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Java多线程

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Java多线程

Java多线程 线程介绍 程序进程线程

​ 在操作系统中的运行的程序就是进程,而进程通常采用多进程执行

  • 程序

    指令和数据的有序集合,本身没有任何运行的含义,是静态概念

  • 进程

    是执行程序的一次执行过程,是一个动态概念,是系统资源分配的单位

  • 线程

    一个进程通常包括多个线程,线程是CPU调度和执行的单位

核心概念

​ 线程就是独立的执行路径;

​ 在程序运行时,即使没有自己创建线程,后台也会有多个线程,如主线程,gc线程;

​ main()称之为主线程,为系统的入口,用于执行整个程序;

​ 在一个进程中,如果开辟了多个线程,线程的运行有调度器安排调度,调度器是与操作系统紧密相关的,先后顺序是不能人为干预的;

​ 对于同一份资源操作时,会存在资源抢夺的问题,需要加入并发控制;

​ 线程会带来额外的开销,如cpu调度时间,并发控制开销;

​ 每个线程在自己的工作内存交互,内存控制不当会造成数据不一致。

线程创建(重点) 三种创建方式

Thread class ---------> 继承Thread类(重点)

Runnable接口 -------> 实现Runnable接口(重点)

Callable接口 ----------> 实现Callable接口(了解)

Thread
  1. 自定义线程类继承Thread类
  2. 重写run方法,编写线程执行体
  3. 在主线程中创建线程对象,使用start方法启动线程

不建议使用:避免OOP单继承局限性

public class TestThread1 extends Thread {

    public void run() {
        for (int i = 0; i <20; i++) {
            System.out.println("我在看代码!!!"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程,主线程

        //创建一个线程对象
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();

        //调用start()方法开启线程
        //testThread1.start();


        testThread1.run();

        for (int i = 0; i <200; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程!!!!"+i);
        }
    }

}


调用run()

只有主线程一条 执行路径

调用start()

多条执行路径,主线程和子线程并行交替执行

总结:线程开启不一定立即执行,由CPU调度执行

案例 下载图片
import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.*;
import java.net.URL;

//实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 extends Thread {
    private String url;//网络图片地址
    private String name;//报错扥文件名

    //有参构造
    public TestThread2(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片线程的执行体
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url, name);
        System.out.println("下载了文件名为:" + name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t = new TestThread2("https://img-blog.csdnimg.cn/7a4b3711368e4b97ac97384bf117b8d0.jpeg", "1.jpeg");
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://img-blog.csdnimg.cn/7a4b3711368e4b97ac97384bf117b8d0.jpeg", "2.jpeg");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("https://img-blog.csdnimg.cn/7a4b3711368e4b97ac97384bf117b8d0.jpeg", "3.jpeg");
        t.start();
        t1.start();
        t2.start();
    }


}


//下载器
class WebDownloader {
    //下载方法
    public void downloader(String url, String name) {
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常,downloader方法出现问题");
        }

    }
}

实现Runnable接口

​ 定义MyRunnable类实现Runnable接口

​ 实现run()方法,编写线程执行体

​ 创建线程对象,调用start()方法启动对象

推荐使用:避免单继承局限性,灵活方便,方便同一个对象被多个线程使用

//创建线程方式2:实现Runnable接口,重写run方法,执行线程需要丢入Runnable接口实现类,调用start方法
public class TestThread3 implements Runnable {

    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i <20; i++) {
            System.out.println("我在看代码---"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {


        //创建Runnable接口的实现对象
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();

        //创建线程对象,通过线程对象来开启线程
//        Thread thread = new Thread(testThread3);
//
//        thread.start();
        new Thread(testThread3).start();

        for (int i = 0; i <200; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程---"+i);
        }
    }

}

启动线程:传入目标对象+Thread对象.start()

new Thread(testThread3).start();

多线程同时操作同一个对象

买火车票例子

//发现问题:多个线程操作同一个资源的情况下,线程不安全,数据紊乱
public class TestThread4 implements Runnable {

    //票数
    private int ticketNums = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (ticketNums <= 0) {
                break;
            }
            //捕获异常
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->拿到了第" + ticketNums-- + "张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 ticket = new TestThread4();
        new Thread(ticket, "小红").start();
        new Thread(ticket, "老师").start();
        new Thread(ticket, "黄牛党").start();

    }
}

线程状态

创建线程 就绪状态 阻塞状态 运行状态 死亡状态

线程停止

不推荐使用stop()、destroy()方法 已废弃

推荐线程自己停止

建议使用一个标志位进行终止变量 当flag=false,则终止线程运行。

//  测试stop
//  1.建议线程正常停止-->利用次数,不建议死循环
//  2.建议使用标志位-->设置一个标志位
//  3.不要使用stop或者destroy等过时或者JDK不建议使用的方法

public class TestStop implements Runnable {
    // 1. 设置一个标志位
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while (flag) {
            System.out.println("run...Thread" + i++);
        }
    }

    // 2. 设置一个公开的方法停止线程,转换标志位
    public void stop() {
        this.flag = false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestStop teststop = new TestStop();
        new Thread(teststop).start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main..." + i);
            if (i == 900) {
                //调用stop()切换标志位,让线程终止
                teststop.stop();
                System.out.println("该线程停止了");
            }
        }
    }
}

线程休眠

​ sleep(时间)指定当前线程阻塞的毫秒数

​ sleep存在异常InterruptedException

​ sleep时间达到后线程进入就绪状态

​ sleep可以模拟网络延时,倒计时等

​ 每个对象都有一个锁,sleep不会释放锁

//倒计时
public class TestSleep2 {


    public static void main(String[] args) {
        try {
            tenDown();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //模拟倒计时
    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num = 10;//10秒
        while (true) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if (num <= 0) {
                break;
            }
        }
    }
}

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

//打印当前系统时间
public class TestSleep2 {

    public static void main(String[] args) {
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统当前时间

        while (true) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//更新当前时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    //模拟倒计时
    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num = 10;//10秒
        while (true) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if (num <= 0) {
                break;
            }
        }
    }
}

线程礼让

​ 礼让线程,让当前正在执行的线程暂停,但不阻塞

​ 将线程从运行状态转为就绪状态

​ 让CPU重新调度,礼让不一定成功

//测试礼让线程
public class TestYield {
    public static void main(String[] args) {
        MyYeild myYeild = new MyYeild();
        new Thread(myYeild, "a").start();
        new Thread(myYeild, "b").start();
    }
}

class MyYeild implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始执行");
        Thread.yield();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程停止执行");
    }
}

Join

​ Join合并线程,待此线程执行完成后,在执行其他线程,其他线程阻塞

//测试Join方法
public class TestJoin implements Runnable {

    public void run() {
        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            System.out.println("线程vip" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //启动我们的线程
        TestJoin testJoin = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(testJoin);
        thread.start();

        //主线程
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            if (i == 200) {
                thread.join();//插队
            }
            System.out.println("main" + i);
        }
    }

}

线程优先级

​ Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程,线程调度器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行。

​ 线程的优先级用数字表示,范围从1~10.

​ Thread.MIN PRIORITY = 1;

​ Thread.MAX_ PRIORITY = 10;

​ Thread.NORM_ PRIORITY = 5;

​ 使用以下方式改变或获取优先级
​ getPriority() . setPriority(int xxx)

//测试优先级
public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
        //主线程默认优先级
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + Thread.currentThread().getPriority());

        MyPriority myPriority = new MyPriority();
        Thread t1 = new Thread(myPriority);
        Thread t2 = new Thread(myPriority);
        Thread t3 = new Thread(myPriority);
        Thread t4 = new Thread(myPriority);
        Thread t5 = new Thread(myPriority);
        Thread t6 = new Thread(myPriority);

        //先设置优先级,再启动
        t1.start();

        t2.setPriority(1);
        t2.start();

        t3.setPriority(4);
        t3.start();

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//MAX_PRIORITY=10
        t4.start();

        t5.setPriority(8);
        t5.start();

        t6.setPriority(7);
        t6.start();
    }
}

class MyPriority implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + Thread.currentThread().getPriority());
    }

}

优先级的设定建议在start()调度前

守护(daemon)线程

​ 线程分为用户线程和守护线程

​ 虚拟机必须确保用户线程执行完毕

​ 虚拟机不用等待守护线程执行完毕

​ 如,后台记录操作日志,监控内存垃圾回收等待…

//测试守护线程
public class TestDaemon {

    public static void main(String[] args) {
        God god = new God();
        You you = new You();

        Thread thread = new Thread(god);
        //默认false表示是用户线程,正常的线程都是用户线程...
        thread.setDaemon(true);
        //上帝守护线程启动
        thread.start();
        //你 用户线程启动
        new Thread(you).start();
    }
}

//上帝
class God implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            System.out.println("上帝保佑着你");
        }
    }
}

//你
class You implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("你一生都开心的活着");
        }
        System.out.println("====goodbye!world====");
    }

}

线程同步(重点) 并发

同一个对象被多个线程同时操作

同步方法

​ 由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问,所以我们只需要针对方法提出一套机制,这套机制就是synchronized关键字,它包括两种用法:synchronized 方法和synchronized块.

public synchronized void method(int args) {

}

​ synchronized方法控制对“对象”的访问,每个对象对应-把锁,每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行,否则线程会阻塞,方法-旦执行,就独占该锁,直到该方法返回才释放锁,后面被阻塞的线程才能获得这个锁,继续执行

总结
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class ThreadNew {
    public static void main(String[] args) {

        new MyThread1().start();

        new Thread(new MyThread2()).start();

        FutureTask futureTask = new FutureTask(new MyThread3());
        new Thread(futureTask).start();

        try {
            Integer integer=futureTask.get();
            System.out.println(integer);
        }catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
//1、继承Thread类
class MyThread1 extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("MyThread1");
    }
}

//2、实现Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable {
    public void run() {
        System.out.println("MyThread2");
    }
}

//3、实现callable接口
class MyThread3 implements Callable {
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("MyThread3");
        return 100;
    }
}

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