1:多线程(理解)
(1)JDK5以后的针对线程的锁定操作和释放操作
Lock锁
Demo:
1
import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class SellTicket implements Runnable { // 定义票 private int tickets = 100; // 定义锁对象 private Lock lock = new ReentrantLock(); @Override public void run() { while (true) { try { // 加锁 lock.lock(); if (tickets > 0) { try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + (tickets--) + "张票"); } } finally { // 释放锁 lock.unlock(); } } } }
2
/* * 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, * 为了更清晰的表达如何加锁和释放锁,JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock。 * * Lock: * void lock(): 获取锁。 * void unlock():释放锁。 * ReentrantLock是Lock的实现类. */ public class SellTicketDemo { public static void main(String[] args) { // 创建资源对象 SellTicket st = new SellTicket(); // 创建三个窗口 Thread t1 = new Thread(st, "窗口1"); Thread t2 = new Thread(st, "窗口2"); Thread t3 = new Thread(st, "窗口3"); // 启动线程 t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
(2)死锁问题的描述和代码体现
Demo:
1
public class MyLock { // 创建两把锁对象 public static final Object objA = new Object(); public static final Object objB = new Object(); }
2死锁现象
public class DieLock extends Thread { private boolean flag; public DieLock(boolean flag) { this.flag = flag; } @Override public void run() { if (flag) { synchronized (MyLock.objA) { System.out.println("if objA"); synchronized (MyLock.objB) { System.out.println("if objB"); } } } else { synchronized (MyLock.objB) { System.out.println("else objB"); synchronized (MyLock.objA) { System.out.println("else objA"); } } } } }
3
/* * 同步的弊端: * A:效率低 * B:容易产生死锁 * * 死锁: * 两个或两个以上的线程在争夺资源的过程中,发生的一种相互等待的现象。 * * 举例: * 中国人,美国人吃饭案例。 * 正常情况: * 中国人:筷子两支 * 美国人:刀和叉 * 现在: * 中国人:筷子1支,刀一把 * 美国人:筷子1支,叉一把 */ public class DieLockDemo { public static void main(String[] args) { DieLock dl1 = new DieLock(true); DieLock dl2 = new DieLock(false); dl1.start(); dl2.start(); } }
(3)生产者和消费者多线程体现(线程间通信问题)
以学生作为资源来实现的
资源类:Student
设置数据类:SetThread(生产者)
获取数据类:GetThread(消费者)
测试类:StudentDemo
代码:
A:最基本的版本,只有一个数据。
Demo:
1
public class Student { String name; int age; }
2
public class SetThread implements Runnable { private Student s; public SetThread(Student s) { this.s = s; } @Override public void run() { // Student s = new Student(); s.name = "林青霞"; s.age = 27; } }
3
public class GetThread implements Runnable { private Student s; public GetThread(Student s) { this.s = s; } @Override public void run() { // Student s = new Student(); System.out.println(s.name + "---" + s.age); } }
4
/* * 分析: * 资源类:Student * 设置学生数据:SetThread(生产者) * 获取学生数据:GetThread(消费者) * 测试类:StudentDemo * * 问题1:按照思路写代码,发现数据每次都是:null---0 * 原因:我们在每个线程中都创建了新的资源,而我们要求的时候设置和获取线程的资源应该是同一个 * 如何实现呢? * 在外界把这个数据创建出来,通过构造方法传递给其他的类。 * */ public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { //创建资源 Student s = new Student(); //设置和获取的类 SetThread st = new SetThread(s); GetThread gt = new GetThread(s); //线程类 Thread t1 = new Thread(st); Thread t2 = new Thread(gt); //启动线程 t1.start(); t2.start(); } }
B:改进版本,给出了不同的数据,并加入了同步机制
Demo:
1
public class Student { String name; int age; }
2
public class SetThread implements Runnable { private Student s; private int x = 0; public SetThread(Student s) { this.s = s; } @Override public void run() { while (true) { synchronized (s) { if (x % 2 == 0) { s.name = "林青霞";//刚走到这里,就被别人抢到了执行权 s.age = 27; } else { s.name = "刘意"; //刚走到这里,就被别人抢到了执行权 s.age = 30; } x++; } } } }
3
public class GetThread implements Runnable { private Student s; public GetThread(Student s) { this.s = s; } @Override public void run() { while (true) { synchronized (s) { System.out.println(s.name + "---" + s.age); } } } }
4
/* * 分析: * 资源类:Student * 设置学生数据:SetThread(生产者) * 获取学生数据:GetThread(消费者) * 测试类:StudentDemo * * 问题1:按照思路写代码,发现数据每次都是:null---0 * 原因:我们在每个线程中都创建了新的资源,而我们要求的时候设置和获取线程的资源应该是同一个 * 如何实现呢? * 在外界把这个数据创建出来,通过构造方法传递给其他的类。 * * 问题2:为了数据的效果好一些,我加入了循环和判断,给出不同的值,这个时候产生了新的问题 * A:同一个数据出现多次 * B:姓名和年龄不匹配 * 原因: * A:同一个数据出现多次 * CPU的一点点时间片的执行权,就足够你执行很多次。 * B:姓名和年龄不匹配 * 线程运行的随机性 * 线程安全问题: * A:是否是多线程环境 是 * B:是否有共享数据 是 * C:是否有多条语句操作共享数据 是 * 解决方案: * 加锁。 * 注意: * A:不同种类的线程都要加锁。 * B:不同种类的线程加的锁必须是同一把。 */ public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { //创建资源 Student s = new Student(); //设置和获取的类 SetThread st = new SetThread(s); GetThread gt = new GetThread(s); //线程类 Thread t1 = new Thread(st); Thread t2 = new Thread(gt); //启动线程 t1.start(); t2.start(); } }
C:等待唤醒机制改进该程序,让数据能够实现依次的出现
wait()
notify()
notifyAll() (多生产多消费)
Demo:
1
public class Student { String name; int age; boolean flag; // 默认情况是没有数据,如果是true,说明有数据 }
2
public class SetThread implements Runnable { private Student s; private int x = 0; public SetThread(Student s) { this.s = s; } @Override public void run() { while (true) { synchronized (s) { //判断有没有 if(s.flag){ try { s.wait(); //t1等着,释放锁 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } if (x % 2 == 0) { s.name = "林青霞"; s.age = 27; } else { s.name = "刘意"; s.age = 30; } x++; //x=1 //修改标记 s.flag = true; //唤醒线程 s.notify(); //唤醒t2,唤醒并不表示你立马可以执行,必须还得抢CPU的执行权。 } //t1有,或者t2有 } } }
3
public class GetThread implements Runnable { private Student s; public GetThread(Student s) { this.s = s; } @Override public void run() { while (true) { synchronized (s) { if(!s.flag){ try { s.wait(); //t2就等待了。立即释放锁。将来醒过来的时候,是从这里醒过来的时候 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println(s.name + "---" + s.age); //林青霞---27 //刘意---30 //修改标记 s.flag = false; //唤醒线程 s.notify(); //唤醒t1 } } } }
4
/* * 分析: * 资源类:Student * 设置学生数据:SetThread(生产者) * 获取学生数据:GetThread(消费者) * 测试类:StudentDemo * * 问题1:按照思路写代码,发现数据每次都是:null---0 * 原因:我们在每个线程中都创建了新的资源,而我们要求的时候设置和获取线程的资源应该是同一个 * 如何实现呢? * 在外界把这个数据创建出来,通过构造方法传递给其他的类。 * * 问题2:为了数据的效果好一些,我加入了循环和判断,给出不同的值,这个时候产生了新的问题 * A:同一个数据出现多次 * B:姓名和年龄不匹配 * 原因: * A:同一个数据出现多次 * CPU的一点点时间片的执行权,就足够你执行很多次。 * B:姓名和年龄不匹配 * 线程运行的随机性 * 线程安全问题: * A:是否是多线程环境 是 * B:是否有共享数据 是 * C:是否有多条语句操作共享数据 是 * 解决方案: * 加锁。 * 注意: * A:不同种类的线程都要加锁。 * B:不同种类的线程加的锁必须是同一把。 * * 问题3:虽然数据安全了,但是呢,一次一大片不好看,我就想依次的一次一个输出。 * 如何实现呢? * 通过Java提供的等待唤醒机制解决。 * * 等待唤醒: * Object类中提供了三个方法: * wait():等待 * notify():唤醒单个线程 * notifyAll():唤醒所有线程 * 为什么这些方法不定义在Thread类中呢? * 这些方法的调用必须通过锁对象调用,而我们刚才使用的锁对象是任意锁对象。 * 所以,这些方法必须定义在Object类中。 */ public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { //创建资源 Student s = new Student(); //设置和获取的类 SetThread st = new SetThread(s); GetThread gt = new GetThread(s); //线程类 Thread t1 = new Thread(st); Thread t2 = new Thread(gt); //启动线程 t1.start(); t2.start(); } }
D:等待唤醒机制的代码优化。把数据及操作都写在了资源类中
Demo:
1
public class Student { private String name; private int age; private boolean flag; // 默认情况是没有数据,如果是true,说明有数据 public synchronized void set(String name, int age) { // 如果有数据,就等待 if (this.flag) { try { this.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 设置数据 this.name = name; this.age = age; // 修改标记 this.flag = true; this.notify(); } public synchronized void get() { // 如果没有数据,就等待 if (!this.flag) { try { this.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 获取数据 System.out.println(this.name + "---" + this.age); // 修改标记 this.flag = false; this.notify(); } }
2
public class SetThread implements Runnable { private Student s; private int x = 0; public SetThread(Student s) { this.s = s; } @Override public void run() { while (true) { if (x % 2 == 0) { s.set("林青霞", 27); } else { s.set("刘意", 30); } x++; } } }
3
public class GetThread implements Runnable { private Student s; public GetThread(Student s) { this.s = s; } @Override public void run() { while (true) { s.get(); } } }
4
/* * 分析: * 资源类:Student * 设置学生数据:SetThread(生产者) * 获取学生数据:GetThread(消费者) * 测试类:StudentDemo * * 问题1:按照思路写代码,发现数据每次都是:null---0 * 原因:我们在每个线程中都创建了新的资源,而我们要求的时候设置和获取线程的资源应该是同一个 * 如何实现呢? * 在外界把这个数据创建出来,通过构造方法传递给其他的类。 * * 问题2:为了数据的效果好一些,我加入了循环和判断,给出不同的值,这个时候产生了新的问题 * A:同一个数据出现多次 * B:姓名和年龄不匹配 * 原因: * A:同一个数据出现多次 * CPU的一点点时间片的执行权,就足够你执行很多次。 * B:姓名和年龄不匹配 * 线程运行的随机性 * 线程安全问题: * A:是否是多线程环境 是 * B:是否有共享数据 是 * C:是否有多条语句操作共享数据 是 * 解决方案: * 加锁。 * 注意: * A:不同种类的线程都要加锁。 * B:不同种类的线程加的锁必须是同一把。 * * 问题3:虽然数据安全了,但是呢,一次一大片不好看,我就想依次的一次一个输出。 * 如何实现呢? * 通过Java提供的等待唤醒机制解决。 * * 等待唤醒: * Object类中提供了三个方法: * wait():等待 * notify():唤醒单个线程 * notifyAll():唤醒所有线程 * 为什么这些方法不定义在Thread类中呢? * 这些方法的调用必须通过锁对象调用,而我们刚才使用的锁对象是任意锁对象。 * 所以,这些方法必须定义在Object类中。 * * 最终版代码中: * 把Student的成员变量给私有的了。 * 把设置和获取的操作给封装成了功能,并加了同步。 * 设置或者获取的线程里面只需要调用方法即可。 */ public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { //创建资源 Student s = new Student(); //设置和获取的类 SetThread st = new SetThread(s); GetThread gt = new GetThread(s); //线程类 Thread t1 = new Thread(st); Thread t2 = new Thread(gt); //启动线程 t1.start(); t2.start(); } }
(4)线程组
Demo:
1
public class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { for (int x = 0; x < 100; x++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x); } } }
2
/* * 线程组: 把多个线程组合到一起。 * 它可以对一批线程进行分类管理,Java允许程序直接对线程组进行控制。 */ public class ThreadGroupDemo { public static void main(String[] args) { // method1(); // 我们如何修改线程所在的组呢? // 创建一个线程组 // 创建其他线程的时候,把其他线程的组指定为我们自己新建线程组 method2(); // t1.start(); // t2.start(); } private static void method2() { // ThreadGroup(String name) ThreadGroup tg = new ThreadGroup("这是一个新的组"); MyRunnable my = new MyRunnable(); // Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name) Thread t1 = new Thread(tg, my, "林青霞"); Thread t2 = new Thread(tg, my, "刘意"); System.out.println(t1.getThreadGroup().getName()); System.out.println(t2.getThreadGroup().getName()); //通过组名称设置后台线程,表示该组的线程都是后台线程 tg.setDaemon(true); } private static void method1() { MyRunnable my = new MyRunnable(); Thread t1 = new Thread(my, "林青霞"); Thread t2 = new Thread(my, "刘意"); // 我不知道他们属于那个线程组,我想知道,怎么办 // 线程类里面的方法:public final ThreadGroup getThreadGroup() ThreadGroup tg1 = t1.getThreadGroup(); ThreadGroup tg2 = t2.getThreadGroup(); // 线程组里面的方法:public final String getName() String name1 = tg1.getName(); String name2 = tg2.getName(); System.out.println(name1); System.out.println(name2); // 通过结果我们知道了:线程默认情况下属于main线程组 // 通过下面的测试,你应该能够看到,默任情况下,所有的线程都属于同一个组 System.out.println(Thread.currentThread().getThreadGroup().getName()); } }
(5)线程池
Demo:
1
public class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { for (int x = 0; x < 100; x++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x); } } }
2
import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /* * 线程池的好处:线程池里的每一个线程代码结束后,并不会死亡,而是再次回到线程池中成为空闲状态,等待下一个对象来使用。 * * 如何实现线程的代码呢? * A:创建一个线程池对象,控制要创建几个线程对象。 * public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) * B:这种线程池的线程可以执行: * 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程 * 做一个类实现Runnable接口。 * C:调用如下方法即可 * Future> submit(Runnable task) *Future submit(Callable task) * D:我就要结束,可以吗? * 可以。 */ public class ExecutorsDemo { public static void main(String[] args) { // 创建一个线程池对象,控制要创建几个线程对象。 // public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); // 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程 pool.submit(new MyRunnable()); pool.submit(new MyRunnable()); //结束线程池 pool.shutdown(); } }
(6)多线程实现的第三种方案
Demo:
1
import java.util.concurrent.Callable; //Callable:是带泛型的接口。 //这里指定的泛型其实是call()方法的返回值类型。 public class MyCallable implements Callable { @Override public Object call() throws Exception { for (int x = 0; x < 100; x++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x); } return null; } }
2
import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; /* * 多线程实现的方式3: * A:创建一个线程池对象,控制要创建几个线程对象。 * public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) * B:这种线程池的线程可以执行: * 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程 * 做一个类实现Runnable接口。 * C:调用如下方法即可 * Future> submit(Runnable task) *Future submit(Callable task) * D:我就要结束,可以吗? * 可以。 */ public class CallableDemo { public static void main(String[] args) { //创建线程池对象 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); //可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程 pool.submit(new MyCallable()); pool.submit(new MyCallable()); //结束 pool.shutdown(); } }
利用多线程求和:
Demo:
1
import java.util.concurrent.Callable; /* * 线程求和案例 */ public class MyCallable implements Callable{ private int number; public MyCallable(int number) { this.number = number; } @Override public Integer call() throws Exception { int sum = 0; for (int x = 1; x <= number; x++) { sum += x; } return sum; } }
2
import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.Future; /* * 多线程实现的方式3: * A:创建一个线程池对象,控制要创建几个线程对象。 * public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) * B:这种线程池的线程可以执行: * 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程 * 做一个类实现Runnable接口。 * C:调用如下方法即可 * Future> submit(Runnable task) *Future submit(Callable task) * D:我就要结束,可以吗? * 可以。 */ public class CallableDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException { // 创建线程池对象 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2); // 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程 Future f1 = pool.submit(new MyCallable(100)); Future f2 = pool.submit(new MyCallable(200)); // V get() Integer i1 = f1.get(); Integer i2 = f2.get(); System.out.println(i1); System.out.println(i2); // 结束 pool.shutdown(); } }
匿名内部类实现多线程:
Demo:
/* * 匿名内部类的格式: * new 类名或者接口名() { * 重写方法; * }; * 本质:是该类或者接口的子类对象。 */ public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { // 继承Thread类来实现多线程 new Thread() { public void run() { for (int x = 0; x < 100; x++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x); } } }.start(); // 实现Runnable接口来实现多线程 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for (int x = 0; x < 100; x++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x); } } }) { }.start(); // 更有难度的 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for (int x = 0; x < 100; x++) { System.out.println("hello" + ":" + x); } } }) { public void run() { for (int x = 0; x < 100; x++) { System.out.println("world" + ":" + x); } } }.start(); } }
定时器:
Demo:
import java.util.Timer; import java.util.TimerTask; /* * 定时器:可以让我们在指定的时间做某件事情,还可以重复的做某件事情。 * 依赖Timer和TimerTask这两个类: * Timer:定时 * public Timer() * public void schedule(TimerTask task,long delay) * public void schedule(TimerTask task,long delay,long period) * public void cancel() * TimerTask:任务 */ public class TimerDemo { public static void main(String[] args) { // 创建定时器对象 Timer t = new Timer(); // 3秒后执行爆炸任务 // t.schedule(new MyTask(), 3000); //结束任务 t.schedule(new MyTask(t), 3000); } } // 做一个任务 class MyTask extends TimerTask { private Timer t; public MyTask(){} public MyTask(Timer t){ this.t = t; } @Override public void run() { System.out.println("beng,爆炸了"); t.cancel(); } }
Demo2:
import java.util.Timer; import java.util.TimerTask; /* * 定时器:可以让我们在指定的时间做某件事情,还可以重复的做某件事情。 * 依赖Timer和TimerTask这两个类: * Timer:定时 * public Timer() * public void schedule(TimerTask task,long delay) * public void schedule(TimerTask task,long delay,long period) * public void cancel() * TimerTask:任务 */ public class TimerDemo2 { public static void main(String[] args) { // 创建定时器对象 Timer t = new Timer(); // 3秒后执行爆炸任务第一次,如果不成功,每隔2秒再继续炸 t.schedule(new MyTask2(), 3000, 2000); } } // 做一个任务 class MyTask2 extends TimerTask { @Override public void run() { System.out.println("beng,爆炸了"); } }
Demo3:
import java.io.File; import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; import java.util.Timer; import java.util.TimerTask; /* * 需求:在指定的时间删除我们的指定目录(你可以指定c盘,但是我不建议,我使用项目路径下的demo) */ class DeleteFolder extends TimerTask { @Override public void run() { File srcFolder = new File("demo"); deleteFolder(srcFolder); } // 递归删除目录 public void deleteFolder(File srcFolder) { File[] fileArray = srcFolder.listFiles(); if (fileArray != null) { for (File file : fileArray) { if (file.isDirectory()) { deleteFolder(file); } else { System.out.println(file.getName() + ":" + file.delete()); } } System.out.println(srcFolder.getName() + ":" + srcFolder.delete()); } } } public class TimerTest { public static void main(String[] args) throws ParseException { Timer t = new Timer(); String s = "2014-11-27 15:45:00"; SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); Date d = sdf.parse(s); t.schedule(new DeleteFolder(), d); } }
(7)多线程的面试题
1:多线程有几种实现方案,分别是哪几种?
两种。
继承Thread类
实现Runnable接口
扩展一种:实现Callable接口。这个得和线程池结合。
2:同步有几种方式,分别是什么?
两种。
同步代码块
同步方法
3:启动一个线程是run()还是start()?它们的区别?
start();
run():封装了被线程执行的代码,直接调用仅仅是普通方法的调用
start():启动线程,并由JVM自动调用run()方法
4:sleep()和wait()方法的区别
sleep():必须指时间;不释放锁。
wait():可以不指定时间,也可以指定时间;释放锁。
5:为什么wait(),notify(),notifyAll()等方法都定义在Object类中
因为这些方法的调用是依赖于锁对象的,而同步代码块的锁对象是任意锁。
而Object代码任意的对象,所以,定义在这里面。
6:线程的生命周期图
新建 -- 就绪 -- 运行 -- 死亡
新建 -- 就绪 -- 运行 -- 阻塞 -- 就绪 -- 运行 -- 死亡
建议:画图解释。