Java编程基础25——多线程上

1_多线程的引入(了解)

• 1.什么是线程

  • 线程是程序执行的一条路径, 一个进程中可以包含多条线程
  • 多线程并发执行可以提高程序的效率, 可以同时完成多项工作

• 2.多线程的应用场景

  • 红蜘蛛同时共享屏幕给多个电脑
  • 迅雷开启多条线程一起下载
  • QQ同时和多个人一起视频
  • 服务器同时处理多个客户端请求

2_多线程并行和并发的区别(了解)

• 并行就是两个任务同时运行，就是甲任务进行的同时，乙任务也在进行。(需要多核CPU)
• 并发是指两个任务都请求运行，而处理器只能按受一个任务，就把这两个任务安排轮流进行，由于时间间隔较短，使人感觉两个任务都在运行。
• 比如我跟两个网友聊天，左手操作一个电脑跟甲聊，同时右手用另一台电脑跟乙聊天，这就叫并行。
• 如果用一台电脑我先给甲发个消息，然后立刻再给乙发消息，然后再跟甲聊，再跟乙聊。这就叫并发。

3_Java程序运行原理和JVM的启动是多线程的吗(了解)

• A:Java程序运行原理

  • Java命令会启动java虚拟机，启动JVM，等于启动了一个应用程序，也就是启动了一个进程。该进程会自动启动一个 “主线程” ，然后主线程去调用某个类的 main 方法。

• B:JVM的启动是多线程的吗

  • JVM启动至少启动了垃圾回收线程和主线程，所以是多线程的。

public class Demo1_Thread {
    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0; i < 1000000; i++) {
            new Demo();
        }
        
        for(int i = 0; i < 1000000; i++) {
            System.out.println("我是主线程的执行代码");
        }
    }
}
class Demo {
    public void finalize() {
        System.out.println("垃圾被清扫了");
    }
}

4_多线程程序实现的方式1 *

• 1.继承Thread

  • 定义类继承Thread
  • 重写run方法
  • 把新线程要做的事写在run方法中
  • 创建线程对象
  • 开启新线程, 内部会自动执行run方法

public class Demo2_Thread {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread mt = new MyThread();    //4.创建Thread类的子类对象
        mt.start();                        //5.开启线程
        
        for(int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("idea");    
            
        }
    }
}
class MyThread extends Thread {            //1.继承Thread
    public void run() {                    //2.重写run方法
        for(int i = 0; i < 1000; i++ ) {//3.将要执行的代码卸载run方法中
            System.out.println("all");
        }
    }
}

5_多线程程序实现的方式2 *

• 2.实现Runnable

  • 定义类实现Runnable接口
  • 实现run方法
  • 把新线程要做的事写在run方法中
  • 创建自定义的Runnable的子类对象
  • 创建Thread对象, 传入Runnable
  • 调用start()开启新线程, 内部会自动调用Runnable的run()方法

public class Demo3_Thread {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable mr = new MyRunnable();        //4.创建MyRunnable的子类对象
        //Runnable target = mr;
        Thread t = new Thread(mr);                //5.将其当做参数传递给Thread的构造函数
        t.start();                                //6.开启线程
        
        for(int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("idea");    
        }
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {            //1.定义一个类实现Runnable
    @Override
    public void run() {                            //2.重写run方法
        for(int i = 0; i < 1000; i++ ) {        //3.将要执行的代码卸载run方法中
            System.out.println("all");
        }
    }
}

6_多线程(实现Runnable的原理)(了解)

• 查看源码

  • 1,看Thread类的构造函数,传递了Runnable接口的引用
  • 2,通过init()方法找到传递的target给成员变量的target赋值
  • 3,查看run方法,发现run方法中有判断,如果target不为null就会调用Runnable接口子类对象的run方法

7_多线程(两种方式的区别)*

• 查看源码的区别:

  • a.继承Thread : 由于子类重写了Thread类的run(), 当调用start()时, 直接找子类的run()方法
  • b.实现Runnable : 构造函数中传入了Runnable的引用, 成员变量记住了它, start()调用run()方法时内部判断成员变量Runnable的引用是否为空, 不为空编译时看的是Runnable的run(),运行时执行的是子类的run()方法

• 继承Thread

  • 好处是：可以直接使用Thread类中的方法,代码简单
  • 弊端是：如果已经有了父类,就不能用这种方法

• 实现Runnable接口

  • 好处是：即使自己定义的线程类有了父类也没关系,因为有了父类也可以实现接口,而且接口是可以多实现的
  • 弊端是：不能直接使用Thread中的方法需要先获取到线程对象后,才能得到Thread的方法,代码复杂

8_多线程(匿名内部类实现线程的两种方式)*

• 继承Thread类

public class Demo4_Thread {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread() {                                //1.继承Thread类
            public void run () {                    //2.重写run方法
                for(int i = 0; i <1000; i++ ) {        //3.将要执行的代码写在run方法中
                    System.out.println("all");
                }
            }
        }.start();                                    //4.开启线程
        
        new Thread(new Runnable() {                    //1.将Runnable子类对象传递给Thread的构造方法
            public void run () {                    //2.重写run方法
                for(int i = 0; i <1000; i++ ) {        //3.将要执行的代码写在run方法中
                    System.out.println("idea");
                }
            }
        }).start();                                    //4.开启线程
    }
}

9_多线程(获取名字和设置名字)*

• 1.获取名字

  • 通过getName()方法获取线程对象的名字

• 2.设置名字

  • 通过构造函数可以传入String类型的名字

public class Demo1_Name {
    public static void main(String[] args) {
//        demo1();
//        demo2();
        Thread t1 = new Thread() {
            public void run() {
                System.out.println(this.getName() + "_____all");
            }
        };
        
        Thread t2 = new Thread() {
            public void run() {
                System.out.println(this.getName() + "_____idea");
            }
        };
        
        t1.setName("张三");
        t1.start();
        t2.setName("李四");
        t2.start();
    }

    private static void demo2() {        //通过setName(String)方法可以设置线程对象的名字
        new Thread() {
            public void run() {
                this.setName("所有");
                System.out.println(this.getName() + "_____all");
            }
        }.start();
        
        new Thread() {
            public void run() {
                this.setName("全部");
                System.out.println(this.getName() + "_____idea");
            }
        }.start();
    }

    private static void demo1() {                //通过构造方法给name赋值
        new Thread("name-1") {
            public void run() {
                System.out.println(this.getName() + "_____all");
            }
        }.start();
        
        new Thread("name-2") {
            public void run() {
                System.out.println(this.getName() + "_____idea");
            }
        }.start();
    }
}

10_多线程(获取当前线程的对象)*

• Thread.currentThread(), 主线程也可以获取

public class Demo2_CurrentThread {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread() {
            public void run() {
                System.out.println(getName() + "....all");
            }
        }.start();
        
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                //Thread.currentThread()获取当前正在执行的线程
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "....idea");
            }
        }).start();
        
        Thread.currentThread().setName("主线程");                //设置主方法线程的引用，并设置名字
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());    //获取主方法线程的引用，并获取名字
    }
}

11_多线程(休眠线程)*

• Thread.sleep(毫秒,纳秒), 控制当前线程休眠若干毫秒1秒= 1000毫秒 1秒 = 1000 1000 1000纳秒 1000000000

public class Demo3_sleep {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//        demo1();
        new Thread() {
            public void run() {
                for(int i = 0; i <= 10; i++) {
                        try {
                            Thread.sleep(1000);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            
                            e.printStackTrace();
                        }
                    System.out.println(getName() + "____all");
                }
            }
        }.start();
        
        new Thread() {
            public void run() {
                for(int i = 0; i <= 10; i++) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(getName() + "____idea");
                }
            }
        }.start();
    }

    private static void demo1() throws InterruptedException {
        for(int i = 10; i >= 0; i--) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("倒计时第" + i + "秒");
        }
    }
}

12_多线程(守护线程)*

• setDaemon(), 设置一个线程为守护线程, 该线程不会单独执行, 当其他非守护线程都执行结束后, 自动退出

public class Demo4_Daemon {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread() {
            public void run() {
                for(int i = 0; i < 2; i++) {
                    System.out.println(getName() + "____all");
                }
            }
        };
        
        Thread t2 = new Thread() {
            public void run() {
                for(int i = 0; i < 50; i++) {
                    System.out.println(getName() + "____idea");
                }
            }
        };
        
        t2.setDaemon(true);                //当传入为true即设置为守护线程
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

13_多线程(加入线程)*

• join(), 当前线程暂停, 等待指定的线程执行结束后, 当前线程再继续
• join(int), 可以等待指定的毫秒之后继续

public class Demo5_join {
    public static void main(String[] args) {
        final Thread t1 = new Thread() {
            public void run() {
                for(int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println(getName() + "____all");
                }
            }
        };
        
        final Thread t2 = new Thread() {
            public void run() {
                for(int i = 0; i < 10; i++) {
                    if(i == 2) {
                        try {
                            //t1.join();
                            t1.join(1);            //插队1毫秒
                        } catch (InterruptedException e) {
                            
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.println(getName() + "____idea");
                }
            }
        };
        
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

14_多线程(礼让线程)(了解)

• yield让出cpu

public class Demo6_Yield {
    public static void main(String[] args) {
        new MyThread().start();
        new MyThread().start();
    }
}

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        for(int i = 1; i <= 1000; i++) {
            if(i % 10 == 0) {
                Thread.yield();            //让出cpu
            }
            System.out.println(getName() + "...." + i);
        }
    }
}

15_多线程(设置线程的优先级)(了解)

• setPriority()设置线程的优先级

public class Demo7_Priority {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread() {
            public void run() {
                for(int i = 0; i < 100; i++) {
                    System.out.println(getName() + "___all");
                }
            }
        };
        
        Thread t2 = new Thread() {
            public void run() {
                for(int i = 0; i < 100; i++) {
                    System.out.println(getName() + "___idea");
                }
            }
        };
        
//        t1.setPriority(10);                            //设置最大优先级
//        t2.setPriority(1);
        
        t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);        //设置最小的线程优先级
        t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);        //设置最大的线程优先级
        
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

16_多线程(同步代码块)*

• 1.什么情况下需要同步

  • 当多线程并发, 有多段代码同时执行时, 我们希望某一段代码执行的过程中CPU不要切换到其他线程工作. 这时就需要同步.
  • 如果两段代码是同步的, 那么同一时间只能执行一段, 在一段代码没执行结束之前, 不会执行另外一段代码.

• 2.同步代码块

  • 使用synchronized关键字加上一个锁对象来定义一段代码, 这就叫同步代码块
  • 多个同步代码块如果使用相同的锁对象, 那么他们就是同步的

public class Demo1_Synchronized {
    public static void main(String[] args) {
        final Printer p = new Printer();
        
        new Thread() {
            public void run() {
                while(true) {
                    p.print1();
                }
            }
        }.start();
        
        new Thread() {
            public void run() {
                while(true) {
                    p.print2();
                }
            }
        }.start();
    }
}

class Printer {
    Demo d = new Demo();
    public void print1() {
        synchronized(d) {                    
            System.out.print("我");
            System.out.print("爱");
            System.out.print("写");
            System.out.print("代");
            System.out.print("码");
            System.out.print("\r\n");
        }
    }
    
    public void print2() {
//        synchronized(new Demo) {                    //锁对象不能用匿名对象，因为不是一个对象
        synchronized(d) {                            //同步代码块，锁机制,锁对象是任意的    
            System.out.print("学");
            System.out.print("习");
            System.out.print("编");
            System.out.print("程");
            System.out.print("\r\n");
        }
    }
}

class Demo{
    
}

17_多线程(同步方法)*

• 使用synchronized关键字修饰一个方法, 该方法中所有的代码都是同步的

public class Demo2_Synchronized {
    public static void main(String[] args) {
        final Printer2 p = new Printer2();
        
        new Thread() {
            public void run() {
                while(true) {
                    p.print1();
                }
            }
        }.start();
        
        new Thread() {
            public void run() {
                while(true) {
                    p.print2();
                }
            }
        }.start();
    }
}

class Printer2 {
    Demo2 d = new Demo2();
    //非静态的同步方法的锁对象是什么？答：费静态的同步方法的锁对象是this
    //静态的同步方法的锁对象是什么？答：是该类的字节码对象
    public static synchronized void print1() {                //同步方法-在方法上加syncronized
            System.out.print("我");
            System.out.print("爱");
            System.out.print("写");
            System.out.print("代");
            System.out.print("码");
            System.out.print("\r\n");
    }
    
    public static void print2() {
//        synchronized(new Demo) {                    //锁对象不能用匿名对象，因为不是一个对象
//        synchronized(this) {                        //非静态的同步方法的锁    
        synchronized(Printer2.class) {                //静态的同步方法的锁    
            System.out.print("学");
            System.out.print("习");
            System.out.print("编");
            System.out.print("程");
            System.out.print("\r\n");
        }
    }
}

class Demo2{
    
}

18_多线程(线程安全问题) *

• 多线程并发操作同一数据时, 就有可能出现线程安全问题
• 使用同步技术可以解决这种问题, 把操作数据的代码进行同步, 不要多个线程一起操作
• 案例：铁路售票,一共100张,通过四个窗口卖完.

public class Demo3_Ticket {
    public static void main(String[] args) {
        new Ticket().start();
        new Ticket().start();
        new Ticket().start();
        new Ticket().start();
    }
}

class Ticket extends Thread {
    private static int ticket = 100;
//    private static Object obj = new Object();    //如果用引用数据类型成员变量当锁对象，必须是静态的
    public void run() {
        while(true) {
//            synchronized(obj) {
            synchronized(Ticket.class) {
                if(ticket == 0) {
                    break;
                }
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(getName() + "这是第" + ticket-- + "号票");
            }
        }
    }
}

19_多线程(火车站卖票的例子用实现Runnable接口) *

public class Demo4_Ticket {
    public static void main(String[] args) {
        MyTicket mt = new MyTicket();
        new Thread(mt).start();
        new Thread(mt).start();
        new Thread(mt).start();
        new Thread(mt).start();
        
        /*Thread t1 = new Thread(mt);            //多次启动一个线程是非法的
        t1.start();
        t1.start();
        t1.start();
        t1.start();*/
    }
}

class MyTicket implements Runnable {
    private int tickets = 1000;

    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            synchronized(this) {
                if(tickets <= 0) {
                    break;
                }
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "这是第" + tickets-- + "号票");
            }
        }
    }
}

20_多线程(死锁)(了解)

• 多线程同步的时候, 如果同步代码嵌套, 使用相同锁, 就有可能出现死锁

  • 尽量不要嵌套使用

public class Demo5_DeadLock {
    private static String s1 = "筷子1";
    private static String s2 = "筷子2";
    public static void main(String[] args) {
        new Thread() {
            public void run() {
                while(true) {
                    synchronized(s1) {
                        System.out.println(getName() + "获取" + s1 + "等待s2");
                        synchronized(s2) {
                            System.out.println(getName() + "拿到" + s2 + "开吃");
                        }
                    }
                }
            }
        }.start();
        
        new Thread() {
            public void run() {
                while(true) {
                    synchronized(s2) {
                        System.out.println(getName() + "获取" + s2 + "等待s2");
                        synchronized(s1) {
                            System.out.println(getName() + "拿到" + s1 + "开吃");
                        }
                    }
                }
            }
        }.start();
    }
}

21_多线程(以前的线程安全的类回顾) *

• A:回顾以前说过的线程安全问题

  • 看源码：Vector,StringBuffer,Hashtable,Collections.synchroinzed(xxx)
  • Vector是线程安全的,ArrayList是线程不安全的
  • StringBuffer是线程安全的,StringBuilder是线程不安全的
  • Hashtable是线程安全的,HashMap是线程不安全的