时。如何停止线程?
只有一种,run方法结束。开启多线程运行,运行代码通常是循环结构。
只要控制住循环,就可以让run方法结束,也就是线程结束。
特殊情况:当线程处于了冻结状态,就不会读取到标记。那么线程就不会结束。
当没有指定方式让冻结的线程恢复到运行状态时,这时需要对冻结进行清除。
强制让线程恢复到运行状态中来。这样就可以操作标记让线程结束。
Thread类中提供了该方法 interrupt();
多线程--守护线程:
当所有的前台线程结束后,所有的后台线程(守护线程)会自动结束。
多线程--join方法:
当A线程执行到了B线程的.join()(比如B.join();)方法时,A就会等待。等B线程都执行完,A才会执行。
join可以用来临时加入线程执行。多线程的同步和线程通信
多线程的同步使用synchronized()语句。synchronized语句的格式为:
synchronized(object){代码} //Object可以使任意的一个对象。
任意类型的对象都有一个标志位,该标志位具有0,1两种状态,其开始状态为1,当执行synchronized(object)语句后,object对象的标志位变为0状态,
知道执行完整个synchronized语句中的代码后又回到1状态。要保证synchronized里面用的是一个锁旗标,而不是每调用一次run()方法都使用一个新的锁旗标。如下程序:
<pre name="code" class="java">class ThreadTest implements Runable
{
private int tickets=100;
public void run(){
String str=new String("");
while(true)
{
synchronized(str)
{
if(tickets>0)
{
try
{
Thread.sleep(10);
}
catch(Exception e)
{System.out.println(e.getMessage());}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"is saling ticket" +tickets--);
}
}
}
}
}
这样调用一次run方法都是使用各自的对象,无法实现进程同步。方法类型前面加上synchronized可以实现函数同步。在同一类中,使用synchronized关键字定义的若干方法,可以再多个线程之间同步,当有一个线程进入synchronized修饰的方法,
即获得监控器,其他线程就不能进入同一个对象的所有使用了synchronized修饰的方法,直到第一个线程执行完它所进入的synchronized修饰的方法为止,即离开监视器为止。
同步函数所用的监视器对象是this。