1.实现多线程
1.1进程
进程: 是正在运行的程序
是系统进行资源分配和调用的独立单位
每一个进程都有它自己的内存空间空间和系统资源
1.2线程
线程: 是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径
单线程: 一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序
多线程: 一个进程如果有多条执行路径，则称为多线程程序
1.3多线程的实现方式
方式1: 继承Thread类
定义一个类MyThread继承Thread类
在MyThread类中重写run()方法
创建MyThread类的对象
启动线程
两个小问题:
为什么要重写run()方法？
因为run()是用来封装被线程执行的代码
run()方法和start()方法的区别？
run(): 封装线程执行的代码，直接调用，相当于普通方法的调用
start(): 启动线程;然后由JVM调用此线程的run()方法
1.4设置和获取线程名称
Thread类中设置和获取线程名称的方法
void setName(String name): 将此线程的名称更改为等于参数name
String getName(): 返回此线程的名称
通过构造方法也可以设置线程名称
如何获取main()方法所在线程名称?
public static Thread currentThread(): 返回对当前正在执行的线程对象的引用、
1.5线程调度
线程有两种调度模型
分时调度模型: 所有线程轮流使用CPU的使用权，平均分配每个线程占用CPU的时间片
抢占式调度模型: 优先让优先级高的线程使用CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程获取的CPU时间片相对多一些
Java使用的是抢占式调度模型
假如计算机只有一个CPU，那么CPU在牟一个时刻只能执行一条命令，下城只有得到CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性，因为谁抢到CPU的使用权是不一定的
Thread类中设置和获取线程优先级的方法
public final int getPriority(): 返回此线程的优先级
public final void setPriority(int newPriority): 更改此线程的优先级
线程默认优先级是5; 线程优先级的范围是: 1-10
线程优先级高仅仅表示线程获取的CPU时间片的几率高，但是要在次数比较多，或者多次运行的时候才能看到你想要的效果
1.6线程控制
| 方法名 | 说明 |
| static void sleep(long millis) | 使当前正在执行的线程停留(暂停执行)指定的毫秒数 |
| void join() | 等待这个线程死亡 |
| void setDaemon(boolean on) | 将此线程标记为守护线程，当运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机将会退出 |
1.7线程生命周期
1.8多线程的实现方式
方式2: 实现Runnable接口
定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
在MyRunnable类中重写run方法()
创建MyRunnable类的对象
创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数
启动线程
多线程的实现方案有两种
继承Thread类
实现Runnable接口
相比继承Thread类，实现Runnable接口的好处
避免了Java单继承的局限性
适合多个相同程序的代码去处理同一个相同资源的情况，把线程和程序的代码、数据有效分离，较好的体现了面向对象的设计思想
2.线程同步
案例一: 卖票
需求: 某电影元目前正在上映国产大片，共有100张票，而它有3个窗口卖票，请设计一个程序模拟该电影院卖票
思路: 1.定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量: private int tickets = 100；
2.在SellTicket类中重写run()方法实现卖票，代码步骤如下
A: 判断票数大于0，就卖票，并告知是哪个窗口
B: 卖了票之后，总票数要减1
C: 票没有了，也可能有人来问，所以这里用死循环让卖票的动作一直执行
3.定义一个测试类SellTicketDemo，里面有main方法，代码步骤如下
A: 创建SellTicket类的对象
B: 创建三个Thread类的对象，把SellTicket对象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称
C: 启动线程
售票类
package test.test85;
// 1.定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量: private int tickets = 100；
public class SellTicket implements Runnable{
private int tickets = 100;
@Override
public void run() {
while (true){
if (tickets > 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在出售第"+tickets+"张票");
tickets--;
}
}
}
}
测试类
package test.test85;
public class SellTicketDemo {
public static void main(String[] args) {
SellTicket st = new SellTicket();
Thread t1 = new Thread(st,"窗口1");
Thread t2 = new Thread(st,"窗口2");
Thread t3 = new Thread(st,"窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
2.1卖票案例的思考
刚才讲解了电影院卖票程序，好像灭有什么问题，但是在实际生活中，售票时出票也是需要时间的，
所以，在出售一张票的时候，需要一点时间的延迟，接下来我们去修改买票程序中卖票的动作:
每次出票时间为100毫秒，用sleep()方法实现
卖票出现了问题
相同的票出现了多次
出现了负数的票
问题原因
线程执行的随机性导致的
2.2卖票案例数据安全问题的解决
为什么出现问题?(这也是我们判断多线程程序是否会有数据安全问题的标准)
是否是多线程环境
是否有共享数据
是否有多条语句操作共享数据
如何解决多线程安全问题呢？
基本思想: 让程序没有安全问题的环境
怎么实现呢?
把多条语句操作共享数据的代码给锁起来，让任意时刻只能有一个线程执行即可
Java提供了同步代码块的方式来解决
2.3同步代码块
锁多条语句操作共享数据，可以使用同步代码块实现
格式:
synchronized(任意对象){
多条语句操作共享数据的代码
}
synchronize(任意对象): 就相当于给代码加锁了，任意对象就可以看成一把锁
同步的好处和弊端
好处: 解决了多线程的数据安全问题
弊端: 当线程很多时，因为每个线程会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行速率
改进测试类
package test.test85;
// 1.定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量: private int tickets = 100；
public class SellTicket implements Runnable{
private int tickets = 100;
private Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
while (true){
synchronized (obj){
if (tickets > 0){
// 通过sleep()方法类模拟出票时间
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在出售第"+tickets+"张票");
tickets--;
}
}
}
}
}
2.4同步方法
同步方法: 就是把synchronize关键字加到方法上
格式:
修饰符 synchronize 返回值类型 方法名(方法参数){}
同步方法的锁对象是什么呢?
this
同步静态方法: 就是把synchronize关键字加到静态方法上
格式:
修饰符 static synchronize 返回值类型 方法名(方法参数){}
同步静态方法的锁对象是什么呢?
类名.class
2.5线程安全的类
StringBuffer
线程安全，可变的字符序列
从版本JDK 5开始，被StringBuilder代替。通常应该使用StringBuilder类，因为它支持所有相同的操作，但它更快，因为它不执行同步
Vector
从Java 2平台v1.2开始，该类改进了List接口，使其成为Java Collections framework的成员。与新的集合实现不同，Vector被同步，如果不需要线程安全的实现，建议使用ArrayList代替Vector
Hashtable
该类实现了一个哈希表，它映射到值。任何非null对象都可以用作键或者值
从Java 2平台v1.2开始，该类进行了改进，实现了Map接口，使其成为Java Collections framework的成员。与新的集合实现不同，Hashtable被同步。如果不需要线程安全的实现，建议使用HashMap代替Hashtable
2.6Lock锁
虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，为了更清晰的表达式如何枷锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock
Lock实现提供比使用synchronize方法和语句可以获得更广泛的锁定操作
Lock中提供了获得锁和释放锁的方法
void lock(): 获得锁
void unlock: 释放锁
Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化
ReentrantLock的构造方法
ReentrantLock(): 创建一个ReentrantLock的实例
3.生产者消费者
3.1生产者消费者模式概述
生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式，弄懂生产者消费者问题能够让我们对多线程编程的理解更加深刻
所谓的生产者消费者问题，实际上主要是包含了两类线程:
一类是生产者线程用于生产数据
一类是消费者线程用于消费数据
为了解耦生产者和消费者的关系，通常会采用共享的数据区域，就像是一个仓库
生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中，并不需要关心消费者的行为
消费者只需要从共享数据区中获取数据，并不需要关心生产者的行为
为了体现生产和消费过程中的等待和唤醒，Java就提供了几个方法供我们使用，这集合方法在Object类中
Object类的等待和唤醒方法:
| 方法名 | 说明 |
| void wait() | 导致当前线程等待，直到另一个线程调用该对象的notify()方法或notifyAll()方法 |
| void notify() | 唤醒正在等待对象监视器的单个线程 |
| void notifyAll() | 唤醒正在等待对象监视器的所有线程 |
3.2生产者消费者案例
生产者消费者案例中包含的类:
奶箱类(Box): 定义一个成员变量，表示第x瓶奶，提供存储牛奶和获取牛奶的操作
生产者类(Producer): 实现Runnable接口，重写run()方法，调用存储牛奶的操作
消费者类(Customer): 实现Runnable接口，重写run()方法，调用获取牛奶的操作
测试类(BoxDemo): 里面有main方法，main方法中的代码步骤如下
1.创建奶箱对象，这是共享数据区域
2.创建生产者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递，因为在这个类中要调用存储牛奶的操作
3.创建消费者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递，因为在这个类中要调用获取牛奶的操作
4.创建2个线程独享，分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递
5.启动线程
奶箱类
package test.test86;
// 奶箱类(Box): 定义一个成员变量，表示第x瓶奶，提供存储牛奶和获取牛奶的操作
public class Box {
// 定义一个成员变量，表示第x瓶奶
private int mike;
// 定义一个成员变量，便是奶箱的状态
private boolean state = false;
// 提供存储牛奶和获取牛奶的操作
public synchronized void put(int mike){
//如果有牛奶，等待消费
if (state){
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 如果没有牛奶，就生产牛奶
this.mike = mike;
System.out.println("送奶工将第"+this.mike+"瓶奶放入奶箱");
// 生产完毕之后，修改奶箱状态
state = true;
//唤醒其他线程
notifyAll();
}
public synchronized void get(){
// 如果没有牛奶，等待生产牛奶
if (!state){
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 如果有牛奶，就消费牛奶
System.out.println("用户拿到第"+this.mike+"瓶奶");
// 消费完毕之后，修改奶箱状态
state = false;
//唤醒其他线程
notifyAll();
}
}
生产者类
package test.test86;
// 生产者类(Producer): 实现Runnable接口，重写run()方法，调用存储牛奶的操作
public class Producer implements Runnable{
private Box b;
public Producer(Box b) {
this.b = b;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 5; i++){
b.put(i);
}
}
}
消费者类
package test.test86;
// 消费者类(Customer): 实现Runnable接口，重写run()方法，调用获取牛奶的操作
public class Customer implements Runnable{
private Box b;
public Customer(Box b) {
this.b = b;
}
@Override
public void run() {
while (true){
b.get();
}
}
}
测试类
package test.test86;
// 测试类(BoxDemo): 里面有main方法，main方法中的代码步骤如下
public class BoxDemo {
public static void main(String[] args) {
// 1.创建奶箱对象，这是共享数据区域
Box b = new Box();
// 2.创建生产者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递，因为在这个类中要调用存储牛奶的操作
Producer p = new Producer(b);
// 3.创建消费者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递，因为在这个类中要调用获取牛奶的操作
Customer c = new Customer(b);
//4.创建2个线程独享，分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递
Thread t1 = new Thread(p);
Thread t2 = new Thread(c);
// 5.启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
