黑马程序员_java_多线程

时间:2023-02-20 09:54:03
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1.线程概述
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。
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启动不知道一个线程,还有负责垃圾回收机制的线程








2.线程状态
1).被创建
对象.start();//调用start()函数运行线程


2),运行中
线程在执行中


3),被冻结(放弃了执行资格)
在线程运行中,有可能遇到sleep();然后线程进入睡眠,直到时间到了,自然醒转;也有可能遇到wait();进入等待的状态,直到遇到 notify()被唤醒;被唤


醒后就会变成临时状态,拥有执行资格,但没有执行权。


4),临时状态(阻塞),具备执行资格,但没有执行权。
在运行多个线程时,多个拥有执行资格的线程在抢夺执行权,在临时状态中,就是在等待拥有执行权的线程,释放执行权


5),消亡
在线程运行中,有可能遇到stop()方法,导致线程消亡
或者线程运行完,线程消亡








3.自定义线程(Thread)


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,让线程运行。
3,调用线程的start方法,
该方法两个作用,启动线程,调用run方法。


发现运行结果每一次都不同
因为多个线程都获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,以达到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认为是在互相抢夺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,至于执行多长,cpu说的算


为什么要覆盖run方法:


Thread类用于描述线程,
该类就定义了一个功能,用于存储线程要运行的代码,该存储功能就是run方法


也是说Thread类中的run方法,用于存储线程要运行的代码。






对象.start()//开启线程。并执行该线程的run方法
对象.run()//仅仅是对象调用方法,而线程创建了,并没有运行。


static Thread currentThread();获取当前线程对象
getName();获取线程名称

设置线程名称:setName()或者构造函数。


//示例代码


class Test extends Thread {

private String name; //定义一个线程的名称
Test(String name) {
//this.name = name;
super(name); //引用父类构造函数
}

public void run() {
for(int i = 0; i < 60; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "run..." + i);
}
}

}


class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
Test t1 = new Test("张三"); //创建第一个线程
Test t2 = new Test("李四"); //创建第二个线程
t1.start(); //开启线程
t2.start();
for(int i = 0; i < 60; i++) { //此为第三个线程
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "run..." + i);
}
}
}









4.创建线程(Runnable)


创建线程的第二种方式:实现Runnable接口


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。
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类的构造函数
因为,自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象
所以要让线程去找到指定对象的run方法,就必须明确该run方法所属对象。


5,调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。


//示例代码


//定义类实现Runnable接口
class Test1 implements Runnable {

private int piao = 100;
public void run() {
while(true) {
if(piao > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "run..." + piao--);
}
}
}

}


class ThreadTest1 {
public static void main(String[] args) {
//创建Runnable接口的子类对象
Test1 t = new Test1();
//创建四个线程,把Runnable接口的子类对象当成实参传递给线程的构造函数
Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
Thread t3 = new Thread(t);
Thread t4 = new Thread(t);
//开启四个线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}










5.实现方式(Runnable)和继承方式(Thread)的区别?


实现方式的好处:避免了单继承的局限性。
在定义线程时,建议使用实现方式(Runnable);


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。








6.线程同步


通过分析,发现,售票的例子中,有可能打印出0,-1,-2等错票


多线程的运行出现了问题:


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 ,其他线程都不可以参与执行。


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(随意对象){ //同步代码块,又称为同步锁
需要被同步的代码块
}


对象如同锁,持有锁的线程可以再同步中执行。
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。


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。


同步的好处:解决了多线程的安全问题。


同步的弊端:多个线程需要判断锁。较为消耗资源。


//示例代码


//定义类实现Runnable接口
class Test2 implements Runnable {

Object obj = new Object();
private int piao = 1000;
public void run() {
while(true) {
synchronized(obj) { //加上了同步
if(piao > 0) {
try {Thread.sleep(10);} catch(InterruptedException e) {}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "run..." + piao--);
}
}
}
}

}


class ThreadTest2 {
public static void main(String[] args) {
//创建Runnable接口的子类对象
Test2 t = new Test2();
//创建四个线程,把Runnable接口的子类对象当成实参传递给线程的构造函数
Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
Thread t3 = new Thread(t);
Thread t4 = new Thread(t);
//开启四个线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}









7.非静态同步函数


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是this锁


通过一个程序进行验证。


使用两个线程来买票
一个线程在同步代码块中,
一个线程在同步函数中。
都在执行买票动作。


//示例代码


//定义类实现Runnable接口
class Test1 implements Runnable {

boolean b = true;
//Object obj = new Object();
private int piao = 100;
public void run() {
if(b) {
while(true) {
synchronized(this) {
if(piao > 0) {
try {Thread.sleep(10);} catch(InterruptedException e) {}
System.out.println("show run..." + piao--);
}
}
}
} else
while(true)
show();
}

public synchronized void show() {
if(piao > 0) {
try {Thread.sleep(10);} catch(InterruptedException e) {}
System.out.println("run...show" + piao--);
}
}

}


class ShouPiaoTest {
public static void main(String[] args) {
//创建Runnable接口的子类对象
Test1 t = new Test1();
//创建四个线程,把Runnable接口的子类对象当成实参传递给线程的构造函数
Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
t1.start();
//让开启后先睡眠一会
try {Thread.sleep(10);} catch(InterruptedException e) {}
t.b = false;
t2.start();
//Thread t3 = new Thread(t);
//Thread t4 = new Thread(t);
//开启四个线程

//t3.start();
//t4.start();
}
}









8.静态同步函数


如果同步函数被静态修饰后,使用的锁是什么呢?
通过验证,发现不在是this,因为静态方法中也不可以定义this。


静态进内存时,内存中没有本类对象。但是一个有该类对于的字节码文件对象。
也就是类名.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。


//示例代码


class ShouPiao implements Runnable {

boolean b = true;
private static int piao = 1000; //定义票数
public void run() {
if(b) { //判断一下,如果b=true;就运行下面代码。如果等于false就不运行下面代码。
while(true) {
synchronized(ShouPiao.class) {
if(piao > 0) {
try {Thread.sleep(10);} catch(InterruptedException e) {}
System.out.println("shou piao run--" + piao--);
}
}
}
} else {
while(true) {
show(); //调用同步函数
}
}
}

public static synchronized void show() { //定义一个同步函数
if(piao > 0) {
try {Thread.sleep(10);} catch(InterruptedException e) {}
System.out.println("show run...." + piao--);
}
}

}


class ShouPiaoTest1 {
public static void main(String[] args) {
ShouPiao sp = new ShouPiao();
Thread t1 = new Thread(sp);
Thread t2 = new Thread(sp); //创建线程
t1.start(); //开启线程
//线程开启后先睡眠一会在往下运行
try {Thread.sleep(10);} catch(InterruptedException e) {}
sp.b = false; //把变量b变为false,让线程可以执行第二个线程
t2.start();
}
}









9.停止线程


stop线程已经过时。


如何停止线程呢?
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的,


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。


当没有指定的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类提供该方法interrupt();


//示例代码

//定义一个线程类
class StopThread implements Runnable
{
private boolean b = true; //定义一个标记
public synchronized void run()
{
while(b)
{
try
{
wait();
}
catch (InterruptedException e)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...Exception");
b = false;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...run");
}
}


public void gaiB() //改变标记
{
b = false;
}


}




class StopThreadDemo
{
public static void main(String[] args)
{
StopThread st = new StopThread();
//定义线程类。并把StopThread的对象当成实参传递给Thread类的构造函数
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(st);
//线程启动
t1.start();
t2.start();
int num = 0;
while(true)
{
if(num++ == 60)
{
t1.interrupt(); //清除冻结状态
t2.interrupt();
//st.gaiB();
break; //条件满足就退出
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "..." + num);
}
System.out.println("over");
}
}









10.守护线程


运用setDaemon()函数
守护线程就相当于后台线程。依赖于前台线程
也就意味着。当前台线程结束了。后台线程也就结束了


//示例代码


//定义线程
class ShouHu implements Runnable
{
public void run()
{
while(true)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...run");
}

}
}


class ShouHuDemo
{
public static void main(String[] args)
{
ShouHu sh = new ShouHu();


//定义线程类。并把ShouHu的对象当成实参传递给Thread类的构造函数
Thread t1 = new Thread(sh);
Thread t2 = new Thread(sh);


t1.setDaemon(true); //守护线程必须要在线程开启前运行
t2.setDaemon(true);


//开启线程
t1.start();
t2.start();


int sum = 0;
while(true)
{
if(sum++ == 50)
{
break;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "....run..." + sum);
}
}
}

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