黑马程序员 java基础之多线程
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1.多线程
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启动不止一个线程，还有负责垃圾回收机制的线程。
1,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。
因为多个线程都获取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方法呢？
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。
也就是说Thread类中的run方法，用于存储线程要运行的代码。
创建线程的第二种方式：实现Runable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。
所以要让线程去指定指定对象的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。
实现方式和继承方式有什么区别呢？
实现方式好处：避免了单继承的局限性。
在定义线程时，建立使用实现方式。
两种方式区别：
继承Thread:线程代码存放Thread子类run方法中。
实现Runnable，线程代码存在接口的子类的run方法。
多线程的运行出现了安全问题。
/*
需求：简单的卖票程序。
多个窗口卖票。
*/
class Ticket implements Runnable//extends Thread
{
private int tick = 100;
public void run()
{
while(true)
{
if(tick>0)
{
//显示线程名及余票数
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--);
}
}
}
}
class TicketDemo
{
public static void main(String[] args)
{
//创建Runnable接口子类的实例对象
Ticket t = new Ticket();
//有多个窗口在同时卖票，这里用四个线程表示
Thread t1 = new Thread(t);//创建了一个线程
Thread t2 = new Thread(t);
Thread t3 = new Thread(t);
Thread t4 = new Thread(t);
t1.start();//启动线程
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
线程的安全问题：容易出现错误信息。
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(对象)
{
需要被同步的代码
}
对象如同锁。持有锁的线程可以在同步中执行。
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。
可理解为火车上的卫生间。
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。
好处：解决了多线程的安全问题。
弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源。
同步函数：：
在函数上加上synchronized修饰符即可。
3、同步的前提
a，必须要有两个或者两个以上的线程。
b，必须是多个线程使用同一个锁。
4、同步的利弊
好处：解决了多线程的安全问题。
弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源。
5、如何寻找多线程中的安全问题
a，明确哪些代码是多线程运行代码。
b，明确共享数据。
c，明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。
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锁是this。
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，但是一定有该类对应的字节码文件对象。如：类名.class 该对象的类型是Class
几个小问题：
1）wait(),notify(),notifyAll(),用来操作线程为什么定义在了Object类中？
a，这些方法存在与同步中。
b，使用这些方法时必须要标识所属的同步的锁。同一个锁上wait的线程，只可以被同一个锁上的notify唤醒。
c，锁可以是任意对象，所以任意对象调用的方法一定定义Object类中。
2）wait(),sleep()有什么区别？
wait():释放cpu执行权，释放锁。
sleep():释放cpu执行权，不释放锁。
3）为甚么要定义notifyAll？
因为在需要唤醒对方线程时。如果只用notify，容易出现只唤醒本方线程的情况。导致程序中的所以线程都等待。
2、JDK1.5中提供了多线程升级解决方案。
将同步synchronized替换成显示的Lock操作。将Object中wait，notify，notifyAll，替换成了Condition对象。该Condition对象可以通过Lock锁进行获取，并支持多个相关的Condition对象。
/*
02.给卖票程序示例加上同步代码块。
03.*/
04.class Ticket implements Runnable
05.{
06. private int tick=100;
07. Object obj = new Object();
08. public void run()
09. {
10. while(true)
11. {
12. //给程序加同步，即锁
13. synchronized(obj)
14. {
15. if(tick>0)
16. {
17. try
18. {
19. //使用线程中的sleep方法，模拟线程出现的安全问题
20. //因为sleep方法有异常声明，所以这里要对其进行处理
21. Thread.sleep(10);
22. }
23. catch (Exception e)
24. {
25. }
26. //显示线程名及余票数
27. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..tick="+tick--);
28. }
29. }
30. }
31. }
32.}
/*
写一个死锁程序
*/
//定义一个类来实现Runnable，并复写run方法
class LockTest implements Runnable
{
private boolean flag;
LockTest(boolean flag)
{
this.flag=flag;
}
public void run()
{
if(flag)
{
while(true)
{
synchronized(LockClass.locka)//a锁
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"------if_locka");
synchronized(LockClass.lockb)//b锁
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"------if_lockb");
}
}
}
}
else
{
while(true)
{
synchronized(LockClass.lockb)//b锁
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"------else_lockb");
synchronized(LockClass.locka)//a锁
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"------else_locka");
}
}
}
}
}
}
//定义两个锁
class LockClass
{
static Object locka = new Object();
static Object lockb = new Object();
}
class DeadLock
{
public static void main(String[] args)
{
//创建2个进程，并启动
new Thread(new LockTest(true)).start();
new Thread(new LockTest(false)).start();
}
}
线程之间的通讯
/*
生产者生产商品，供消费者使用
有两个或者多个生产者，生产一次就等待消费一次
有两个或者多个消费者，等待生产者生产一次就消费掉
*/
import java.util.concurrent.locks.*;
class Resource
{
private String name;
private int count=1;
private boolean flag = false;
//多态
private Lock lock=new ReentrantLock();
//创建两Condition对象，分别来控制等待或唤醒本方和对方线程
Condition condition_pro=lock.newCondition();
Condition condition_con=lock.newCondition();
//p1、p2共享此方法
public void setProducer(String name)throws InterruptedException
{
lock.lock();//锁
try
{
while(flag)//重复判断标识，确认是否生产
condition_pro.await();//本方等待
this.name=name+"......"+count++;//生产
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...生产..."+this.name);//打印生产
flag=true;//控制生产\消费标识
condition_con.signal();//唤醒对方
}
finally
{
lock.unlock();//解锁，这个动作一定执行
}
}
//c1、c2共享此方法
public void getConsumer()throws InterruptedException
{
lock.lock();
try
{
while(!flag)//重复判断标识，确认是否可以消费
condition_con.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+".消费."+this.name);//打印消费
flag=false;//控制生产\消费标识
condition_pro.signal();
}
finally
{
lock.unlock();
}
}
}
//生产者线程
class Producer implements Runnable
{
private Resource res;
Producer(Resource res)
{
this.res=res;
}
//复写run方法
public void run()
{
while(true)
{
try
{
res.setProducer("商品");
}
catch (InterruptedException e)
{
}
}
}
}
//消费者线程
class Consumer implements Runnable
{
private Resource res;
Consumer(Resource res)
{
this.res=res;
}
//复写run
public void run()
{
while(true)
{
try
{
res.getConsumer();
}
catch (InterruptedException e)
{
}
}
}
}
class ProducerConsumer
{
public static void main(String[] args)
{
Resource res=new Resource();
new Thread(new Producer(res)).start();//第一个生产线程 p1
new Thread(new Consumer(res)).start();//第一个消费线程 c1
new Thread(new Producer(res)).start();//第二个生产线程 p2
new Thread(new Consumer(res)).start();//第二个消费线程 c2
}
}