多线程学习个人笔记（1）
多线程学习（1）
进程与线程
程序：指令和数据的集合，静态。
进程：执行程序的一次执行过程，动态。系统资源分配的单位。
线程：一个进程可以包含多个线程，至少有一个线程。cpu调度和执行的单位。
程序跑起来是进程，进程包含多个线程。
核心概念
- 线程是独立的执行路径。
- 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，现成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，先后顺序不能人为干预。
- 对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制。
- 线程会带来额外的开销，如cpu的调度时间，并发控制开销。
- 每个线程只能在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致。
Thread
-
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
- **举例1：**根据控制台输出，来确定线程是同时进行的
public class TestThread1 extends Thread {
//创建线程的方式1：继承Thread类，重写run（）方法，调用start开启线程
//线程开启不一定立即执行，由cpu调度执行
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()方法开启多线程
testThread1 .start() ;
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println("我在学习多线程---"+i);
}
}
}
举例2：下载三张图片程序
package com.test.demo1;
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; //保存文件名
public TestThread2 (String url,String name){
this.url =url;
this.name = name;
}
//下载图片的执行体
@Override
public void run() {
WebDownLoader webDownLoader = new WebDownLoader();
webDownLoader .downloader(url,name);
System.out.println("下载了文件名为"+name);
}
public static void main(String[] args) {
TestThread2 t1 = new TestThread2("https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X2pwZy9ldWtaOUo2QkVpYWV6bW9qcjAwMFBXSE1HTHhPNlVsSTR1dE80UVJpYVNjQ2lhaWN4MTVpYjNWV1BWcVBpYUtuWWhVZGV6SVpqZUdkS1lmNEdxaFN2aWFTOFRJN3cvNjQw?x-oss-process=image/format,png","1.png") ;
TestThread2 t2 = new TestThread2("https://pics0.baidu.com/feed/42a98226cffc1e17cc27829082fa4e05728de96c.jpeg?token=53295a56fcc8652f39efba59688b7a05","2.png") ;
TestThread2 t3 = new TestThread2("https://ss0.baidu.com/6ONWsjip0QIZ8tyhnq/it/u=655766799,1817661371&fm=173&app=49&f=JPEG?w=312&h=208&s=C104DC146672278C4EB4DDA60300E023","3.png") ;
//写法来说下载顺序是t1,t2,t3，但每次执行结果是不同的，说明多个线程同时执行
t1.start();
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，downloder方法出现问题");
}
}
}
Runnable
- 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
- **举例1：**根据控制台输出，来确定线程是同时进行的
package com.test.demo1;
//创建线程方式2：实现runnable接口，重写run方法，执行线程丢入runnable接口的实现类，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
new Thread(testThread3) .start();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println("我在学习多线程"+i);
}
}
}
举例2：下载三张图片程序
package com.test.demo1;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
//改写Thread为Runnable
public class TestThread2 implements Runnable{
private String url; //网络图片地址
private String name; //保存文件名
public TestThread2 (String url,String name){
this.url =url;
this.name = name;
}
//下载图片的执行体
@Override
public void run() {
WebDownLoader webDownLoader = new WebDownLoader();
webDownLoader .downloader(url,name);
System.out.println("下载了文件名为"+name);
}
public static void main(String[] args) {
TestThread2 t1 = new TestThread2("https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X2pwZy9ldWtaOUo2QkVpYWV6bW9qcjAwMFBXSE1HTHhPNlVsSTR1dE80UVJpYVNjQ2lhaWN4MTVpYjNWV1BWcVBpYUtuWWhVZGV6SVpqZUdkS1lmNEdxaFN2aWFTOFRJN3cvNjQw?x-oss-process=image/format,png","1.png") ;
TestThread2 t3 = new TestThread2("https://pics0.baidu.com/feed/42a98226cffc1e17cc27829082fa4e05728de96c.jpeg?token=53295a56fcc8652f39efba59688b7a05","3.png") ;
TestThread2 t2 = new TestThread2("https://ss0.baidu.com/6ONWsjip0QIZ8tyhnq/it/u=655766799,1817661371&fm=173&app=49&f=JPEG?w=312&h=208&s=C104DC146672278C4EB4DDA60300E023","2.png") ;
//写法来说下载顺序是t1,t2,t3，但每次执行结果是不同的，说明多个线程同时执行
new Thread(t1).start();
new Thread(t2).start();
new Thread(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，downloder方法出现问题");
}
}
}
关于Thread和Runnable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Runnable接口具有多线程能力
- 启动线程：传入目标对象+Thread(目标对象).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
多线程问题实例
多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱。
抢火车票实例
package com.test.demo1;
//多个线程同时操作同一个对象
//买火车票的例子
//问题：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱。
public class TestThread4 implements Runnable{
//票数
int ticketNums = 10;
@Override
public void run() {
while (true){
//模拟延时
try {
Thread.sleep(300);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--》拿到了第"+ticketNums--+"票");
if(ticketNums <=0){
break;
}
}
}
public static void main(String[] args) {
TestThread4 t = new TestThread4();
new Thread(t,"小明").start();
new Thread(t,"黄牛").start();
new Thread(t,"老师").start();
}
}
运行结果：
会出现多个人抢到同一张票的情况！
模拟龟兔赛跑
package com.text;
//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);
} 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");
}
}
//判断是否完成了比赛
private boolean gameOver(int steps) {
//判断是否有胜利者
if (winner != null) {//已经存在胜利者了
return true;
}
{
if (steps == 100) {
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();
}
}
//获取线程名
Thread.currentThread().getName()
Callable（了解）
-
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);
-
提交执行：Future result1 = ser.submit(t1);
-
获取结果：boolean r1 = result1.get()
-
关闭服务：ser.shutdownNow();
优点：
- 可以定义返回值
- 可以抛出异常
静态代理模式
- 真实对象和代理对象都要实现同一接口
- 代理对象要代理真实角色
好处：
- 代理对象很多真实对象做不了的事
- 真实对象专注做自己的事情
静态代理举例：
package com.text.demo2;
//结婚的人和婚庆公司都实现了marry结婚接口
//婚庆公司（代理对象）代理结婚的人（真实角色）
//婚庆公司在真实对象结婚的基础上，还添加了布置会场和收尾款功能，结婚的人只要想着结婚就可以了
public class StaticProxy {
public static void main(String[] args) {
new weddingCompany(new You()) . HappyMarry();
}
}
interface Marry{
void HappyMarry();
}
//真实角色
class You implements Marry{
@Override
public void HappyMarry() {
System.out.println("秦老师要结婚了");
}
}
//代理角色
class weddingCompany implements Marry{
private Marry target;
public weddingCompany(Marry target) {
this.target = target;
}
@Override
public void HappyMarry() {
before();
this.target.HappyMarry();//这就是真实对象
after();
}
private void after() {
System.out.println("收尾款");
}
private void before() {
System.out.println("布置会场");
}
}
new weddingCompany(new You()) . HappyMarry();
new Thread( ()-> System.out.println("我爱你")).start();
Thread实现多线程也是静态代理
Lamda表达式
- 避免匿名内部类定义过多
- 其实质属于函数式编程的概念
为什么要用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简洁
- 去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑
习惯使用后，很方便
理解Functional Interface(函数式接口)是学习java8 lambda表达式的关键
-
函数式接口的定义：
任何接口，如果只包含一个抽象方法，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，我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象
推导lamda表达式：从2.外部实现类->3.静态内部类->4.局部内部类->5.匿名内部类->6.用lambda，简化越来越简单的过程
package com.test.demo1;
//推导Lambda表达式
public class TestLamda {
//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使用示例：
package com.test.demo1;
public class testla {
public static void main(String[] args) {
test t = ()->{
System.out.println("1131241");
};
t.aaa();
}
}
interface test{
void aaa();
}
lambda表达式简化过程代码演示：
package com.test.demo1;
public class TestLambda2 {
public static void main(String[] args) {
//1.正常Lambda表达式
Ilove i = (int a)->{
System.out.println("i love you1-->"+a);
};
i.love(3);
//2.简化：去掉int
Ilove c = (a)->{
System.out.println("i love you1-->"+a);
};
c.love(4);
//3.简化：去掉括号
Ilove d = a->{
System.out.println("i love you1-->"+a);
};
d.love(5);
//4.简化：去掉花括号
Ilove e = a -> System.out.println("i love you1-->"+a);
e.love(6);
//总结：lambda表达式只能由一行代码的情况下才能简化成为一行，如果有多行就用代码块（{}）包裹，
//前提是接口为函数式接口
//多个参数也可去掉参数类型，要去掉就都去掉，必须用括号
}
}
interface Ilove{
void love(int a);
}