Java 多线程笔记
多线程
文章目录
- 多线程
- 1.核心概念
- 2.线程创建
- 2.1 Thread创建法
- 2.2 Runnable
- 2.3 初始并发
- 2.4 龟兔赛跑
- 2.5小结
- 3.实现Callable 接口
- 4.静态代理模式
- 5. Lamda 表达式 （jdk 8 ）
- 6.线程状态
- 6.1 停止线程
- 6.2 线程休眠（sleep）
- 6.3 线程礼让（yield）
- 6.4 插队 Join
- 6.5 观察线程状态（Thread.State）
- 7.线程优先级
- 8.守护(daemon)线程
- 9.线程同步（synchronized）
- 三大不安全案例
- 9.1不安全的买票
- 9.2不安全的取钱(两个人)
- 9.3线程不安全的集合
- 10.锁
- 10.1死锁
- 10.2 Lock(锁)
- 11.线程通信
- 11.1 解决方法1： 管程法
- 11.2 解决方法 2：信号灯法
- 12.线程池
- 13.总结三种创建方法
1.核心概念
- 线程就是独立的执行路径；
- 在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程；
- main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序；
- 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能认为的干预的。
2.线程创建
2.1 Thread创建法
- 自定义线程类继承 Thread类
- 重写***run()*** 方法，编写线程执行体
- 创建线程对象，调用 start() 方法启动线程
package com.lan.lesson;
//创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start开启线程
//总结：注意，线程开启不一定立即执行，由cpu调度执行
public class TestThread1 extends Thread {
@Override
public void run() {
//run方法线程体
for (int i = 0; i < 200; i++) {
System.out.println("我在看代码-------"+ i);
}
}
public static void main(String[] args) {
//main线程，主线程
//创建一个线程对象
TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
//调用start()方法开启线程
testThread1.start();
for (int i = 0; i < 2000; i++) {
System.out.println("我在学习多线程-----"+i);
}
}
}
例子：Thread，实现多线程同步下载图片
package com.lan.lesson;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
//练习Thread，实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 extends Thread{
private String url; //网络图片地址
private String name; //保存的文件名
public TestThread2(String url , String name){
this.url = url;
this.name = name;
}
//下载图片线程的执行体
@Override
public void run() {
WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();//下载器
webDownloader.downloader(url,name);//下载方法
System.out.println("下载了文件名为："+name);
}
public static void main(String[] args) {
//图片地址，加图片名
TestThread2 t1 = new TestThread2("http://wx1.sinaimg.cn/mw600/007uWeI8ly1gdq62ar60qj30u01400y3.jpg","1.jpg");
TestThread2 t2 = new TestThread2("http://wx1.sinaimg.cn/mw600/007uWeI8ly1gdq4uijhh6j30qo0zkq95.jpg","2.jpg");
TestThread2 t3 = new TestThread2("http://wx4.sinaimg.cn/mw600/007uWeI8ly1gdpzeefa57j30zk0qon45.jpg","3.jpg");
t1.start(); //开始线程
t2.start();
t3.start();
}
}
//下载器
class WebDownloader{
//下载方法
public void downloader(String url , String name){
try {
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
}
}
}
2.2 Runnable
推荐使用 Runnable 对象，因为 Java 单继承的局限性
- 定义 MyRunnable 类实现 Runnable 接口
- 实现 run() 方法，编写线程执行体
- 创建线程对象，调用 start() 方法启动线程
- implements Runnable 要用 接口来 Runnable
package com.lan.lesson;
//创建线程方式2： 实现 runnable 接口，重写 run方法，执行线程需要丢入 runnable 接口实现类，调用start 方法
public class TestThread3 implements Runnable{
@Override
public void run() {
//run 方法线程体
for (int i = 0; i < 200; i++) {
System.out.println("我在看代码------------"+i);
}
}
public static void main(String[] args) {
//创建runnbale 接口的实现类对象
TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
//创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程，代理
/* Thread thread = new Thread(testThread3);
thread.start();*/
new Thread(testThread3).start(); //等同上两行代码
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println("我在学习多线程----"+i);
}
}
}
2.3 初始并发
- 买火车票的例子(此例子存在不安全)
package com.lan.lesson;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
//买火车票的例子
public class TestThread4 implements Runnable{
private int ticketNnums = 10; //票数
@Override
public void run() {
while(true){
if(ticketNnums <= 0){
break;
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNnums-- +"票");
}
}
public static void main(String[] args) {
TestThread4 ticket = new TestThread4();
new Thread(ticket,"小明").start();
new Thread(ticket,"小蓝").start();
new Thread(ticket,"小懒").start();
}
}
2.4 龟兔赛跑
package com.lan.lesson;
//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable {
//胜利者
private static String winner;
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
//模拟兔子休息
if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10==0){
try {
Thread.sleep(1); //延时
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//判断比赛是否结束
boolean flag = gameOver(i);
//如果比赛结束了，就停止程序
if(flag){
break;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");
}
}
//判断是否完成比赛
private boolean gameOver(int steps){
//判断是否有胜利者
if(winner != null) { //已经存在胜利都了
return true;
}else{
if(steps == 100){ //跑到100步
winner = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("winner is " + winner );
return true;
}
}
return false;
}
public static void main(String[] args) {
Race race = new Race();
new Thread(race,"兔子").start();
new Thread(race,"乌龟").start();
}
}
2.5小结
- 继承**Thread** 类
- 子类继承**Thread** 类具备多线程能力
- 启动线程：子类对象 . start()
- 不建议使用：避免OOP单继承局限性
- 实现 Runnable 接口
- 实现接口 Runnable 具有多线程能力
- 启动线程：传入目标对象 + Thread对象 . start()
- 推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用
3.实现Callable 接口
- 实现Callable接口，需要返回值类型
- 重写call方法，需要抛出异常
- 创建目标对象
- 创建执行服务 : ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1); 1是创建服务数
- 提交执行：Future result1 = ser.submit(t1); Boolean返回类型
- 获取结果 : boolean r1 = result1.get()
- 关闭服务： ser.shutdownNow();
- 例：下载图片
package com.lan.lesson.demo02;
//线程创建方式三：实现 callable 接口
import com.lan.lesson.demo01.TestThread2;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;
//下载图片
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
private String url; //网络图片地址
private String name; //保存的文件名
public TestCallable(String url , String name){
this.url = url;
this.name = name;
}
//下载图片线程的执行体
@Override
public Boolean call() {
WebDownloader webDownloader = new WebDownloader(); //实例化下载器
webDownloader.downloader(url,name);
System.out.println("下载了文件名："+name);
return true;
}
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
TestCallable t1 = new TestCallable("http://wx1.sinaimg.cn/mw600/007uWeI8ly1gdq62ar60qj30u01400y3.jpg","1.jpg");
TestCallable t2 = new TestCallable("http://wx1.sinaimg.cn/mw600/007uWeI8ly1gdq4uijhh6j30qo0zkq95.jpg","2.jpg");
TestCallable t3 = new TestCallable("http://wx4.sinaimg.cn/mw600/007uWeI8ly1gdpzeefa57j30zk0qon45.jpg","3.jpg");
//创建执行服务：
ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3); //创建3个池
//提交执行
Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);
Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);
Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);
//获取结果
boolean rs1 = r1.get();
boolean rs2 = r2.get();
boolean rs3 = r3.get();
//返回的结果
/* System.out.println(rs1);
System.out.println(rs2);
System.out.println(rs3);*/
//关闭服务
ser.shutdownNow();
}
}
//下载器
class WebDownloader{
//下载方法
public void downloader(String url , String name){
try {
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url) , new File(name));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题 ");
}
}
}
4.静态代理模式
- 结婚案例
package com.lan.lesson.demo03;
//静态代理模式总结:
//真实对象和代理对象都要实现同一个接口
//代理对象要代理真实角色
//好处：
//代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
//真实对象专注做自己的事情
public class StacticProxy {
public static void main(String[] args) {
You you = new You(); //你要结婚
new Thread( ()-> System.out.println("我爱你xlz")).start();
new WeddingCompany(new You()).HappMaryy();//同下两行代码功能
/* WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
weddingCompany.HappMaryy();*/
}
}
//接口
interface Marry{
//人间四大喜事
//久旱逢甘雨
//他乡遇故知
//洞房花烛夜
//金榜题名时
void HappMaryy();
}
//真实角色，你去结婚
class You implements Marry{
//重写接口方法
@Override
public void HappMaryy() {
System.out.println("小蓝要结婚了，超开心");
}
}
// 代理角色，帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry{
//代理谁 --> 真实目标角色
private Marry target;
public WeddingCompany(Marry target){
this.target = target;
}
@Override
public void HappMaryy() {
before();
this.target.HappMaryy();//这就是真实对象
after();
}
private void after() {
System.out.println("结婚之后 ，收尾款");
}
private void before() {
System.out.println("结婚之前，布置现场");
}
}
5. Lamda 表达式 （jdk 8 ）
-
为什么要使用 lambda 表达式
- 避免匿名内部类定义过多
- 可以让你的代码看起来很简洁
- 去掉一堆没有意义的代码，只留下 核心的逻辑
-
函数式接口的定义：
-
任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口。
-
public interface Runnable{ public abstract void run(); } -
对于函数式接口，通过 lambda 表达式来创建该接口的对象
-
推导 lambda 表达式
package com.lan.lambda;
/*
推导 lambda 表达式
*/
public class TestLambda1 {
//3.静态内部类
static class Like2 implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("I like lambda2");
}
}
public static void main(String[] args) {
ILike like = new Like();
like.lambda();
like = new Like2();
like.lambda();
//4.局部内部类
class Like3 implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("I like lambda3");
}
}
like = new Like3();
like.lambda();
//5.匿名内部类，没有类的名称，必须借助接口或者父类
like = new ILike() {
@Override
public void lambda() {
System.out.println("I like lambda4");
}
};
like.lambda();
//6.用lambda简化
like = ()->{
System.out.println("I like lambda5");
};
like.lambda();
}
}
//1. 定义一个函数式接口
interface ILike{
void lambda();
}
//2.实现类
class Like implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("I like lambda");
}
}
lambda 表达式和简化
总结：
1. lambda 表达式只能有一行代码的情况下才能简化成为一行，如果有多行，那么就用代码块包裹
2. 多个参数也可以去掉参数类型，要去掉就都去掉，必须加上括号
3. 前提是接口为函数接口
package com.lan.lambda;
//有参数
public class TestLambda2 {
public static void main(String[] args) {
//5. lambda表达式
ILove love = (int a) ->{
System.out.println("I love you -->"+a);
};
//ILove love = new Love();
love.love(4);*/
//1. lambda 表示简化
ILove love = (int a) -> {
System.out.println("I love you --> "+ a);
};
//简化1.参数类型
love = (a) ->{
System.out.println("I love you --> "+ a);
};
//简化2.简化括号
love = a->{
System.out.println("I love you --> "+ a);
};
//简化3. 去掉花括号
love = a -> System.out.println("I love you --> "+ a);
love.love(520);
}
}
interface ILove{
void love(int a);
}
//1
class Love implements ILove{
@Override
public void love(int a) {
System.out.println("I love you -->" + a);
}
}
6.线程状态
6.1 停止线程
- 不推荐使用 JKD 提供的 stop()、destroy() 方法【已废弃】
- 推荐线程自己停止下来
- 建议使用一个标志位进行终止变量，当flag=false ,则终止线程运行。
测试 stop
- 建议线程正常停止 —> 利用次数，不建议死循环
- 寻底使用标志位 —> 设置一个标志位
- 不要使用 stop 或者 destroy 等过时或者 JKDd 不推荐使用的方法（画有删除线的）
package com.lan.state;
public class TestStop implements Runnable {
//1.设置一个标识位
private boolean flag = true;
@Override
public void run() {
int i = 0;
while(flag){
System.out.println("run.....Thread"+ i++);
}
}
//2.设置一个公开的方法停止线程，转换标志位
public void stop(){
this.flag = false;
}
public static void main(String[] args) {
TestStop testStop = new TestStop();
new Thread(testStop).start(); //开始线程
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println("main"+i);
if(i == 900){
//调用stop方法切换标志位，让线程停止
testStop.stop(); //自己写的
System.out.println("线程该停止了");
}
}
}
}
6.2 线程休眠（sleep）
- sleep（时间）指定当前线程阻塞的毫秒数；
- sleep存在异常 InterruptedException ;
- sleep 时间达到后线程进入就绪状态；
- sleep 可以模拟网络延时，倒计时……
- 每一个对象都有一个锁，sleep 不会释放锁；
例子1：倒计时（10秒）
package com.lan.state;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
//模拟倒计时
public class TestSleep2 {
public static void main(String[] args) {
try {
tenDown();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//模拟倒计时
public static void tenDown() throws InterruptedException {
int num1 = 10; //10秒
while(true){
Thread.sleep(1000); //延时1秒
System.out.println(num1--);
if(num1 <= 0){
break;
}
}
}
}
例子2：打印当前系统时间
package com.lan.state;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
//模拟倒计时
public class TestSleep2 {
public static void main(String[] args) {
//打印当前系统时间
Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统当前时间
while (true){
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//更新当前时间
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
6.3 线程礼让（yield）
- 礼让线程，让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞
- 将线程从运行状态转为就绪状态
- 让cpu重新调度，礼让不一定成功！看cpu心情
package com.lan.state;
//测试礼让线程
//礼让不一定成功，看cpu心情
public class TestYield {
public static void main(String[] args) {
MyYield myYield = new MyYield();
new Thread(myYield,"a").start();
new Thread(myYield,"b").start();
}
}
class MyYield implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始执行");
Thread.yield(); //礼让
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
}
}
6.4 插队 Join
- Join合并线程，待此线程执行完成后，再执行其他线程，其他线程阻塞
- 可以想象成插队
package com.lan.state;
//测试join方法
//join 可想象为插队
public class TestJoin implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println("线程VIP来了 " + i);
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//启动线程
TestJoin testJoin = new TestJoin();
Thread thread = new Thread(testJoin);
thread.start();
//主线程
for (int i = 0; i < 500; i++) {
if(i == 200){
thread.join(); //插队
}
System.out.println("main"+i);
}
}
}
6.5 观察线程状态（Thread.State）
线程中断或结束 ，一旦进入***死亡状态***，就***不能再次启动***。
package com.lan.state;
//观察测试线程的状态
public class TestState {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread thread = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
Thread.sleep(1000); //延时5秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("////////////////////////");
});
//观察状态
Thread.State state = thread.getState();
System.out.println(state); //NEW
//观察启动后
thread.start(); //启动线程
state = thread.getState();
System.out.println(state); //RUN
while (state != Thread.State.TERMINATED) { //只要线程不终止，就一直输出状态
Thread.sleep(100);
state = thread.getState(); //更新线各状态
System.out.println(state); //输出状态
}
//thread.start(); 线程死亡后，无法启动
}
}
7.线程优先级
- 线程的优先级用数字表示，范围从1~10。
- Thread.MIN_PRIORITY = 1;
- Thread.MAX_PRIORITY = 10;
- Thread.NORM_PRIORITY = 5;
- 使用以下方式改变或获取优先级
- getPriority() . setPriority(int xxx)
优先级低只是意味着获得调度的概率你，并不是优先级低就会不被调用了，这都是看CPU的调度。
package com.lan.state;
//测试线程的优先级
public class TestPriority {
public static void main(String[] args) {
//主线程默认优先级
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());
MyPriority myPriority = new MyPriority();
Thread t1 = new Thread(myPriority);
Thread t2 = new Thread(myPriority);
Thread t3 = new Thread(myPriority);
Thread t4 = new Thread(myPriority);
Thread t5 = new Thread(myPriority);
Thread t6 = new Thread(myPriority);
//先设置优先级，再启动
t1.start();
t2.setPriority(1); //里面的数字是等级
t2.start();
t3.setPriority(4);
t3.start();
t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //MAX_PRIORITY=10
t4.start();
t5.setPriority(7);
t5.start();
t6.setPriority(8);
t6.start();
//超出设置范围
/* t5.setPriority(-1);
t5.start();
t6.setPriority(11);
t6.start();*/
}
}
class MyPriority implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());
}
}
8.守护(daemon)线程
- 线程分为用户线程 和 守护线程
- 虚拟机必须确保用户线程执行完毕
- 虚拟机不用等待守护线程执行完毕
- 如：后台记录操作日志，垃圾回收……
thread.setDaemon(true); //默认和 false表示是用户线程，正常的线程都是用户线程。。
package com.lan.state;
//测试守护线程
//上帝守护你
public class TestDaemon {
public static void main(String[] args) {
God god = new God();
You you = new You();
Thread thread = new Thread(god);
thread.setDaemon(true); //默认和 false表示是用户线程，正常的线程都是用户线程。。
thread.start(); //上帝守护线程启动
new Thread(you).start(); //你 用户线程启动
}
}
//上帝
class God implements Runnable{
@Override
public void run() {
while(true){
System.out.println("上帝保佑你！");
}
}
}
//你
class You implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 36500; i++) {
System.out.println("一生都要开心的活着！");
}
System.out.println("-============goodbye world!============-!");
}
}
9.线程同步（synchronized）
- 多个线程操作作同一个资源
- 由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突问题，为了保证数据在方法中被访问时的正确性，在访问时加入 锁机制**(synchronized)**，当一个线程获得对象的排它锁，独占资源，其他线程必须等待，使用后释放锁即可，存在以下问题：
- 一个线程持有锁会导致其他所有需要此的线程挂起；
- 在多线程竞争下，加锁，释放锁会导致比较多的上下文切换 和 调度延时，引起性能问题；
- 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置，引起性能问题。
三大不安全案例
9.1不安全的买票
package com.lan.syn;
//不安全的买票
public class UnsafeBuyTicket {
public static void main(String[] args) {
BuyTicket station = new BuyTicket();
new Thread(station,"憨憨的我").start();
new Thread(station,"可爱的你").start();
new Thread(station,"可恶的黄牛党").start();
}
}
class BuyTicket implements Runnable{
//票
private int ticketNums = 10;
boolean flag = true; //外部停止方式
@Override
public void run() {
while (flag){
try {
buy();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
private void buy() throws InterruptedException {
//判断是否有票
if(ticketNums <= 0){
flag = false;
return;
}
//模拟延时
Thread.sleep(100);
//买票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ ticketNums--);
}
}
9.2不安全的取钱(两个人)
package com.lan.syn;
//不安全的取钱
//两个人去银行取钱，账户
public class UnsafeBank {
public static void main(String[] args) {
//账户
Account account = new Account(100 , "结婚基金");
Drawing you = new Drawing(account , 50,"你");
Drawing girlFriend = new Drawing(account,100,"girlFriend");
you.start();
girlFriend.start();
}
}
//账户
class Account{
int money; //余额
String name; //卡名
public Account (int money , String name){
this.money = money;
this.name = name;
}
}
//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{
Account account;//账户
//取了多少钱
int drawingMoney;
//现在手里有多少钱
int nowMoney;
public Drawing(Account account , int drawingMoney , String name){
super(name);
this.account = account;
this.drawingMoney = drawingMoney;
}
//取钱
@Override
public void run() {
//判断有没有钱
if(account.money - drawingMoney < 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了！");
return;
}
//模拟延时,sleep可以放大问题的发生性
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//卡内余额 = 余额 - 你取的钱
account.money = account.money - drawingMoney;
//你手里的钱
nowMoney = nowMoney + drawingMoney;
System.out.println(account.name +"余额为："+account.money);
//Thread.currentThread().getName() = this.getName(); 因为继承
System.out.println(this.getName()+"手里的钱："+nowMoney);
}
}
9.3线程不安全的集合
package com.lan.syn;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
//线程不安全的集合
public class UnsafeList {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<String>();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
//lambda表达式
new Thread(() ->{
list.add(Thread.currentThread().getName());
}).start();
}
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(list.size()); //输出大小
}
}
10.锁
10.1死锁
死锁避免方法
- 产生死锁的四个必要条件：
- 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
- 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
- 不剥夺条件：进程已获得的资源，在末使用完之前 ，不能强行剥夺。
- 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相撞的循环等待资源关系。
package com.lan.thread;
//死锁：多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持
public class DeadLock {
public static void main(String[] args) {
Makeup g1 = new Makeup(0,"灰姑凉");
Makeup g2 = new Makeup(1,"白雪公主");
g1.start();
g2.start();
}
}
//口红
class Lipstick{
}
//镜子
class Mirror{
}
class Makeup extends Thread{
//需要的资源只有一份,用static 来保证只有一份
static Lipstick lipstick = new Lipstick();
static Mirror mirror = new Mirror();
int choice;//选择
String girlNmae; //使用化妆品的人
Makeup(int choice , String girlNmae){
this.choice = choice;
this.girlNmae = girlNmae;
}
@Override
public void run() {
//化妆
try {
makeup();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//化妆，互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
private void makeup() throws InterruptedException {
if(choice == 0){
synchronized(lipstick) { //获得口红的锁
System.out.println(this.girlNmae+"获得口红的锁");
Thread.sleep(1000);
//会产生死锁
/* synchronized(mirror){ //一秒钟后想获得镜子
System.out.println(this.girlNmae+"获得镜子的锁");
}*/
}
synchronized(mirror){ //一秒钟后想获得镜子
System.out.println(this.girlNmae+"获得镜子的锁");
}
}else{
synchronized(mirror) { //获得镜子的锁
System.out.println(this.girlNmae +"获得镜子的锁");
Thread.sleep(2000);
//会产生死锁
/* synchronized (lipstick) { //一秒钟后想获得口红
System.out.println(this.girlNmae+"获得口红的锁");
}*/
}
synchronized (lipstick) { //一秒钟后想获得口红
System.out.println(this.girlNmae+"获得口红的锁");
}
}
}
}
10.2 Lock(锁)
- 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。
格式
class A{
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void m(){
lock.lock(); //加锁
try{
//保证线程安全的代码
}finally{
lock.unlock(); //解锁
//如果同步代码有异常，要将unlock()写入finally语句块
}
}
}
案例：
package com.lan.gaoji;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
//测试 Lock 锁
public class TestLock {
public static void main(String[] args) {
TestLock2 testLock2 = new TestLock2();
new Thread(testLock2).start();
new Thread(testLock2).start();
new Thread(testLock2).start();
}
}
class TestLock2 implements Runnable{
int ticketNums = 10;
//定义 lock 锁
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while(true){
try{
//加锁
lock.lock();
if(ticketNums > 0){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(ticketNums--);
}else{
break;
}
}finally{
//解锁
lock.unlock();
}
}
}
}
11.线程通信
- 应用场景：生产者和消费者问题
分析：
这是一个线程同步问题，生产者和消费者共享同一个资源，并且生产者和消费者之间相互依赖，互为条件。
- 对于生产者，没有生产产品之前，要通知消费者等待， 而生产了产品之后 ，又需要马上通知消费者消费。
- 对于消费者，在消费之后，要通知生产者已经结束消费，需要生产新的产品以供消费。
- 在生产者消费者问题中，仅有 synchronized 是不够的
- synchronized 可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步
- synchronized 不能用来实现不同线程之间的消息传递（通信）
11.1 解决方法1： 管程法
- 并发协作模型 ”生产者/消费者模式“
- 生产者：负责生产数据的模块（可能是方法，对象，线程，进程）；
- 消费者：负责处理数据的模块（可能是方法，对象，线程，进程）；
- 缓冲区：消费者不能直接使用生产者的数据，它们之间有个 ”缓冲区“
- 生产者将生产好的数据放入缓冲区，消费者从缓冲区拿出数据
package com.lan.gaoji;
//测试：生产者消费者模型--> 利用缓冲区解决：管程法
//生产者，消费者，产品，缓冲区
public class TestPC {
public static void main(String[] args) {
SynContainer container = new SynContainer();
new Productor(container).start();
new Consumer(container).start();
}
}
//生产者
class Productor extends Thread{
SynContainer container;
public Productor(SynContainer container){
this.container = container;
}
//生产
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
container.push(new Chicken((i)));
System.out.println("生产了" +i +"只鸡");
}
}
}
//消费者
class Consumer extends Thread{
SynContainer container;
public Consumer(SynContainer container){
this.container = container;
}
//消费
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("消费了-->"+container.pop().id+"只鸡");
}
}
}
//产品
class Chicken{
int id; //产品编号
public Chicken(int id){
this.id = id;
}
}
//缓冲区
class SynContainer{
//需要一个容器大小
Chicken[] chickens = new Chicken[10];
//容器计数器
int count = 0;
//生产者放入产品
public synchronized void push(Chicken chicken){
//如果容器满了，就需要等待消费者消费
if(count == chickens.length){
//通知消费者消费，生产等待
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果没有满，我们就需要丢入产品
chickens[count] = chicken;
count++;
//可以通知消费者消费了。
this.notifyAll();
}
//消费者消费产品
public synchronized Chicken pop(){
//判断能否消费
if(count == 0){
//等待生产者生产，消费者等待
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果可以消费
count--;
Chicken chicken = chickens[count];
//吃完了，通知生产者生产
this.notifyAll();
return chicken;
}
}
11.2 解决方法 2：信号灯法
package com.lan.gaoji;
//测试生产者消费者问题2 ： 信号灯法，标志位解决
public class TestPC2 {
public static void main(String[] args) {
TV tv = new TV();
new Player(tv).start();
new Watcher(tv).start();
}
}
//生产者 --> 演员
class Player extends Thread{
TV tv;
public Player(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
if(i%2==0){
this.tv.play("青春有你2播放中");
}else {
this.tv.play("YES! OK!");
}
}
}
}
//消费者 --> 观众
class Watcher extends Thread{
TV tv;
public Watcher(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
tv.watch();
}
}
}
//产品 --> 节目
class TV{
//演员表演，观众等待
//观众观看，演员等待
String voice; //表演的节目
boolean flag = true;
//表演
public synchronized void play(String voice){
if(!flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("演员表演了："+voice);
//通知观众观看
this.notifyAll();//通知唤醒
this.voice = voice;
this.flag = !this.flag;
}
//观看
public synchronized void watch(){
if(flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("观看了："+voice);
//通知演员表演
this.notifyAll();
this.flag = !this.flag;
}
}
12.线程池
-
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。
-
好处：
- 提高响应速度
- 降低资源消耗……
-
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
package com.lan.gaoji;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
//测试线程池
public class TestPool {
public static void main(String[] args) {
//1.创建服务，创建线程池
// newFixedThreadPool 参数为：线程池大小
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
//执行
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
//2.关闭链接
service.shutdown();
}
}
class MyThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
13.总结三种创建方法
package com.lan.gaoji;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
//总结线程的创建
public class ThreadNew {
public static void main(String[] args) {
//1.继承Thread 类
new MyThread1().start();
//2.实现 Runnable 接口
new Thread(new MyThread2()).start();
//3.实现Callable 接口
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new MyThread3());
new Thread(futureTask).start();
try {
Integer integer = futureTask.get();
System.out.println(integer);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//1.继承Thread 类
class MyThread1 extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread1");
}
}
//2.实现 Runnable 接口
class MyThread2 implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread2");
}
}
//3.实现Callable 接口
class MyThread3 implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("MyThread3");
return 100;
}
}