一.概念
1.进程
1.1进程:是一个正在进行中的程序,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。
1.2线程:就是进程中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。
1.3举例java VM:
Java VM启动的时候会有一个进程java.exe,该进程中至少有一个线程在负责java程序的运行,而且这个线程运行的代码存在于main方法中,该线程称之为主线程。扩展:其实更细节说明jvm,jvm启动不止一个线程,还有负责垃圾回收机制的线程
2.多线程存在的意义:提高执行效率
二.多线程的创建
1.多线程创建的第一种方式,继承Thread类
1.1定义类继承Thread,复写Thread类中的run方法是为了将自定义的代码存储到run方法中,让线程运行
1.2调用线程的start方法,该方法有两个作用:启动线程,调用run方法
1.3多线程运行的时候,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,在某一个时刻,只能有一个程序在运行。(多核除外),cpu在做着快速的切换,以到达看上去是同时运行的效果。我们可以形象把多线程的运行行为在互抢cpu的执行权。这就是多线程的一个特性,随机性。谁抢到,谁执行,至于执行多久,cpu说了算。
1 public class Demo extends Thread{
2 public void run(){
3 for (int x = 0; x < 60; x++) {
4 System.out.println(this.getName()+"demo run---"+x);
5 }
6 }
7
8 public static void main(String[] args) {
9 Demo d=new Demo();//创建一个线程10 d.start();//开启线程,并执行该线程的run方法11 d.run(); //仅仅是对象调用方法,而线程创建了但并没有运行12 for (int x = 0; x < 60; x++) {
13 System.out.println("Hello World---"+x);
14 }
15 }
16
17 }
2 创建多线程的第二种方式,步骤:
2.1定义类实现Runnable接口
2.2覆盖Runnable接口中的run方法:将线程要运行的代码存放到run方法中
2.3.通过Thread类建立线程对象
2.4.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
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方法的所属对象
2.5.调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的方法
1 /* 2 * 需求:简易买票程序,多个窗口同时卖票
3 */ 4 public class Ticket implements Runnable {
5 private static int tick = 100;
6 Object obj = new Object();
7 boolean flag=true;
8
9 public void run() {
10 if(flag){
11 while (true) {
12 synchronized (Ticket.class) {
13 if (tick > 0) {
14 System.out.println(Thread.currentThread().getName()
15 + "code:" + tick--);
16 }
17 }
18 }
19 }else{
20 while(true){
21 show();
22 }
23 }
24
25 }
26
27 public static synchronized void show() {
28 if (tick > 0) {
29 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "show:"
30 + tick--);
31 }
32 }
33
34 }
35
36 class ThisLockDemo {
37 public static void main(String[] args) {
38 Ticket t = new Ticket();
39
40 Thread t1 = new Thread(t);
41 try {
42 Thread.sleep(10);
43 } catch (Exception e) {
44 // TODO: handle exception45 }
46 t.flag=false;
47 Thread t2 = new Thread(t);
48 //Thread t3 = new Thread(t);
49 //Thread t4 = new Thread(t);50
51 t1.start();
52 t2.start();
53 //t3.start();
54 //t4.start();55 }
56 }
3.实现方式和继承方式有什么区别
3.1.实现方式避免了单继承的局限性,在定义线程时建议使用实现方式
3.2.继承Thread类:线程代码存放在Thread子类run方法中
3.3.实现Runnable:线程代码存放在接口的子类run方法中
4.多线程-run和start的特点
4.1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,也就是说该Thread类中的run方法,用于存储线程要运行的代码
5.多线程运行状态
创建线程-运行---sleep()/wait()--冻结---notify()---唤醒
创建线程-运行---stop()—消亡
创建线程-运行---没抢到cpu执行权—临时冻结
6.获取线程对象及其名称
6.1.线程都有自己默认的名称,编号从0开始
6.2.static Thread currentThread():获取当前线程对象
6.3.getName():获取线程名称
6.4.设置线程名称:setName()或者使用构造函数
1 public class Test extends Thread{
2
3 Test(String name){
4 super(name);
5 }
6
7 public void run(){
8 for (int x = 0; x < 60; x++) {
9 System.out.println((Thread.currentThread()==this)+"..."+this.getName()+" run..."+x);
10 }
11 }
12 }
13
14 class ThreadTest{
15 public static void main(String[] args) {
16 Test t1=new Test("one---");
17 Test t2=new Test("two+++");
18 t1.start();
19 t2.start();
20 t1.run();
21 t2.run();
22 for (int x = 0; x < 60; x++) {
23 System.out.println("main----"+x);
24 }
25 }
26 }
三.多线程的安全问题
1.多线程出现安全问题的原因:
1.1.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
1.2.解决办法:对多条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
1.3.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:
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执行权,也进不去,因为没有获取锁
2.同步的前提:
2.1.必须要有2个或者2个以上线程
2.2.必须是多个线程使用同一个锁
2.3.好处是解决了多线程的安全问题
2.4.弊端是多个线程需要判断锁,较消耗资源
5.同步函数
定义同步函数,在方法钱用synchronized修饰即可
1 /* 2 * 需求:
3 * 银行有一个金库,有两个储户分别存300元,每次存100元,存3次
4 * 目的:该程序是否有安全问题,如果有,如何解决
5 * 如何找问题:
6 * 1.明确哪些代码是多线程代码
7 * 2.明确共享数据
8 * 3.明确多线程代码中哪些语句是操作共享数据的
9 */10
11 public class Bank {
12
13 private int sum;
14
15 Object obj = new Object();
16
17 //定义同步函数,在方法钱用synchronized修饰即可18 public synchronized void add(int n) {
19 //synchronized (obj) {20 sum = sum + n;
21 try {
22 Thread.sleep(10);
23 } catch (InterruptedException e) {
24 // TODO Auto-generated catch block25 e.printStackTrace();
26 }
27 System.out.println("sum=" + sum);
28 //}29
30 }
31
32 }
33
34 class Cus implements Runnable {
35 private Bank b = new Bank();
36
37 public void run() {
38 for (int x = 0; x < 3; x++) {
39 b.add(100);
40 }
41 }
42 }
43
44 class BankDemo {
45 public static void main(String[] args) {
46 Cus c = new Cus();
47 Thread t1 = new Thread(c);
48 Thread t2 = new Thread(c);
49
50 t1.start();
51 t2.start();
52 }
53 }
6.同步的锁
6.1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
6.2.静态函数的锁是class对象
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
6.3.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
1 /* 2 * 需求:简易买票程序,多个窗口同时卖票
3 */ 4 public class Ticket implements Runnable {
5 private static int tick = 100;
6 Object obj = new Object();
7 boolean flag=true;
8
9 public void run() {
10 if(flag){
11 while (true) {
12 synchronized (Ticket.class) {
13 if (tick > 0) {
14 System.out.println(Thread.currentThread().getName()
15 + "code:" + tick--);
16 }
17 }
18 }
19 }else{
20 while(true){
21 show();
22 }
23 }
24
25 }
26
27 public static synchronized void show() {
28 if (tick > 0) {
29 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "show:"
30 + tick--);
31 }
32 }
33
34 }
35
36 class ThisLockDemo {
37 public static void main(String[] args) {
38 Ticket t = new Ticket();
39
40 Thread t1 = new Thread(t);
41 try {
42 Thread.sleep(10);
43 } catch (Exception e) {
44 // TODO: handle exception45 }
46 t.flag=false;
47 Thread t2 = new Thread(t);
48 //Thread t3 = new Thread(t);
49 //Thread t4 = new Thread(t);50
51 t1.start();
52 t2.start();
53 //t3.start();
54 //t4.start();55 }
56 }
7.多线程,单例模式-懒汉式
懒汉式与饿汉式的区别:懒汉式能延迟实例的加载,如果多线程访问时,懒汉式会出现安全问题,可以使用同步来解决,用同步函数和同步代码都可以,但是比较低效,用双重判断的形式能解决低效的问题,加同步的时候使用的锁是该类锁属的字节码文件对象
1 /* 2 * 单例模式
3 */ 4 //饿汉式 5 public class Single {
6 private static final Single s=new Single();
7 private Single(){}
8 public static Single getInstance(){
9 return s;
10 }
11
12 }
13
14 //懒汉式15 class Single2{
16 private static Single2 s2=null;
17 private Single2(){}
18 public static Single2 getInstance(){
19 if(s2==null){
20 synchronized(Single2.class){
21 if(s2==null){
22 s2=new Single2();
23 }
24 }
25 }
26 return s2;
27 }
28 }
29
30 class SingleDemo{
31 public static void main(String[] args) {
32 System.out.println("Hello World");
33 }
34 }
8.多线程-死锁
同步中嵌套同步会出现死锁
1 /* 2 * 需求:简易买票程序,多个窗口同时卖票
3 */ 4 public class DeadTest implements Runnable {
5 private boolean flag;
6
7 DeadTest(boolean flag) {
8 this.flag = flag;
9 }
10
11 public void run() {
12 if (flag) {
13 synchronized(MyLock.locka){
14 System.out.println("if locka");
15 synchronized(MyLock.lockb){
16 System.out.println("if lockb");
17 }
18 }
19 } else {
20 synchronized(MyLock.lockb){
21 System.out.println("else lockb");
22 synchronized(MyLock.locka){
23 System.out.println("else locka");
24 }
25 }
26 }
27 }
28 }
29
30 class MyLock{
31 static Object locka=new Object();
32 static Object lockb=new Object();
33 }
34
35 class DeadLockDemo {
36 public static void main(String[] args) {
37 Thread t1 = new Thread(new DeadTest(true));
38 Thread t2 = new Thread(new DeadTest(false));
39
40 t1.start();
41 t2.start();
42 }
43 }
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