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Java 多线程

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Java 多线程

1.基本概念: 程序、进程、线程

程序(program):是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一
段静态的代码,静态对象进程(process)是程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序。是一个动态
的过程:有它自身的产生、存在和消亡的过程。 ——生命周期

    如:运行中的QQ,运行中的MP3播放器程序是静态的,进程是动态的进程作为资源分配的单位, 系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域
线程(thread),进程可进一步细化为线程,是一个程序内部的一条执行路径。
    若一个进程同一时间并行执行多个线程,就是支持多线程的线程作为调度和执行的单位,每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc)

1.2.单核CPU和多核CPU的理解
单核CPU,其实是一种假的多线程,因为在一个时间单元内,也只能执行一个线程

的任务。例如:虽然有多车道,但是收费站只有一个工作人员在收费,只有收了费
才能通过,那么CPU就好比收费人员。如果有某个人不想交钱, 那么收费人员可以
把他“挂起”(晾着他,等他想通了,准备好了钱,再去收费) 。 但是因为CPU时
间单元特别短,因此感觉不出来
如果是多核的话,才能更好的发挥多线程的效率。(现在的服务器都是多核的)
一个Java应用程序java.exe,其实至少有三个线程: main()主线程, gc()
垃圾回收线程,异常处理线程。当然如果发生异常,会影响主线程。

并行与并发

    并行: 多个CPU同时执行多个任务。比如:多个人同时做不同的事并发: 一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如:秒杀、多个人做同一件事。
1.3.使用多线程的优点
    提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义,可增强用户体验。提高计算机系统CPU的利用率改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程,独立运行,利于理解和
    修改
4.何时需要多线程
    程序需要同时执行两个或多个任务。程序需要实现一些需要等待的任务时,如用户输入、文件读写
    操作、网络操作、搜索等。需要一些后台运行的程序时。
2.线程的创建和使用

Java语言的JVM允许程序运行多个线程,它通过java.lang.Thread
类来体现。Thread类的特性

    每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的,经常
    把run()方法的主体称为线程体通过该Thread对象的start()方法来启动这个线程,而非直接调用run()
JDK1.5之前创建新执行线程有两种方法:
    继承Thread类的方式实现Runnable接口的方式
2.1方式一:继承Thread类的方式
    定义子类继承Thread类。子类中重写Thread类中的run方法。创建Thread子类对象,即创建了线程对象。调用线程对象start方法:启动线程,调用run方法。
package com.zhang.java;
//多线程的创建
//1.创建一个继承于thread类的子类
class MyThread extends Thread {
    //2.重写thread类的run()
    //例子:遍历100以内的所有偶数

    @Override
    public void run() {
      for (int i=0;i<=100;i++){
          if(i%2 ==0){
              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
          }
      }
    }
}

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建Thread类的字类的对象
        MyThread t1 = new MyThread();
        //4.通过对象调用start():@1 启动当前线程 @2 调用当前线程的run()

       t1.start();
       //问题一:我们不能通过直接调用run()的方式启动线程。
       // t1.run();
        //问题二:再启动一个线程,遍历100以内的偶数。不可以还让已经start()的线程去执行。会报IllegalThreadStateException错误
        //t1.start();
        //我们需要重新创建一个线程的对象
        MyThread t2 = new MyThread();
        t2.start();
        //以下操作仍然是在main线程中执行的
        for (int i=0;i<=100;i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i + "*********");
            }
        }
    }
}

注意点:

    如果自己手动调用run()方法,那么就只是普通方法,没有启动多线程模式。run()方法由JVM调用,什么时候调用,执行的过程控制都有操作系统的CPU
    调度决定。想要启动多线程,必须调用start方法。一个线程对象只能调用一次start()方法启动,如果重复调用了,则将抛出以上
    的异常“IllegalThreadStateException”
2.2方式二:实现Runnable接口

创建多线程的方式2:实现Runnable接口

    定义子类,实现Runnable接口。子类中重写Runnable接口中的run方法。通过Thread类含参构造器创建线程对象。将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造器中。调用Thread类的start方法:开启线程, 调用Runnable子类接口的run方法。

比较创建线程的两种方式

开发中优先选择实现Runnable接口的方式 原因:

1.实现的方式没有类的单继承性的局限性2.实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况。

联系:

public class Thread implements Runnable

相同点:

两种方式都需要重写run(),将线程要执行的逻辑声明在run()中。目前两种方式,想要启动线程,都是调用的Thread类中的start()

package com.zhang.java;


//1.创建一个实现了runnable接口的类
class MThread implements Runnable{
    //2.实现类去实现Runnable中的抽象方法
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i%2 == 0){
                System.out.println(i);
            }

        }
    }
}
public class ThreadTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建实现类的对象
        MThread mThread = new MThread();
        //4.将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread类的对象
        Thread t1 = new Thread(mThread);
        //5.通过Thread类的对象调用start()
        t1.start();
        t1.setName("线程1");
        //在启动一个线程,遍历100以内的偶数
        Thread t2 = new Thread();
        t2.start();
        t2.setName("线程2");
    }
}
2.3继承方式和实现方式的联系与区别

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。
实现方式的好处
    避免了单继承的局限性多个线程可以共享同一个接口实现类的对象,非常适合多个相同线
    程来处理同一份资源。
2.4 Thread类的有关方法(1)

void start(): 启动线程,并执行对象的run()方法run(): 线程在被调度时执行的操作String getName(): 返回线程的名称void setName(String name):设置该线程名称static Thread currentThread(): 返回当前线程。在Thread子类中就
是this,通常用于主线程和Runnable实现类static void yield(): 线程让步

    暂停当前正在执行的线程,把执行机会让给优先级相同或更高的线程若队列中没有同优先级的线程,忽略此方法
join() : 当某个程序执行流中调用其他线程的 join() 方法时, 调用线程将
被阻塞,直到 join() 方法加入的 join 线程执行完为止
    低优先级的线程也可以获得执行
static void sleep(long millis): (指定时间:毫秒)
    令当前活动线程在指定时间段内放弃对CPU控制,使其他线程有机会被执行,时间到后
    重排队。抛出InterruptedException异常
stop(): 强制线程生命期结束,不推荐使用boolean isAlive(): 返回boolean,判断线程是否还活着
package com.zhang.java;



class HelloThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<=100;i++){
            if(i%2!=0){
//                try {
//                    sleep(10);
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+ Thread.currentThread().getPriority()+":"+i);
            }
            if(i%20==0){
                this.yield();
            }

        }
    }

    public HelloThread(String name) {
        super(name);
    }
}
public class ThreadMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        HelloThread h1 = new HelloThread("Thread:1");
        h1.setName("线程一");
        //设置分线程的优先级
        h1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);


        h1.start();
        //给主线程命名
        Thread.currentThread().setName("主线程");
        Thread.currentThread().setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
        for(int i=0;i<=100;i++){
            if(i%2!=0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+Thread.currentThread().getPriority()+":"+i);
            }
//            if(i==20 ) {
//
//                try {
//                    h1.join();
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
//
//            }
        }
//        System.out.println(h1.isAlive());
    }
}
3.线程的调度

调度策略

抢占式: 高优先级的线程抢占CPU

Java的调度方法

    同优先级线程组成先进先出队列(先到先服务),使用时间片策略对高优先级,使用优先调度的抢占式策略

线程的优先级等级
MAX_PRIORITY: 10
MIN _PRIORITY: 1
NORM_PRIORITY: 5

涉及的方法
1.getPriority() : 返回线程优先值
2.setPriority(int newPriority) : 改变线程的优先级

说明
1.线程创建时继承父线程的优先级
2.低优先级只是获得调度的概率低,并非一定是在高优先级线程之后才被调用

补充:线程的分类
Java中的线程分为两类:一种是守护线程,一种是用户线程。

    它们在几乎每个方面都是相同的,唯一的区别是判断JVM何时离开。守护线程是用来服务用户线程的,通过在start()方法前调用
    thread.setDaemon(true)可以把一个用户线程变成一个守护线程。Java垃圾回收就是一个典型的守护线程。若JVM中都是守护线程,当前JVM将退出。形象理解: 兔死狗烹,鸟尽弓藏
4.线程的生命周期

JDK中用Thread.State类定义了线程的几种状态

新建: 当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时,新生的线程对象处于新建
状态就绪: 处于新建状态的线程被start()后,将进入线程队列等待CPU时间片,此时它已
具备了运行的条件,只是没分配到CPU资源运行: 当就绪的线程被调度并获得CPU资源时,便进入运行状态, run()方法定义了线
程的操作和功能阻塞: 在某种特殊情况下,被人为挂起或执行输入输出操作时,让出 CPU 并临时中
止自己的执行,进入阻塞状态死亡: 线程完成了它的全部工作或线程被提前强制性地中止或出现异常导致结束
5.线程的同步

问题的提出

    多个线程执行的不确定性引起执行结果的不稳定多个线程对账本的共享,会造成操作的不完整性,会破坏数据。

实例:模拟火车站售票程序,开启三个窗口售票。

1.使用继承Thread的方式

package com.zhang.java;


class window extends Thread{
    private static int ticket = 100;
    @Override
    public void run() {
       while(true) {
           if(ticket >0){
               System.out.println(getName() +":卖票,票号为:" +ticket);
               ticket --;
           }else{
               break;
           }
       }
           
    }
}
public class WindowTest {
    public static void main(String[] args) {
        window t1 = new window();
        window t2 = new window();
        window t3 = new window();

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

使用实现Runnable接口的方式

package com.zhang.java;


class Window1 implements Runnable{
    private int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            if(ticket>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买票,票号为:"+ticket);
                ticket--;
            }else{
                break;

            }
        }

    }
}
public class WindowTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Window1 w = new Window1();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

    多线程出现了安全问题问题的原因:
    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
5.1线程安全问题解决方法 —同步机制 5.1.1 同步代码块:
synchronized (对象){
// 需要被同步的代码;
}

例子:创建三个窗口卖票,总票数为100张,使用实现Runnable接口的方式

1.问题:卖票过程中,出现重票、错票 -->出现了线程的安全问题2.问题出现的原因:当某个线程操作车票的过程中,尚未操作完成时,其他线程参与进来,也操作车票。3.如何解决:当一个线程a在操作ticket的时候,其他线程不能参与进来。直到线程a操作完ticket时,其他线程才可以操作ticket.这种情况即使线程a出现了阻塞,也不能被改变。4.在Java中,我们通过同步机制,来解决线程安全问题。

说明:

1.操作共享数据的代码,即为需要被同步的代码 -->不能包含代码多了,也不能包含代码少2.共享数据:多个线程共同操作的变量。比如:ticket就是共享数据。3.同步监视器,俗称:锁。任何一个类的对象都可以充当锁。

要求:多个线程必须要共用一个锁。补充:在实现Runabble接口创建多线程的方式中,我们可以考虑使用this充当同步监视器。

示例1:使用同步代码块解决使用实现Runnable接口的方式的线程安全问题

class Window1 implements Runnable{
    private int ticket = 100;
   // Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            synchronized(this) { //此时的this:唯一的window1的对象  //方式2:synchronized(obj)
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "买票,票号为:" + ticket);
                    ticket--;
                } else {
                    break;

                }
            }
        }

    }
}
public class WindowTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Window1 w = new Window1();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

示例2:使用同步代码块解决继承Thread类的方式的线程安全问题
在继承Thread类创建多线程的方式中,慎用this充当同步监视器。考虑使用当前类充当同步监视器。

class window3 extends Thread{
    private static int ticket = 100;
     private static Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            //正确的
 //           synchronized(obj){
            synchronized(obj){
                //错误的方式:this代表着t1、t2、t3三个对象
//                synchronized(this){
                if(ticket >0){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(getName() +":卖票,票号为:" +ticket);
                    ticket --;
                }else{
                    break;
                }
            }

        }

    }
}
public class WindosTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        window3 t1 = new window3();
        window3 t2 = new window3();
        window3 t3 = new window3();

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
5.1.2 .synchronized还可以放在方法声明中,表示整个方法为同步方法。

如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中,我们不妨将此方法声明为同步的。

public synchronized void show (String name){
….
}

示例3:使用同步方法解决实现Runnable接口的线程安全问题。

class Window4 implements Runnable{
    private int ticket = 100;


    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            show();
        }
    }
    private synchronized void show(){//同步监视器:this
        if (ticket > 0) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "买票,票号为:" + ticket);
            ticket--;
        }
    }
}
public class WindowTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        Window4 w = new Window4();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

示例4:使用同步方法处理继承Thread类的方式中的线路安全问题。

class window5 extends Thread{
    private static int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            show();
        }

    }

    //private  synchronized void show(){//同步监视器:t1、t2、t3.此种解决方式是错误的
    private static synchronized void show(){//同步监视器:window5.class
        if(ticket >0){
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //这里getName()报错是因为getName()的方法不是静态的
           // System.out.println(getName() +":卖票,票号为:" +ticket);

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +":卖票,票号为:" +ticket);
            ticket --;
        }
    }
}
public class WindosTest5 {
    public static void main(String[] args) {
        window5 t1 = new window5();
        window5 t2 = new window5();
        window5 t3 = new window5();

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

关于同步方法的总结:1.同步方法仍然涉及到同步监视器,只是不需要我们显示的声明。2.非静态的同步方法,同步监视器是:this

静态的同步方法,同步监视器是:当前类本身 5.2同步机制中的锁

synchronized的锁是什么?

任意对象都可以作为同步锁。 所有对象都自动含有单一的锁(监视器同步方法的锁:静态方法(类名.class) 、 非静态方法(this)同步代码块:自己指定, 很多时候也是指定为this或类名.class

注意:

必须确保使用同一个资源的多个线程共用一把锁, 这个非常重要, 否则就
无法保证共享资源的安全一个线程类中的所有静态方法共用同一把锁(类名.class) , 所有非静态方
法共用同一把锁(this) , 同步代码块(指定需谨慎)

释放锁的操作

当前线程的同步方法、同步代码块执行结束。当前线程在同步代码块、同步方法中遇到break、 return终止了该代码块、
该方法的继续执行。当前线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error或Exception, 导
致异常结束。当前线程在同步代码块、同步方法中执行了线程对象的wait()方法,当前线
程暂停,并释放锁。

不会释放锁的操作

线程执行同步代码块或同步方法时,程序调用Thread.sleep()、
Thread.yield()方法暂停当前线程的执行线程执行同步代码块时,其他线程调用了该线程的suspend()方法将该线程
挂起,该线程不会释放锁(同步监视器)
应尽量避免使用suspend()和resume()来控制线程 5.3线程的死锁问题

死锁
不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃,都在等待对方放弃
自己需要的同步资源,就形成了线程的死锁
出现死锁后,不会出现异常,不会出现提示,只是所有的线程都处于
阻塞状态,无法继续解决方法
专门的算法、原则
尽量减少同步资源的定义
尽量避免嵌套同步

package com.zhang.java1;


public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer s1 = new StringBuffer();
        StringBuffer s2 = new StringBuffer();
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                synchronized(s1){
                    s1.append("a");
                    s2.append("1");
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized(s2){
                        s1.append("b");
                        s2.append("2");

                        System.out.println(s1);
                        System.out.println(s2);
                    }
                }

            }
        }.start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized(s2){
                    s1.append("c");
                    s2.append("3");
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized(s1){
                        s1.append("d");
                        s2.append("4");

                        System.out.println(s1);
                        System.out.println(s2);
                    }
                }

            }
        }){}.start();
    }
}
5.4 Lock(锁)

从JDK 5.0开始, Java提供了更强大的线程同步机制——通过显式定义同
步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当。
java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的
工具。 锁提供了对共享资源的独占访问,每次只能有一个线程对Lock对象
加锁,线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象。
ReentrantLock 类实现了 Lock ,它拥有与 synchronized 相同的并发性和
内存语义, 在实现线程安全的控制中,比较常用的是ReentrantLock, 可以
显式加锁、释放锁。

class A{
	private final ReentrantLock lock = new ReenTrantLock();
	public void m(){
		lock.lock();
		try{
		//保证线程安全的代码;
		}
		finally{
			lock.unlock();
		}
	}
}

注意:如果同步代码有异常,要将unlock()写入finally语句块

package com.zhang.java1;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;


class Window implements Runnable{

    private int ticket =100;
    //1.实例化ReentrantLock
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while(true){

            try {
                //2.调用Lock()
                lock.lock();

                if(ticket>0){
                    try {

                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":售票,票号为:"+ticket);
                    ticket--;
                }else{
                    break;
                }
            } finally {
                //3.调用解锁方法:unlock()
                lock.unlock();

            }
        }
    }
}
public class LockTest {
    public static void main(String[] args) {
        Window w = new Window();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

}

synchronized 与 Lock 的对比

    Lock是显式锁(手动开启和关闭锁,别忘记关闭锁), synchronized是
    隐式锁,出了作用域自动释放Lock只有代码块锁, synchronized有代码块锁和方法锁使用Lock锁, JVM将花费较少的时间来调度线程,性能更好。并且具有
    更好的扩展性(提供更多的子类)
package com.zhang.exer;


class Account{
    private double balance;

    public Account(double balance) {
        this.balance = balance;
    }
    //存钱
    public synchronized void deposit(double amt){
        if(amt>0){
            balance+=amt;
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":存钱成功,余额为:"+balance);
        }
    }
}

class Customer extends Thread {
    private Account acct;


    public Customer(Account acct) {
        this.acct = acct;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <3 ; i++) {
            acct.deposit(1000);
        }
    }
}
public class AccountTest {
    public static void main(String[] args) {
        Account acct = new Account(0);
        Customer c1 = new Customer(acct);
        Customer c2 = new Customer(acct);

        c1.setName("甲");
        c2.setName("乙");

        c1.start();
        c2.start();
    }
}
6.线程的通信

涉及到三个方法:

wait():一旦执行此方法,当前线程就进入阻塞状态,并释放同步监视器。notify():一旦执行此方法,就会唤醒被wait()的一个线程。如果有多个线程被wait,就唤醒优先级高的那个。notifyAll:一旦执行此方法,就会唤醒所有被wait的线程。

说明:

1.wait(),notify(),notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。2.wait(),notify(),notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器
否则,会出现IllegalMonitorStateException异常3.wait(),notify(),notifyAll()三个方法是定义在Java。lang.Object类中。

面试题:sleep()和wait()方法的异同?

1.相同点:一旦执行方法,都可以使得当前的线程进入阻塞状态。2.不同点:

1)两个方法声明的位置不同:Thread类中声明sleep(),Object类中声明wait()

2)调用的要求不同:sleep()可以在任何需要的场景下调用。wait()必须在同步代码块或同步方法中3)关于是否释放同步监视器:如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中,sleep()不会释放锁,wait()会释放锁。

package com.zhang.java2;


class Number implements Runnable{
    private int number = 1;
    //private Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            //synchronized (obj) {
            synchronized (this) {
                //obj.notify();
                this.notify();
                if(number<=100){
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
                    number = number+1;
                    try {
                        //使得调用如下wait()方法的线程进入阻塞状态
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }else{
                    break;
                }
            }
        }
    }
}
public class CommunicationTest {
    public static void main(String[] args) {
        Number number = new Number();
        Thread s1 = new Thread(number);
        Thread s2 = new Thread(number);

        s1.setName("线程一");
        s2.setName("线程二");

        s1.start();
        s2.start();
    }

}

wait() 方法

在当前线程中调用方法: 对象名.wait()使当前线程进入等待(某对象)状态 ,直到另一线程对该对象发出 notify
(或notifyAll) 为止。调用方法的必要条件:当前线程必须具有对该对象的监控权(加锁)调用此方法后,当前线程将释放对象监控权 ,然后进入等待在当前线程被notify后,要重新获得监控权,然后从断点处继续代码的执行。

package com.zhang.java2;


class Clerk{
    private int productCount =0;
    //生产产品
    public synchronized void produceProduct() {
        if(productCount < 20){
            productCount++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":开始生产第"+productCount+"个产品");

            notify();
        }else{
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
    //消费产品
    public synchronized void consumerProduct() {
        if(productCount >0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":开始消费第"+productCount+"个产品");
            productCount--;
            notify();
        }else{
            //等待
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
class Producer extends Thread{//生产者
    private Clerk clerk;

    public Producer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getName()+":开始生产产品......");
        while(true){
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.produceProduct();
        }
    }
}
class Consumer extends Thread{
    private Clerk clerk;

    public Consumer(Clerk clerk) {//消费者
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getName()+":开始消费产品......");
        while(true){
            try {
                Thread.sleep(20);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            clerk.consumerProduct();
        }
    }
}
public class ProductTest {
    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();
        Producer p1 = new Producer(clerk);
        Consumer p2 = new Consumer(clerk);
        Consumer p3 = new Consumer(clerk);
        p1.setName("生产者1");
        p2.setName("消费者1");
        p3.setName("消费者2");


        p1.start();
        p2.start();
        p3.start();
    }
}

7.JDK5.0 新增线程创建方式—实现Callable接口 7.1新增方式一:实现Callable接口

与使用Runnable相比, Callable功能更强大些

相比run()方法,可以有返回值方法可以抛出异常支持泛型的返回值需要借助FutureTask类,比如获取返回结果 Future接口

可以对具体Runnable、 Callable任务的执行结果进行取消、查询是
否完成、获取结果等。FutrueTask是Futrue接口的唯一的实现类FutureTask 同时实现了Runnable, Future接口。它既可以作为
Runnable被线程执行,又可以作为Future得到Callable的返回值

package com.zhang.java2;

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


//1.创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable {
    //2.实现call方法,将此线程需要执行的操作声明在call()中
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i <=100; i++) {
            if(i%2==0){
                System.out.println(i);
                sum +=i;
            }
            
        }
        return sum;
    }
}
public class ThreadNew {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建Callable接口实现类的对象
        NumThread numThread = new NumThread();
        //4.将此Callable接口实现类的对象作为参数传递到FutureTask构造器中,创建FutureTask的对象
        FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
        //5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread对象,并调用start()
         new Thread(futureTask).start();

        try {
            //6.获取Callable中call方法的返回值
            //get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值
            Object sum = futureTask.get();
            System.out.println("总和为"+sum);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

7.2新增方式二:使用线程池

背景: 经常创建和销毁、使用量特别大的资源,比如并发情况下的线程,
对性能影响很大。思路: 提前创建好多个线程,放入线程池中,使用时直接获取,使用完
放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交
通工具。好处:

提高响应速度(减少了创建新线程的时间)降低资源消耗(重复利用线程池中线程,不需要每次都创建)便于线程管理

corePoolSize:核心池的大小maximumPoolSize:最大线程数keepAliveTime:线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

线程池相关API

JDK 5.0起提供了线程池相关API: ExecutorService 和 ExecutorsExecutorService:真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor

void execute(Runnable command) :执行任务/命令,没有返回值,一般用来执行
Runnable Future submit(Callable task):执行任务,有返回值,一般又来执行
Callablevoid shutdown() :关闭连接池 Executors:工具类、线程池的工厂类,用于创建并返回不同类型的线程池

Executors.newCachedThreadPool():创建一个可根据需要创建新线程的线程池-Executors.newFixedThreadPool(n); 创建一个可重用固定线程数的线程池Executors.newSingleThreadExecutor() :创建一个只有一个线程的线程池Executors.newScheduledThreadPool(n):创建一个线程池,它可安排在给定延迟后运
行命令或者定期地执行。

package com.zhang.java2;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;


class NumberThread implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i%2==0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
            }

        }
    }
}class NumberThread1 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i%2!=0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
            }

        }
    }
}
public class ThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.提供指定线程数量的线程池
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //设置线程池的属性
        System.out.println(service.getClass());

        //2.执行指定线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
        service.execute(new NumberThread());//适用于Runnable
        service.execute(new NumberThread1());//适用于Runnable
//        service.submit();//适用于Callable
        //关闭连接池
        service.shutdown();
    }
}
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