1. 线程两个基本概念
- 并发:即线程交替运行多个指令
- 并行:即多个线程同时运行指令
- 并发并行不矛盾,两者可同时发生,即多个线程交替运行指令
2. 多线程3种实现方式
2.1 直接创建线程对象
/*** 方式1:* 1. 创建thread类的子类* 2. 将该子类实列化* 3. 实列化对象调用start方法即开启多线程* */myThread myThread1 = new myThread();myThread1.setName("线程1");myThread1.start();myThread myThread2 = new myThread();myThread2.setName("线程2");myThread2.start();public class myThread extends Thread{@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 20; i++) {System.out.println(getName() + "看看哪个线程在执行指令");}}
}
2.2 实现Runnable接口
//方法2:/** 1. 定义类实现runnable接口* 2. 重写Runnable接口的run方法* 3. 创建自己类对象* 4. 创建线程,将自己类这个指令添加到线程,开启线程* *///因为没有继承thread类,无法直接调用start方法,此时该类对象充当要执行的指令,再把该指令添加到线程中即可//可直接获取线程对象,或者调用thread类里面获取线程对象的方法mythread mt1 = new mythread();Thread t1 = new Thread(mt1);Thread t2 = new Thread(mt1);t1.setName("线程1");t2.setName("线程2");t1.start();t2.start();}public class mythread implements Runnable{@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 20; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "第二个方法哟");}}
}
2.3 利用Callable、Future接口
//方法3:利用Callable、Future接口实现/** 1. 定义类实现Callable接口,并重写该接口的call方法* 2. 创建自己类的对象(即将要执行的指令对象)* 3. 创建FutureTask对象(即接收执行指令最终返回的结果)* 4. 创建Thread对象(将要执行的指令添加到线程对象中),并开启线程* *///1. 定义类,实现Callable接口,并且重写call方法//2. 创建指令类对象mythread mythread = new mythread();//3. 创建接收指令类返回结果的FutureTask对象,此时里面参数代表接收该指令类对象返回的参数FutureTask<Integer> integerFutureTask = new FutureTask<Integer>(mythread);//将指令添加到线程对象中Thread thread = new Thread(integerFutureTask);thread.start();System.out.println(integerFutureTask.get());public class mythread implements Callable<Integer> {@Overridepublic Integer call() throws Exception {int sum = 0;for (int i = 1; i < 10; i++) {sum += i;}return sum;}
}
三者区别:
- 第一种实现方式扩展性较差,因为要有继承关系即已经继承了Thread类,那么该类无法在继承别的类,而方式2、3定义的类只是实现了接口,还可以继承其他类,扩展性较好
- 第二种方式相对第三种语法较为简洁
- 第三种可以获取指令最终的返回结果,适用于需要返回结果的场景,前两种方式无返回值,无法获取指令的返回结果
3. 线程常用方法
3.1 线程优先级
优先级高的线程先执行的概率更高,但不是绝对,线程的执行时机都是随机事件概率问题,Java中默认的线程默认优先级为5,可以调用方法更改线程的优先级
3.2 守护线程
当未守护线程全都执行完毕守护线程也随之结束
3.3 礼让线程
礼让线程可让线程的执行尽可能的均匀
public class yieldThread implements Runnable{@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "礼让线程鸭");Thread.yield();}}
}
3.4 插入线程
Java虚拟机默认先执行完main线程在执行其他线程,若要其他线程在main线程之前执行可调用插入线程方法
//插入线程/** 执行线程:* 虚拟机默认先执行main线程,当main线程执行完毕在执行其他线程,若想其他线程在main线程之前执行,得调用插入线程方法* *///创建要执行指令的对象joinThread jt = new joinThread();//创建线程对象,要执行的指令添加进线程Thread t = new Thread(jt);//执行线程//插入线程t.start();t.join();for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println("main线程在执行哟");}
4. 线程生命周期
5. 解决多线程问题
5.1 同步代码块
用于解决线程安全问题,需要用到synchronized关键字
public class windowThread implements Runnable {static int ticket = 0;@Overridepublic void run() {//定义个卖票指令,实现多个窗口同时买票while (true) {//若要避免线程安全问题,可用到synchronized关键字,括号里面的对象充当门锁,默认是打开的,当有线程对象进去,门锁关闭//如:此时窗口1争夺到cpu的执行权,那么就会进去,到了sleep睡眠时此时没有资格争夺cpu执行权,假设此时窗口2争夺到//但是因为窗口1已经进去门锁此时关闭,而争夺执到执行权的窗口2也只能在门外等候,等待窗口1出来才门才会开锁//此时的门锁可以避免多条线程同时执行下面的代码块,从而引发同一张票被3个窗口同时卖出的线程安全问题/*** 锁细节:* 所有线程对象用到的门锁必须是唯一的,* 一般用类的字节码文件作为锁对象,保证锁的唯一性* */synchronized (windowThread.class) {if (ticket < 100) {try {//一旦线程运行到此处即休眠10毫秒,无法争夺cpu执行权,休眠过后继续执行后面代码//只有该线程执行完synchronized的代码锁才会打开Thread.sleep(10);ticket++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖第" + ticket + "张票");} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}} else {break;}}}}
}
5.2 同步方法
被synchronized关键字修饰的方法为同步方法,该方法执行完才会开锁
public class myRunnable implements Runnable {int ticket = 0;@Overridepublic void run() {while (true) {//同步方法:即将同步代码块抽取成方法即可//被synchronized即同步方法,当一个方法的代码全部要被锁起来可以运用到该方式if (method()) break;}}private synchronized boolean method() {if (ticket < 100) {try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}ticket++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖第" + ticket + "张票");} else {return true;}return false;}
}
6. 锁(Lock)
synchronized关键字修饰的代码块会自动进行开关锁,而不用这个关键字也开业手动开关机解决线程问题
public class mtThread extends Thread {static int ticket = 0;//创建锁对象,因为此时定义的类继承Thread类,即会有很多线程对象,//而静态关键字修饰的锁对象不管该类实列化多少对象,该锁都仅有一个//确保了每个实例化对象对应的锁的唯一性static Lock lock = new ReentrantLock();@Overridepublic void run() {while (true) {//手动关锁,当线程对象进入后,未开锁之前其他对象不能进入锁下面的代码块lock.lock();try {if (ticket == 100) {break;} else {//线程对象执行到此处一样会进行休眠,不参与争夺cpu//当其他线程对象争夺到cpu时会被关在锁外,即无法执行此时的try、catch语句//只有当锁重新打开才能继续执行Thread.sleep(10);ticket++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在售卖第" + ticket + "张票");}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {//打开锁,获得cpu运行权的对象开锁执行代码lock.unlock();}}}
}
7. 死锁
当两个锁嵌套使用时容易产生死锁问题,当死锁发生,程序将会卡死在锁的门外无法在运行下去,故锁不能嵌套使用
8. 唤醒等待机制
唤醒等待机制可以使线程协调运行,比如线程1运行一次,线程2也运行一次
生产者和消费者实现唤醒等待机制
public class test {public static void main(String[] args) {//等待唤醒机制:使得线程协调运行/** 三个对象:* 1. 生产者* 2. 消费者* 3. 平台* */Consumer consumer = new Consumer();Producer producer = new Producer();consumer.setName("消费者");producer.setName("生产者");consumer.start();producer.start();}
}public class Desk {//三个属性作为协调的依据//判断当前桌子上是否有食物(线程是否运行)// 0:没有食物 1:有食物static int foodFlag = 0;//判断当前食物运行次数还剩多少(线程运行次数)static int count = 10;//锁对象static Lock lock = new ReentrantLock();
}public class Consumer extends Thread{/*** 1. 判断线程次数是否完成* 2. 判断桌子上是否有食物* 3. 有食物则吃掉,次数减一* 4. 没有食物则等候,并且唤醒生产者* */@Overridepublic void run() {while (true) {synchronized (Desk.lock) {//判断线程次数if (Desk.count == 0) {break;}//判断是否有食物if (Desk.foodFlag == 1) {//有则直接吃掉,并且次数减一System.out.println(this.getName() + "正在吃掉第" + Desk.count + "份食物");//吃掉之后则生产者继续生产(即唤醒另一线程)Desk.lock.notify();Desk.foodFlag = 0;Desk.count--;} else {try {//让该线程和锁进行绑定Desk.lock.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}}}
}public class Producer extends Thread{/*** 1. 判断线程次数是否运行完成* 2. 判断桌面上是否有食物(该线程是否运行)* 3. 有则等候(线程等候),并唤醒等候线程* 4. 没有则做食物(线程运行)* */@Overridepublic void run() {while (true) {synchronized (Desk.lock) {//判断线程次数是否运行完成if (Desk.count == 0) {break;}if (Desk.foodFlag == 1) {//有则等候,并唤醒该锁对象的等候线程try {//让该线程和锁进行帮Desk.lock.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}} else {//没有则做食物System.out.println(this.getName() + "正在制作第" + Desk.count + "份食物");//制作之后则消费者消费(即唤醒另一线程)Desk.lock.notify();Desk.foodFlag = 1;}}}}
}
阻塞队列实现唤醒等待机制
用到Java提供的队列类(BlockingQueue)此时的队列充当平台,线程之间数据交换协调的平台,要保证线程在同一队列之间协调运行
public class test {public static void main(String[] args) {//阻塞队列实现唤醒等待机制/*** 生产者* 消费者* 队列:生产者和消费者必须在同一队列进行生产消费* *///创建队列对象ArrayBlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(3);//创建两条线程Consumer c = new Consumer(queue);Producer p = new Producer(queue);p.start();c.start();}
}public class Producer extends Thread{ArrayBlockingQueue<String> queue;//要保证在同一队列进行生产消费,可在构造方法中传递队列对象public Producer(ArrayBlockingQueue<String> queue) {this.queue = queue;}//重写线程运行方法@Overridepublic void run() {while (true) {try {//该队列的方法中已经写好开关锁,不需要我们自己写锁queue.put("好吃的鸭");System.out.println("做了好吃的鸭");} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}public class Consumer extends Thread{ArrayBlockingQueue<String> queue;//获取队列对象,要保证同一队列可在构造方法中传递队列对象public Consumer(ArrayBlockingQueue<String> queue) {this.queue = queue;}//重写Run方法@Overridepublic void run() {while (true) {try {//该队列已经写好开关锁,不需要我们手动写,若在写锁就造成嵌套锁容易形成死锁问题String food = queue.take();System.out.println(food);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}
9. 线程池
没有线程池存放线程时,我们创建的线程当运行完毕会自动销毁,而线程池可以存储线程,提高资源复用率
线程池原理
- 创建线程池时,里面是空的,没有任何线程
- 当有任务添加进线程池时,先创建线程,运行任务,当任务运行完毕,线程并不会销毁,而是保留在池子中,若在有新任务添加,而原先创建的线程并没有运行任务,则会直接复用线程,并不会立刻创建新线程·
- 当线程池的线程数量达到线程池规定数量上限就不会在创建新线程,而未运行到的任务只能排队等待
获取线程池对象的方式
用工具类 Executors直接创建
未完待续......