Java基础5多线程技术
11.1 基本概念
多线程是Java语言的重要特性，大量应用于网络编程、服务器端程序的开发，最常见的UI界面底层原理、操作系统底层原理都大量使用了多线程。
我们可以流畅的点击软件或者游戏中的各种按钮，其实，底层就是多线程的应用。UI界面的主线程绘制界面，如果有一个耗时的操作发生则启动新的线程，完全不影响主线程的工作。当这个线程工作完毕后，再更新到主界面上。
我们可以上百人、上千人、上万人同时访问某个网站，其实，也是基于网站服务器的多线程原理。如果没有多线程，服务器处理速度会极大降低。
多线程应用于计算机的各个方面，但是对于初学者，我们只需掌握基本的概念即可。在入门阶段，暂时没有必要钻研过深。
11.1.1 程序
“程序(Program)”是一个静态的概念，一般对应于操作系统中的一个可执行文件，比如：我们要启动酷狗听音乐，则对应酷狗的可执行程序。当我们双击酷狗，则加载程序到内存中，开始执行该程序，于是产生了“进程”。
11.1.2 进程
执行中的程序叫做进程(Process)，是一个动态的概念。现代的操作系统都可以同时启动多个进程。比如：我们在用酷狗听音乐，也可以使用eclipse写代码，也可以同时用浏览器查看网页。进程具有如下特点：
1.进程是程序的一次动态执行过程， 占用特定的地址空间。
2.每个进程由3部分组成：cpu、data、code。每个进程都是独立的，保有自己的cpu时间，代码和数据，即便用同一份程序产生好几个进程，它们之间还是拥有自己的这3样东西，这样的缺点是：浪费内存，cpu的负担较重。
3.多任务(Multitasking)操作系统将CPU时间动态地划分给每个进程，操作系统同时执行多个进程，每个进程独立运行。以进程的观点来看，它会以为自己独占CPU的使用权。
4.进程的查看
Windows系统: Ctrl+Alt+Del，启动任务管理器即可查看所有进程。
Unix系统: ps or top。
11.1.3 线程
一个进程可以产生多个线程。同多个进程可以共享操作系统的某些资源一样，同一进程的多个线程也可以共享此进程的某些资源(比如：代码、数据)，所以线程又被称为轻量级进程(lightweight process)。
1.一个进程内部的一个执行单元，它是程序中的一个单一的顺序控制流程。
2.一个进程可拥有多个并行的(concurrent)线程。
3.一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间，可以访问相同的变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象并进行通信、数据交换和同步操作。
4.由于线程间的通信是在同一地址空间上进行的，所以不需要额外的通信机制，这就使得通信更简便而且信息传递的速度也更快。
5.线程的启动、中断、消亡，消耗的资源非常少。
11.1.4 线程和进程的区别
1.每个进程都有独立的代码和数据空间(进程上下文)，进程间的切换会有较大的开销。
2.线程可以看成是轻量级的进程，属于同一进程的线程共享代码和数据空间，每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC)，线程切换的开销小。
3.线程和进程最根本的区别在于：进程是资源分配的单位，线程是调度和执行的单位。
4.多进程: 在操作系统中能同时运行多个任务(程序)。
5.多线程: 在同一应用程序中有多个顺序流同时执行。
6.线程是进程的一部分，所以线程有的时候被称为轻量级进程。
7.一个没有线程的进程是可以被看作单线程的，如果一个进程内拥有多个线程，进程的执行过程不是一条线(线程)的，而是多条线(线程)共同完成的。
8.系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存区域，但是不会为线程分配内存(线程所使用的资源是它所属的进程的资源)，线程组只能共享资源。那就是说，除了CPU之外(线程在运行的时候要占用CPU资源)，计算机内部的软硬件资源的分配与线程无关，线程只能共享它所属进程的资源。
11.1.5 进程与程序的区别
程序是一组指令的集合，它是静态的实体，没有执行的含义。而进程是一个动态的实体，有自己的生命周期。一般说来，一个进程肯定与一个程序相对应，并且只有一个，但是一个程序可以有多个进程，或者一个进程都没有。除此之外，进程还有并发性和交往性。简单地说，进程是程序的一部分，程序运行的时候会产生进程。
11.2 Java中如何实现多线程
在Java中使用多线程非常简单，我们先学习如何创建和使用线程，然后再结合案例深入剖析线程的特性。
少用继承多用实现
Runnable
只有 thread才具有和cpu直接 打交道的能力，即启动start()
创建线程一
package com.sxt.thread;
/**
* 创建线程方式一:
* 1、创建：继承Thread+重写run
* 2、启动: 创建子类对象 + start
*
*/
public class StartThread extends Thread{
/**
* 线程入口点
*/
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<20;i++) {
System.out.println("一边听歌");
}
}
public static void main(String[] args) {
//创建子类对象
StartThread st =new StartThread();
//调用子类对象的start()方法来启动
st.start(); //开启一个线程，交给CPU去调，不保证立即运行 cpu调用
//st.run(); //普通方法调用，这时候呢，就必须听歌才能敲完代码
for(int i=0;i<20;i++) {
System.out.println("一边coding");
}
}
}
run()方法自己会去调用start()方法
图片下载的例子：
借用FileUtils
WebDownloader.java
package com.sxt.thread;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
/**
* 下载图片
*/
public class WebDownloader {
/**
* 下载
* @param url
* @param name
*/
public void download(String url,String name) {
try {
FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("不合法的url");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("下载失败");
}
}
}
TDownloader.java
package com.sxt.thread;
public class TDownloader extends Thread {
private String url; //远程路径
private String name; //存储名字
public TDownloader(String url, String name) {//构造器
this.url = url;
this.name = name;
}
@Override
public void run() {//线程体中
WebDownloader wd =new WebDownloader();
wd.download(url, name);
System.out.println(name);
}
public static void main(String[] args) {
TDownloader td1 =new TDownloader("http://upload.news.cecb2b.com/2014/0511/1399775432250.jpg","phone.jpg");
TDownloader td2 =new TDownloader("http://p1.pstatp.com/large/403c00037462ae2eee13","spl.jpg");
TDownloader td3 =new TDownloader("http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20170830/d8b57e0dce0d4fa29bd5ef014be663d5.jpeg","success.jpg");
//启动三个线程
td1.start();
td2.start();
td3.start();
}
}
创建线程二：
推荐这种方式
启动线程要借用Thread类
StartRun.java
package com.sxt.thread;
/**
* 创建线程方式二:
* 1、创建：实现Runnable+重写run
* 2、启动: 创建实现类对象 +Thread对象+ start
*
* 推荐: 避免单继承的局限性，优先使用接口
* 方便共享资源
*
*/
public class StartRun implements Runnable{
/**
* 线程入口点
*/
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<20;i++) {
System.out.println("一边听歌");
}
}
public static void main(String[] args) {
/*//创建实现类对象
StartRun sr =new StartRun();
//创建代理类对象
Thread t =new Thread(sr);
//启动
t.start(); //不保证立即运行 cpu调用
*/
new Thread(new StartRun()).start();//合三为一简化操作。匿名使用，一个对象只用一次
//st.run(); //普通方法调用
for(int i=0;i<20;i++) {
System.out.println("一边coding");
}
}
}
例子中的使用
IDownloader.java
package com.sxt.thread;
public class IDownloader implements Runnable{
private String url; //远程路径
private String name; //存储名字
public IDownloader(String url, String name) {
this.url = url;
this.name = name;
}
@Override
public void run() {
WebDownloader wd =new WebDownloader();
wd.download(url, name);
System.out.println(name);
}
public static void main(String[] args) {
IDownloader td1 =new IDownloader("http://upload.news.cecb2b.com/2014/0511/1399775432250.jpg","phone.jpg");
IDownloader td2 =new IDownloader("http://p1.pstatp.com/large/403c00037462ae2eee13","spl.jpg");
IDownloader td3 =new IDownloader("http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20170830/d8b57e0dce0d4fa29bd5ef014be663d5.jpeg","success.jpg");
//启动三个线程
new Thread(td1).start();
new Thread(td2).start();
new Thread(td3).start();
}
}
Runnale
对同一个资源可以有多个代理
多线程抢票 龟兔赛跑
Web12306.java
package com.sxt.thread;
/**
* 共享资源,并发(要保证线程安全，后期会讲)
*
*/
public class Web12306 implements Runnable{
//票数
private int ticketNums = 99;
@Override
public void run() {
while(true) {
if(ticketNums<0) {
break;
}
try {
Thread.sleep(200);//模拟网络延时，睡200ms再去执行，可能会出现负数，并发的问题
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+ticketNums--);//这里知道谁运行的我，获得线程代理的名字
}
}
public static void main(String[] args) {
//一份资源
Web12306 web =new Web12306();
System.out.println(Thread.currentThread().getName());//这里是main
//多个代理，如何区分多个代理呢，加名字
new Thread(web,"码畜").start();
new Thread(web,"码农").start();
new Thread(web,"码蟥").start();;
}
}
模拟龟兔赛跑例子
package com.sxt.thread;
/**
* 模拟龟兔赛跑
*
*/
public class Racer implements Runnable{
private String winner;//胜利者
@Override
public void run() {
for(int steps =1;steps<=100;steps++) { //假设有100步
//模拟休息
if(Thread.currentThread().getName().equals("rabbit") && steps%10==0) {//如果你是兔子，就让你延时，没走10步睡一下
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+steps);
//比赛是否结束，每走一步看看比赛是否结束
boolean flag = gameOver(steps);
if(flag) {
break;
}
}
}
private boolean gameOver(int steps) {//谁先达到100步谁就胜利
if(winner!=null) { //存在胜利者
return true;
}else {
if(steps ==100) {
winner = Thread.currentThread().getName();//
System.out.println("winner==>"+winner);
return true;
}
}
return false;
}
public static void main(String[] args) {
Racer racer = new Racer();//方便共享资源，一条赛道大家都去竞争
new Thread(racer,"tortoise").start();
new Thread(racer,"rabbit").start();
}
}
乌龟和兔子各走各的
加上延时后
了解Callale
并发领域的JUC编程
run()方法不能抛出异常和返回返回返回值
这里能
需要借助服务、线程池
CDownloader.java
package com.sxt.thread;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
/**
* 了解创建线程的方式三:
*
* 实现Callable接口，重写call方法
*
*/
public class CDownloader implements Callable{
private String url; //远程路径
private String name; //存储名字
public CDownloader(String url, String name) {
this.url = url;
this.name = name;
}
@Override
public Boolean call() throws Exception {
WebDownloader wd =new WebDownloader();
wd.download(url, name);
System.out.println(name);
return true;
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
CDownloader cd1 =new CDownloader("http://upload.news.cecb2b.com/2014/0511/1399775432250.jpg","phone.jpg");
CDownloader cd2 =new CDownloader("http://p1.pstatp.com/large/403c00037462ae2eee13","spl.jpg");
CDownloader cd3 =new CDownloader("http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20170830/d8b57e0dce0d4fa29bd5ef014be663d5.jpeg","success.jpg");
//创建执行服务:
ExecutorService ser=Executors.newFixedThreadPool(3);
//提交执行:
Future result1 =ser.submit(cd1) ;
Future result2 =ser.submit(cd2) ;
Future result3 =ser.submit(cd3) ;
//获取结果:
boolean r1 =result1.get();
boolean r2 =result1.get();
boolean r3 =result1.get();
System.out.println(r3);
//关闭服务:
ser.shutdownNow();
}
}
CRacer.java
package com.sxt.thread;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
/**
* 模拟龟兔赛跑
*
*
*/
public class CRacer implements Callable{
private String winner;//胜利者
@Override
public Integer call() throws Exception {
for(int steps =1;steps<=100;steps++) {
//模拟休息
if(Thread.currentThread().getName().equals("pool-1-thread-1") && steps%10==0) {
Thread.sleep(100);
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+steps);
//比赛是否结束
boolean flag = gameOver(steps);
if(flag) {
return steps;
}
}
return null;
}
private boolean gameOver(int steps) {
if(winner!=null) { //存在胜利者
return true;
}else {
if(steps ==100) {
winner = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("winner==>"+winner);
return true;
}
}
return false;
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
CRacer racer = new CRacer();
//创建执行服务:
ExecutorService ser=Executors.newFixedThreadPool(2);
//提交执行:
Future result1 =ser.submit(racer) ;
Future result2 =ser.submit(racer) ;
//获取结果:
Integer r1 =result1.get();
Integer r2 =result2.get();
System.out.println(r1+"-->"+r2);
//关闭服务:
ser.shutdownNow();
}
}
11.2.1 通过继承Thread类实现多线程
继承Thread类实现多线程的步骤：
1.在Java中负责实现线程功能的类是java.lang.Thread 类。
2.可以通过创建 Thread的实例来创建新的线程。
3.每个线程都是通过某个特定的Thread对象所对应的方法run( )来完成其操作的，方法run( )称为线程体。
4.通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程。
【示例11-1】通过继承Thread类实现多线程
public class TestThread extends Thread {//自定义类继承Thread类
//run()方法里是线程体
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(this.getName() + ":" + i);//getName()方法是返回线程名称
}
}
public static void main(String[] args) {
TestThread thread1 = new TestThread();//创建线程对象
thread1.start();//启动线程
TestThread thread2 = new TestThread();
thread2.start();
}
}
执行结果如图11-3所示：
此种方式的缺点：如果我们的类已经继承了一个类(如小程序必须继承自 Applet 类)，则无法再继承 Thread 类。
11.2.2 通过Runnable接口实现多线程
在开发中，我们应用更多的是通过Runnable接口实现多线程。这种方式克服了11.2.1节中实现线程类的缺点，即在实现Runnable接口的同时还可以继承某个类。所以实现Runnable接口的方式要通用一些。
【示例11-2】通过Runnable接口实现多线程
public class TestThread2 implements Runnable {//自定义类实现Runnable接口；
//run()方法里是线程体；
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
public static void main(String[] args) {
//创建线程对象，把实现了Runnable接口的对象作为参数传入；
Thread thread1 = new Thread(new TestThread2());
thread1.start();//启动线程；
Thread thread2 = new Thread(new TestThread2());
thread2.start();
}
}
执行结果与示例11-1运行效果图(图11-3)类似。
静态代理设计模式
我们使用实现runnable接口重写run方法启动线程时，必须借用Thread对象，这个对象就是代理对象
StaticProxy.java
package com.sxt.thread;
/**
* 静态代理
* 公共接口:
* 1、真实角色
* 2、代理角色
* 真实角色和代理对象 都先实现了结婚接口
*
*/
public class StaticProxy {
public static void main(String[] args) {
new WeddingCompany(new You()).happyMarry();
//new Thread(线程对象).start();
}
}
interface Marry{
void happyMarry();
}
//真实角色
class You implements Marry{
@Override
public void happyMarry() {
System.out.println("you and 嫦娥终于奔月了....");
}
}
//代理角色
class WeddingCompany implements Marry{//代理不结婚
//真实角色
private Marry target;
public WeddingCompany(Marry target) {
this.target = target;
}
@Override
public void happyMarry() {
ready();
this.target.happyMarry();
after();
}
private void ready() {
System.out.println("布置猪窝。。。。");
}
private void after() {
System.out.println("闹玉兔。。。。");
}
}
代理模式以后用来记日志用的
推导lamda简化线程
用的线程比较少，只关注于线程体
LambdaThread.java
package com.sxt.thread;
/**
* Lambda表达式 简化线程(用一次)的使用
*
*/
public class LambdaThread {
//1静态内部类，随着外部类的加载而加载
static class Test implements Runnable{
public void run() {
for(int i=0;i<20;i++) {
System.out.println("一边听歌");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
//new Thread(new Test()).start(); 静态内部类的使用
//2局部内部类，把类丢到方法内部来
class Test2 implements Runnable{
public void run() {
for(int i=0;i<20;i++) {
System.out.println("一边听歌");
}
}
}
new Thread(new Test2()).start();//局部内部类的使用
//3匿名内部类 必须借助接口或者父类
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
for(int i=0;i<20;i++) {
System.out.println("一边听歌");
}
}
}).start();
//4jdk8 简化 lambda表达式 只需要关注线程体，删掉了接口名删掉了方法名，只需要关注你传什么参数，实现什么方法
new Thread(()-> {
for(int i=0;i<20;i++) {
System.out.println("一边听歌");
}
}
).start();
}
}
LambdaTest01.java
package com.sxt.thread;
/**
* lambda推导，没有参数，没有返回值
*
*
*/
public class LambdaTest01 {
//2静态内部类
static class Like2 implements ILike{
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda2 ");
}
}
public static void main(String[] args) {
ILike like = new Like();
like.lambda();//外部类的使用
like = new Like2();
like.lambda();//内部类的使用
//3方法内部类
class Like3 implements ILike{
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda3 ");
}
}
like = new Like3();
like.lambda();//方法内部类的使用
//4匿名内部类
like = new ILike() {
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda4 ");
}
};
like.lambda();//匿名内部类的使用
//5lambda
like = ()-> {
System.out.println("i like lambda5 ");
};
like.lambda();
/*
*lambda推导必须存在类型，以上是like
()-> {
System.out.println("i like lambda5 ");
}.lambda();//这样不对
*/
}
}
interface ILike{
void lambda();
}
//1外部类
class Like implements ILike{
@Override
public void lambda() {
System.out.println("i like lambda ");
}
}
LambdaTest02.java
package com.sxt.thread;
/**
* lambda推导 +参数
*
*
*/
public class LambdaTest02 {
public static void main(String[] args) {
ILove love =(int a) -> {//只要把方法 拷贝过来，不需要方法名
System.out.println("i like lambda -->"+a);
};
love.lambda(100);
//简化
love =(a) -> {//类型也可以拿掉
System.out.println("i like lambda -->"+a);
};
love.lambda(50);
love =a -> {//括号也省略
System.out.println("i like lambda -->"+a);
};
love.lambda(5);
love =a ->System.out.println("i like lambda -->"+a);//只有一行代码，花括号也省略
love.lambda(0);
}
}
interface ILove{
void lambda(int a);
}
//外部类
class Love implements ILove{
@Override
public void lambda(int a) {
System.out.println("i like lambda -->"+a);
}
}
LambdaTest03.java
package com.sxt.thread;
/**
* lambda推导 +参数+返回值
*
*/
public class LambdaTest03 {
public static void main(String[] args) {
IInterest interest = (int a,int c)-> {
System.out.println("i like lambda -->"+(a+c));
return a+c;
};
interest.lambda(100,200);
interest = (a,c)-> {//去掉类型，多个参数括号不能省略
System.out.println("i like lambda -->"+(a+c));
return a+c;
};
interest.lambda(200,200);
interest = (a,c)-> {//假设只有一行代码
return a+c;
};
interest = (a,c)-> a+c;//那么可以省掉
interest = (a,c)-> 100;//相当于返回值是100
System.out.println(interest.lambda(10, 20));
}
}
interface IInterest{
int lambda(int a,int b);
}
//外部类
class Interest implements IInterest{
@Override
public int lambda(int a,int c) {
System.out.println("i like lambda -->"+(a+c));
return a+c;
}
}
LambdaTest04.java
package com.sxt.thread;
/**
* lambda推导
*
*/
public class LambdaTest04 {
public static void main(String[] args) {
new Thread(()->{
for(int i=0;i<100;i++) {
System.out.println("一边学习lambda");
}
}) .start();
new Thread(()-> System.out.println("一边学习奔溃")) .start();
}
}
11.3线程状态
11.3.1 线程状态
入选
安排入场
带球奔跑
摔倒了 起来后不是马上就去带球奔跑，而是从进场状态开始
替换下场 死亡状态后不能再重新开始
new 线程有了自己的工作空间，一个工作空间针对一个线程
start就绪状态具备了运行条件，还没有分配到CPU
（有四种方法可以进入就绪状态1start()2解除3yield()中断一下4jvm切换）
运行状态 系统选定才能获得CPU 只有从就绪到这里
阻塞
（有四种方法可以进入阻塞状态1sleep()2wait()3join()插队4read()write()）
死亡 1正常终止2线程被强制终止stop() destory()
一个线程对象在它的生命周期内，需要经历5个状态。
▪ 新生状态(New)
用new关键字建立一个线程对象后，该线程对象就处于新生状态。处于新生状态的线程有自己的内存空间，通过调用start方法进入就绪状态。
▪ 就绪状态(Runnable)
处于就绪状态的线程已经具备了运行条件，但是还没有被分配到CPU，处于“线程就绪队列”，等待系统为其分配CPU。就绪状态并不是执行状态，当系统选定一个等待执行的Thread对象后，它就会进入执行状态。一旦获得CPU，线程就进入运行状态并自动调用自己的run方法。有4中原因会导致线程进入就绪状态：
1.新建线程：调用**start()方法，进入就绪状态;
2.阻塞线程：阻塞解除，进入就绪状态;
3. 运行线程：调用yield()方法，直接进入就绪状态;
4. 运行线程：JVM将CPU资源从本线程切换到其他线程。
▪ 运行状态(Running)
在运行状态的线程执行自己run方法中的代码，直到调用其他方法而终止或等待某资源而阻塞或完成任务而死亡。如果在给定的时间片内没有执行结束，就会被系统给换下来回到就绪状态。也可能由于某些“导致阻塞的事件”而进入阻塞状态。
▪ 阻塞状态(Blocked)
阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生(如某资源就绪)。有4种原因会导致阻塞：
1.执行sleep(int millsecond)方法，使当前线程休眠，进入阻塞状态。当指定的时间到了后，线程进入就绪状态。
2.执行wait()方法，使当前线程进入阻塞状态。当使用nofity()**方法唤醒这个线程后，它进入就绪状态。
3.线程运行时，某个操作进入阻塞状态，比如执行IO流操作(**read()/write()**方法本身就是阻塞的方法)。只有当引起该操作阻塞的原因消失后，线程进入就绪状态。
4. **join()线程联合: 当某个线程等待另一个线程执行结束后，才能继续执行时，使用join()方法。
▪ 死亡状态(Terminated)
死亡状态是线程生命周期中的最后一个阶段。线程死亡的原因有两个。一个是正常运行的线程完成了它run()方法内的全部工作; 另一个是线程被强制终止，如通过执行stop()或destroy()**方法来终止一个线程(注：stop()/destroy()方法已经被JDK废弃，不推荐使用)。
当一个线程进入死亡状态以后，就不能再回到其它状态了。
11.3.2 终止线程的典型方式
study线程，用方法来控制标识来停止
终止线程我们一般不使用JDK提供的stop()/destroy()方法(它们本身也被JDK废弃了)。通常的做法是提供一个boolean型的终止变量，当这个变量置为false，则终止线程的运行。
【示例11-3】终止线程的典型方法(重要)
public class TestThreadCiycle implements Runnable {
String name;
boolean live = true;// 标记变量，表示线程是否可中止；
public TestThreadCiycle(String name) {
super();
this.name = name;
}
public void run() {
int i = 0;
//当live的值是true时，继续线程体；false则结束循环，继而终止线程体；
while (live) {
System.out.println(name + (i++));
}
}
public void terminate() {
live = false;
}
public static void main(String[] args) {
TestThreadCiycle ttc = new TestThreadCiycle("线程A:");
Thread t1 = new Thread(ttc);// 新生状态
t1.start();// 就绪状态
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("主线程" + i);
}
ttc.terminate();
System.out.println("ttc stop!");
}
}
执行结果如图11-5所示：
11.3.3 暂停线程执行sleep/礼让yield
5.阻塞
这个休息的特点是抱着锁睡觉，站在马路中间谁都过不去
例2：龟兔赛跑 sleep()模拟休息
sleep()方法与对象没关系，谁执行这个线程体，谁就去执行sleep()操作
例3：实现倒计时
每隔一秒来一次
例4：
死循环不停
10s就停了
礼让yield()
可能礼让成功，也可能又重回来调用自己了
例6：用lamda
有时候礼让成功，有时候礼让不成功
暂停线程执行常用的方法有sleep()和yield()方法，这两个方法的区别是：
1.sleep()方法：可以让正在运行的线程进入阻塞状态，直到休眠时间满了，进入就绪状态。
2.yield()方法：可以让正在运行的线程直接进入就绪状态，让出CPU的使用权。
【示例11-4】暂停线程的方法-sleep()
public class TestThreadState {
public static void main(String[] args) {
StateThread thread1 = new StateThread();
thread1.start();
StateThread thread2 = new StateThread();
thread2.start();
}
}
//使用继承方式实现多线程
class StateThread extends Thread {
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(this.getName() + ":" + i);
try {
Thread.sleep(2000);//调用线程的sleep()方法；
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
执行结果如图11-6所示(注：以下图示只是部分结果，运行时可以感受到每条结果输出之前的延迟，是Thread.sleep(2000)语句在起作用)：
【示例11-5】暂停线程的方法-yield()
public class TestThreadState {
public static void main(String[] args) {
StateThread thread1 = new StateThread();
thread1.start();
StateThread thread2 = new StateThread();
thread2.start();
}
}
//使用继承方式实现多线程
class StateThread extends Thread {
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(this.getName() + ":" + i);
Thread.yield();//调用线程的yield()方法；
}
}
}
执行结果如图11-7所示(注：以下图示只是部分结果，可以引起线程切换，但运行时没有明显延迟)：
11.3.4 线程的联合join()
插队线程，合并线程。一个车插到别的车前面，别的车就得等插队车走后才能走，并且别的车进入阻塞状态。
例子：
这样是错误的
因为线程启动后各走各的，不能等到烟回来
儿子线程执行完，老爸线程才能执行
join()写在谁的run方法体中就阻塞谁，谁去调用join()谁就去插队。
线程A在运行期间，可以调用线程B的join()方法，让线程B和线程A联合。这样，线程A就必须等待线程B执行完毕后，才能继续执行。如下面示例中，“爸爸线程”要抽烟，于是联合了“儿子线程”去买烟，必须等待“儿子线程”买烟完毕，“爸爸线程”才能继续抽烟。
【示例11-6】线程的联合-join()
public class TestThreadState {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("爸爸和儿子买烟故事");
Thread father = new Thread(new FatherThread());
father.start();
}
}
class FatherThread implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("爸爸想抽烟，发现烟抽完了");
System.out.println("爸爸让儿子去买包红塔山");
Thread son = new Thread(new SonThread());
son.start();
System.out.println("爸爸等儿子买烟回来");
try {
son.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("爸爸出门去找儿子跑哪去了");
// 结束JVM。如果是0则表示正常结束；如果是非0则表示非正常结束
System.exit(1);
}
System.out.println("爸爸高兴的接过烟开始抽，并把零钱给了儿子");
}
}
class SonThread implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("儿子出门去买烟");
System.out.println("儿子买烟需要10分钟");
try {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
System.out.println("第" + i + "分钟");
Thread.sleep(1000);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("儿子买烟回来了");
}
}
执行结果如图11-8所示：
深度观察状态
进入就绪状态1.start()2.阻塞解除3.yield()4JVM
进入运行状态是CPU控制的
阻塞1.sleep()2.wait()
死亡terminate
11.4线程优先级
11.4.1 获取线程基本信息的方法
【示例11-7】线程的常用方法一
public class TestThread {
public static void main(String[] argc) throws Exception {
Runnable r = new MyThread();
Thread t = new Thread(r, "Name test");//定义线程对象，并传入参数；
t.start();//启动线程；
System.out.println("name is: " + t.getName());//输出线程名称；
Thread.currentThread().sleep(5000);//线程暂停5分钟；
System.out.println(t.isAlive());//判断线程还在运行吗？
System.out.println("over!");
}
}
class MyThread implements Runnable {
//线程体；
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++)
System.out.println(i);
}
}
执行结果如图11-9所示：
11.4.2 线程的优先级
1.处于就绪状态的线程，会进入“就绪队列”等待JVM来挑选。
2.线程的优先级用数字表示，范围从1到10，一个线程的缺省优先级是5。
3.使用下列方法获得或设置线程对象的优先级。
int getPriority();
void setPriority(int newPriority);
注意：优先级低只是意味着获得调度的概率低。并不是绝对先调用优先级高的线程后调用优先级低的线程。
【示例11-8】线程的常用方法二
public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(new MyThread(), "t1");
Thread t2 = new Thread(new MyThread(), "t2");
t1.setPriority(1);
t2.setPriority(10);
t1.start();
t2.start();
}
}
class MyThread extends Thread {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
}
}
}
执行结果如图11-10所示：
守护线程
11.5 线程同步
三大经典案例
synchronized
UnsafeTest01.java
package com.sxt.syn;
/**
* 线程不安全: 数据有负数、相同
*
*/
public class UnsafeTest01 {
public static void main(String[] args) {
//一份资源
UnsafeWeb12306 web =new UnsafeWeb12306();
//多个代理
new Thread(web,"码畜").start();
new Thread(web,"码农").start();
new Thread(web,"码蟥").start();;
}
}
class UnsafeWeb12306 implements Runnable{
//票数
private int ticketNums =10;
private boolean flag = true;
@Override
public void run() {
while(flag) {
test();
}
}
public void test() {
if(ticketNums<0) {
flag = false;
return ;
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+ticketNums--);
}
}
多个代理同时去访问
有负数的情况、有相同的情况
分析：负数：临界值没有控制 相同的值：拷贝10的时候已经都拿到自己的工作台
Account.java
package com.sxt.syn;
class Account{
int money; //金额
String name; //名称
public Account(int money, String name) {
this.money = money;
this.name = name;
}
}
UnsafeTest02.java
package com.sxt.syn;
/**
* 线程不安全：取钱
*/
public class UnsafeTest02 {
public static void main(String[] args) {
//账户
Account account =new Account(100,"结婚礼金");
Drawing you = new Drawing(account,80,"可悲的你");
Drawing wife = new Drawing(account,90,"happy的她");
you.start();
wife.start();
}
}
//模拟取款
class Drawing extends Thread{
Account account ; //取钱的账户
int drawingMoney ;//取的钱数
int packetTotal ; //口袋的总数
public Drawing(Account account, int drawingMoney,String name) {
super(name);
this.account = account;
this.drawingMoney = drawingMoney;
}
@Override
public void run() {
if(account.money -drawingMoney<0) {
return;
}
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
account.money -=drawingMoney;
packetTotal +=drawingMoney;
System.out.println(this.getName()+"-->账户余额为:"+account.money);
System.out.println(this.getName()+"-->口袋的钱为:"+packetTotal);
}
}
UnsafeTest03。java
package com.sxt.syn;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 线程不安全：操作容器
*/
public class UnsafeTest03 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List list = new ArrayList();
for(int i=0;i<10000;i++) {
new Thread(()->{
list.add(Thread.currentThread().getName());
}) .start();
}
System.out.println(list.size());
}
}
同步的两个条件：队列与锁
保证线程安全：排队，根据算法决定谁先用谁后用。怎么知道谁在用，卡，锁。
每个对象都有一个排它锁
synchronized方法
目标对，效率高
SynTest01.java
package com.sxt.syn;
/**
* 线程安全: 在并发时保证数据的正确性、效率尽可能高
* synchronized
* 1、同步方法
* 2、同步块
*/
public class SynTest01 {
public static void main(String[] args) {
//一份资源
SafeWeb12306 web =new SafeWeb12306();
//多个代理
new Thread(web,"码畜").start();
new Thread(web,"码农").start();
new Thread(web,"码蟥").start();;
}
}
class SafeWeb12306 implements Runnable{
//票数
private int ticketNums =10;
private boolean flag = true;
@Override
public void run() {
while(flag) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
test();
}
}
//线程安全 同步
public synchronized void test() {//B线程进来了，此时
if(ticketNums<=0) {
flag = false;
return ;
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+ticketNums--);
}
}
一个一个蹦出来的，有队列
synchronized操作了什么，锁了对象的资源、而不是锁方法
SynTest02.java
package com.sxt.syn;
/**
* 线程安全: 在并发时保证数据的正确性、效率尽可能高
* synchronized
* 1、同步方法
* 2、同步块
*/
public class SynTest02 {
public static void main(String[] args) {
//账户
Account account =new Account(100,"结婚礼金");
SafeDrawing you = new SafeDrawing(account,80,"可悲的你");
SafeDrawing wife = new SafeDrawing(account,90,"happy的她");
you.start();
wife.start();
}
}
//模拟取款
class SafeDrawing extends Thread{
Account account ; //取钱的账户
int drawingMoney ;//取的钱数
int packetTotal ; //口袋的总数
public SafeDrawing(Account account, int drawingMoney,String name) {
super(name);
this.account = account;
this.drawingMoney = drawingMoney;
}
@Override
public void run() {
test();
}
//目标不对锁定失败 这里不是锁this 应该锁定 account
public synchronized void test() {
if(account.money -drawingMoney<0) {
return;
}
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
account.money -=drawingMoney;
packetTotal +=drawingMoney;
System.out.println(this.getName()+"-->账户余额为:"+account.money);
System.out.println(this.getName()+"-->口袋的钱为:"+packetTotal);
}
}
synchronized锁的是账户而不是提款机
以上代码失败，执行结果还是有负数
synchronized块
方法里面的块：局部块
构造块：对象的信息
静态块：类的信息
同步块：
SynBlockTest01.java
package com.sxt.syn;
/**
* 线程安全: 在并发时保证数据的正确性、效率尽可能高
* synchronized
* 1、同步方法
* 2、同步块 ,目标更明确
*/
public class SynBlockTest01 {
public static void main(String[] args) {
//账户
Account account =new Account(1000,"结婚礼金");
SynDrawing you = new SynDrawing(account,80,"可悲的你");
SynDrawing wife = new SynDrawing(account,90,"happy的她");
you.start();
wife.start();
}
}
//模拟取款 线程安全
class SynDrawing extends Thread{
Account account ; //取钱的账户
int drawingMoney ;//取的钱数
int packetTotal ; //口袋的总数
public SynDrawing(Account account, int drawingMoney,String name) {
super(name);
this.account = account;
this.drawingMoney = drawingMoney;
}
@Override
public void run() {
test() ;
}
//目标锁定account
public void test() {
//提高性能
if(account.money<=0) {//都没有房间了，还要问有没有房间的钥匙么，就不需要了
return ;
}
//同步块
synchronized(account) {
if(account.money -drawingMoney<0) {
return;
}
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
account.money -=drawingMoney;
packetTotal +=drawingMoney;
System.out.println(this.getName()+"-->账户余额为:"+account.money);
System.out.println(this.getName()+"-->口袋的钱为:"+packetTotal);
}
}
}
account对象看有没有锁，有的话就阻塞
什么时候释放：所有操作都执行完
把金额调大了，只要金额够，你就能拿到
SynBlockTest02.java
package com.sxt.syn;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 线程安全：操作容器
*/
public class SynBlockTest02 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List list = new ArrayList();
for(int i=0;i<10000;i++) {
new Thread(()->{
//同步块
synchronized(list) {//添加的时候保证list是拿到锁的
list.add(Thread.currentThread().getName());
}
}) .start();
}
Thread.sleep(10000);
System.out.println(list.size());
}
}
同步性能分析
SynBlockTest03.java
package com.sxt.syn;
/**
* 线程安全: 在并发时保证数据的正确性、效率尽可能高
* synchronized
* 1、同步方法
* 2、同步块
*/
public class SynBlockTest03 {
public static void main(String[] args) {
//一份资源
SynWeb12306 web =new SynWeb12306();
//多个代理
new Thread(web,"码畜").start();
new Thread(web,"码农").start();
new Thread(web,"码蟥").start();;
}
}
class SynWeb12306 implements Runnable{
//票数
private int ticketNums =10;
private boolean flag = true;
@Override
public void run() {
while(flag) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
test5();
}
}
//线程安全:尽可能锁定合理的范围(不是指代码 指数据的完整性)
//double checking
public void test5() {
if(ticketNums<=0) {//考虑的是没有票的情况
flag = false;
return ;
}
synchronized(this) {
if(ticketNums<=0) {//考虑最后的1张票
flag = false;
return ;
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+ticketNums--);
}
}
//线程不安全 范围太小锁不住
public void test4() {
synchronized(this) {
if(ticketNums<=0) {
flag = false;
return ;
}
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+ticketNums--);
}
//线程不安全 ticketNums对象在变
public void test3() {
synchronized((Integer)ticketNums) {//没锁对
if(ticketNums<=0) {
flag = false;
return ;
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+ticketNums--);
}
}
//线程安全 范围太大 -->效率低下
public void test2() {
synchronized(this) {//ticketNums、flag两
if(ticketNums<=0) {
flag = false;
return ;
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+ticketNums--);
}
}
//线程安全 同步
public synchronized void test1() {
if(ticketNums<=0) {
flag = false;
return ;
}
//模拟延时
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+ticketNums--);
}
}
快乐影院
HappyCinema.java
package com.sxt.syn;
/**
* 快乐影院
*/
public class HappyCinema {
public static void main(String[] args) {
Cinema c = new Cinema(2,"happy sxt");
new Thread(new Customer(c,2),"老高").start();
new Thread(new Customer(c,1),"老裴").start();
}
}
//顾客
class Customer implements Runnable{
Cinema cinema;//去哪里看电影
int seats; //几个位置
public Customer(Cinema cinema, int seats) {
this.cinema = cinema;
this.seats = seats;
}
@Override
public void run() {
synchronized(cinema) {//锁影院
boolean flag = cinema.bookTickets(seats);
if(flag) {
System.out.println("出票成功"+Thread.currentThread().getName()+"-<位置为:"+seats);
}else {
System.out.println("出票失败"+Thread.currentThread().getName()+"-<位置不够");
}
}
}
}
//影院
class Cinema{
int available; //可用的位置
String name; //名称
public Cinema(int available, String name) {
this.available = available;
this.name = name;
}
//购票
public boolean bookTickets(int seats) {
System.out.println("可用位置为:"+available);
if(seats>available) {
return false;
}
available -=seats;
return true;
}
}
票数20没加同步代码块之前
票数20，加了之后
票数2，加了之后
还要加上选位置功能，加上容器
HappyCinema2java
package com.sxt.syn;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 快乐影院
*
* @author 裴新 QQ:3401997271
*
*/
public class HappyCinema2 {
public static void main(String[] args) {
//可用位置
List available =new ArrayList();
available.add(1);
available.add(2);
available.add(3);
available.add(6);
available.add(7);
//顾客需要的位置
List seats1 =new ArrayList();
seats1.add(1);
seats1.add(2);
List seats2 =new ArrayList();
seats2.add(4);
seats2.add(5);
seats2.add(6);
SxtCinema c = new SxtCinema(available,"happy sxt");
new Thread(new HappyCustomer(c,seats1),"老高").start();
new Thread(new HappyCustomer(c,seats2),"老裴").start();
}
}
//顾客
class HappyCustomer implements Runnable{
SxtCinema cinema;
List seats;
public HappyCustomer(SxtCinema cinema, List seats) {
this.cinema = cinema;
this.seats = seats;
}
@Override
public void run() {
synchronized(cinema) {
boolean flag = cinema.bookTickets(seats);
if(flag) {
System.out.println("出票成功"+Thread.currentThread().getName()+"-<位置为:"+seats);
}else {
System.out.println("出票失败"+Thread.currentThread().getName()+"-<位置不够");
}
}
}
}
//影院
class SxtCinema{
List available; //可用的位置
String name; //名称
public SxtCinema(List available, String name) {
this.available = available;
this.name = name;
}
//购票
public boolean bookTickets(List seats) {//传具体的位置
System.out.println("欢迎光临"+this.name+"，当前可用位置为:"+available);
List copy = new ArrayList();
copy.addAll(available);
//相减
copy.removeAll(seats);
//判断大小
if(available.size()-copy.size() !=seats.size()) {
return false;
}
//成功
available = copy;
return true;
}
}
快乐火车票
以上都是使用同步块，以下使用同步方法
Happy12306.java
package com.sxt.syn;
/**
* 快乐火车票
*
* @author 裴新 QQ:3401997271
*
*/
public class Happy12306 {
public static void main(String[] args) {
Web12306 c = new Web12306(4,"happy sxt");
new Passenger(c,"老高",2).start();
new Passenger(c,"老裴",1).start();
}
}
//顾客
class Passenger extends Thread{//Passenger 是代理
int seats;
public Passenger(Runnable target,String name,int seats) {
super(target,name);
this.seats = seats;
}
}
//火车票网
class Web12306 implements Runnable{
int available; //可用的位置
String name; //名称
public Web12306(int available, String name) {
this.available = available;
this.name = name;
}
public void run() {
Passenger p = (Passenger)Thread.currentThread();//当前线程是顾客
boolean flag = this.bookTickets(p.seats);
if(flag) {
System.out.println("出票成功"+Thread.currentThread().getName()+"-<位置为:"+p.seats);
}else {
System.out.println("出票失败"+Thread.currentThread().getName()+"-<位置不够");
}
}
//购票
public synchronized boolean bookTickets(int seats) {
System.out.println("可用位置为:"+available);
if(seats>available) {
return false;
}
available -=seats;
return true;
}
}
要使用同步方法只能写在12306里面，写完之后怎么和乘客打交道
乘客我们让他继承Thread，直接作为代理，子类中加线程变量，把父类的构造器延续下来，同时加入了自己的线程变量
用的时候我们要知道是哪个
并发容器
锁定了list
list有对应的并发容器，自己进行锁定，就不需要我们来
SynContainer.java
package com.sxt.syn;
import java.util.ArrayList;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import java.util.List;
/**
* 线程安全：操作并发容器
*/
public class SynContainer {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
CopyOnWriteArrayList list = new CopyOnWriteArrayList();
for(int i=0;i<10000;i++) {
new Thread(()->{
list.add(Thread.currentThread().getName());
}) .start();
}
Thread.sleep(10000);
System.out.println(list.size());
}
}
死锁_产生与解决
DeadLock.java
package com.sxt.syn;
/**
* 死锁: 过多的同步可能造成相互不释放资源
* 从而相互等待，一般发生于同步中持有多个对象的锁
*
* 避免: 不要在同一个代码块中，同时持有多个对象的锁
*
*/
public class DeadLock {
public static void main(String[] args) {
Markup g1 = new Markup(1,"张柏芝");
Markup g2 = new Markup(0,"王菲");
g1.start();
g2.start();
}
}
//口红
class Lipstick{
}
//镜子
class Mirror{
}
//化妆
class Markup extends Thread{
static Lipstick lipstick = new Lipstick();//来一个口红一面镜子
static Mirror mirror = new Mirror();
//选择
int choice;
//名字
String girl;
public Markup(int choice,String girl) {
this.choice = choice;
this.girl = girl;
}
@Override
public void run() {
//化妆
markup();
}
//相互持有对方的对象锁-->可能造成死锁
private void markup() {
if(choice==0) {
synchronized(lipstick) { //获得口红的锁
System.out.println(this.girl+"涂口红");
//1秒后想拥有镜子的锁
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
/*
synchronized(mirror) {
System.out.println(this.girl+"照镜子");
}*/
}
synchronized(mirror) {
System.out.println(this.girl+"照镜子");
}
}else {
synchronized(mirror) { //获得镜子的锁
System.out.println(this.girl+"照镜子");
//2秒后想拥有口红的锁
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
/*
synchronized(lipstick) {
System.out.println(this.girl+"涂口红");
} */
}
synchronized(lipstick) {
System.out.println(this.girl+"涂口红");
}
}
}
}
注释的那种情况：造成了死锁
解决方式：后一种 往外挪一下，不要锁套锁
11.5.1 什么是线程同步
▪ 同步问题的提出
现实生活中，我们会遇到“同一个资源，多个人都想使用”的问题。 比如：教室里，只有一台电脑，多个人都想使用。天然的解决办法就是，在电脑旁边，大家排队。前一人使用完后，后一人再使用。
▪ 线程同步的概念
处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象。 这时候，我们就需要用到“线程同步”。 线程同步其实就是一种等待机制， 这个对象的等待池形成队列，等待前面的线程使用完毕后，下一个线程再使用。
【示例11-9】多线程操作同一个对象(未使用线程同步)
public class TestSync {
public static void main(String[] args) {
Account a1 = new Account(100, “高”);
Drawing draw1 = new Drawing(80, a1);// 定义取钱线程对象；
Drawing draw2 = new Drawing(80, a1);// 定义取钱线程对象；
draw1.start(); // 你取钱
draw2.start(); // 你老婆取钱
}
}
/*
-
简单表示银行账户
*/
class Account {
int money;
String aname;public Account(int money, String aname) {
super();
this.money = money;
this.aname = aname;
}
}
/** -
模拟提款操作
*/
class Drawing extends Thread {
int drawingNum; // 取多少钱
Account account; // 要取钱的账户
int expenseTotal; // 总共取的钱数public Drawing(int drawingNum, Account account) {
super();
this.drawingNum = drawingNum;
this.account = account;
}@Override
public void run() {
if (account.money - drawingNum < 0) {
return;
}
try {
Thread.sleep(1000); // 判断完后阻塞。其他线程开始运行。
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
account.money -= drawingNum;
expenseTotal += drawingNum;
System.out.println(this.getName() + “–账户余额：” + account.money);
System.out.println(this.getName() + “–总共取了：” + expenseTotal);
}
}
执行结果如图11-11所示：
没有线程同步机制，两个线程同时操作同一个账户对象，竟然从只有100元的账户，轻松取出80*2=160元，账户余额竟然成为了-60。这么大的问题，显然银行不会答应的。
11.5.2 实现线程同步
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，也带来了访问冲突的问题。Java语言提供了专门机制以解决这种冲突，有效避免了同一个数据对象被多个线程同时访问造成的这种问题。
由于我们可以通过 private 关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需针对方法提出一套机制，这套机制就是synchronized关键字，它包括两种用法：synchronized 方法和 synchronized 块。
▪ synchronized 方法
通过在方法声明中加入 synchronized关键字来声明，语法如下：
public synchronized void accessVal(int newVal);
synchronized 方法控制对“对象的类成员变量”的访问：每个对象对应一把锁，每个 synchronized 方法都必须获得调用该方法的对象的锁方能执行，否则所属线程阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行状态。
▪ synchronized块
synchronized 方法的缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率。
Java 为我们提供了更好的解决办法，那就是 synchronized 块。 块可以让我们精确地控制到具体的“成员变量”，缩小同步的范围，提高效率。
synchronized 块：通过 synchronized关键字来声明synchronized 块，语法如下：
synchronized(syncObject)
{
//允许访问控制的代码
}
【示例11-10】多线程操作同一个对象(使用线程同步)
public class TestSync {
public static void main(String[] args) {
Account a1 = new Account(100, “高”);
Drawing draw1 = new Drawing(80, a1);
Drawing draw2 = new Drawing(80, a1);
draw1.start(); // 你取钱
draw2.start(); // 你老婆取钱
}
}
/*
- 简单表示银行账户
/
class Account {
int money;
String aname;
public Account(int money, String aname) {
super();
this.money = money;
this.aname = aname;
}
}
/* - 模拟提款操作
- @author Administrator
*/
class Drawing extends Thread {
int drawingNum; // 取多少钱
Account account; // 要取钱的账户
int expenseTotal; // 总共取的钱数
public Drawing(int drawingNum, Account account) {
super();
this.drawingNum = drawingNum;
this.account = account;
}
@Override
public void run() {
draw();
}
void draw() {
synchronized (account) {
if (account.money - drawingNum < 0) {
System.out.println(this.getName() + "取款，余额不足！");
return;
}
try {
Thread.sleep(1000); // 判断完后阻塞。其他线程开始运行。
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
account.money -= drawingNum;
expenseTotal += drawingNum;
}
System.out.println(this.getName() + "--账户余额：" + account.money);
System.out.println(this.getName() + "--总共取了：" + expenseTotal);
}
}
执行结果如图11-12和图11-13所示：
“synchronized (account)” 意味着线程需要获得account对象的“锁”才有资格运行同步块中的代码。 Account对象的“锁”也称为“互斥锁”，在同一时刻只能被一个线程使用。A线程拥有锁，则可以调用“同步块”中的代码;B线程没有锁，则进入account对象的“锁池队列”等待，直到A线程使用完毕释放了account对象的锁，B线程得到锁才可以开始调用“同步块”中的代码。
11.5.3 死锁及解决方案
死锁的概念
“死锁”指的是：
多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能进行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形。
因此， 某一个同步块需要同时拥有“两个以上对象的锁”时，就可能会发生“死锁”的问题。下面案例中，“化妆线程”需要同时拥有“镜子对象”、“口红对象”才能运行同步块。那么，实际运行时，“小丫的化妆线程”拥有了“镜子对象”，“大丫的化妆线程”拥有了“口红对象”，都在互相等待对方释放资源，才能化妆。这样，两个线程就形成了互相等待，无法继续运行的“死锁状态”。
【示例11-11】死锁问题演示
class Lipstick {//口红类
}
class Mirror {//镜子类
}
class Makeup extends Thread {//化妆类继承了Thread类
int flag;
String girl;
static Lipstick lipstick = new Lipstick();
static Mirror mirror = new Mirror();
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
doMakeup();
}
void doMakeup() {
if (flag == 0) {
synchronized (lipstick) {//需要得到口红的“锁”；
System.out.println(girl + "拿着口红！");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (mirror) {//需要得到镜子的“锁”；
System.out.println(girl + "拿着镜子！");
}
}
} else {
synchronized (mirror) {
System.out.println(girl + "拿着镜子！");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (lipstick) {
System.out.println(girl + "拿着口红！");
}
}
}
}
}
public class TestDeadLock {
public static void main(String[] args) {
Makeup m1 = new Makeup();//大丫的化妆线程；
m1.girl = "大丫";
m1.flag = 0;
Makeup m2 = new Makeup();//小丫的化妆线程；
m2.girl = "小丫";
m2.flag = 1;
m1.start();
m2.start();
}
}
执行结果如图11-14所示(两线程都在等对方的资源，都处于停滞状态)：
死锁的解决方法
死锁是由于“同步块需要同时持有多个对象锁造成”的，要解决这个问题，思路很简单，就是：同一个代码块，不要同时持有两个对象锁。 如上面的死锁案例，修改成示例10-11所示。
【示例11-12】死锁问题的解决
class Lipstick {//口红类
}
class Mirror {//镜子类
}
class Makeup extends Thread {//化妆类继承了Thread类
int flag;
String girl;
static Lipstick lipstick = new Lipstick();
static Mirror mirror = new Mirror();
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
doMakeup();
}
void doMakeup() {
if (flag == 0) {
synchronized (lipstick) {
System.out.println(girl + "拿着口红！");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
synchronized (mirror) {
System.out.println(girl + "拿着镜子！");
}
} else {
synchronized (mirror) {
System.out.println(girl + "拿着镜子！");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
synchronized (lipstick) {
System.out.println(girl + "拿着口红！");
}
}
}
}
public class TestDeadLock {
public static void main(String[] args) {
Makeup m1 = new Makeup();// 大丫的化妆线程；
m1.girl = "大丫";
m1.flag = 0;
Makeup m2 = new Makeup();// 小丫的化妆线程；
m2.girl = "小丫";
m2.flag = 1;
m1.start();
m2.start();
}
}
执行结果如图11-15和图11-16所示(两线程都可以得到需要的资源，程序正常运行结束)：
11.6 线程并发协作(生产者/消费者模式)
生产者/消费者模式
线程与线程之间如何通信 ？
设计模式是指：类与类之间的组织方式
并发的模式：生产者消费者模型
阿里：应用层 服务层 数据层
服务层与应用层之间进行解耦
服务层：用户中心 商户中心 交易中心
应用层：用户界面
消息队列
管程法
生产者：多线程
缓冲区：容器 并发
存：不够
取：空
消费者：多线程
比如：我们要操作馒头
CoTest01.java
package com.sxt.cooperation;
/**
* 协作模型:生产者消费者实现方式一:管程法
* 借助缓冲区
*/
public class CoTest01 {
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;
}
public void run() {
//生产
for(int i=0;i<100;i++) {
System.out.println("生产-->"+i+"个馒头");
container.push(new Steamedbun(i) );
}
}
}
//消费者
class Consumer extends Thread{
SynContainer container ;
public Consumer(SynContainer container) {
this.container = container;
}
public void run() {
//消费
for(int i=0;i<100;i++) {
System.out.println("消费-->"+container.pop().id+"个馒头");
}
}
}
//缓冲区
class SynContainer{
Steamedbun[] buns = new Steamedbun[10]; //存储容器
int count = 0; //计数器
//存储 生产
public synchronized void push(Steamedbun bun) {
//何时能生产 容器存在空间
//不能生产 只有等待
if(count == buns.length) {
try {
this.wait(); //线程阻塞 消费者通知生产解除
} catch (InterruptedException e) {
}
}
//存在空间 可以生产
buns[count] = bun;
count++;
//存在数据了，可以通知消费了
this.notifyAll();
}
//获取 消费
public synchronized Steamedbun pop() {
//何时消费 容器中是否存在数据
//没有数据 只有等待
if(count == 0) {
try {
this.wait(); //线程阻塞 生产者通知消费解除
} catch (InterruptedException e) {
}
}
//存在数据可以消费
count --;//从最后一个拿
Steamedbun bun = buns[count] ;
this.notifyAll(); //存在空间了，可以唤醒对方生产了。所有的阻塞都被唤醒
return bun;
}
}
//馒头
class Steamedbun{
int id;
public Steamedbun(int id) {
this.id = id;
}
}
根据容器进行交流的
信号灯法
CoTest02.java
package com.sxt.cooperation;
/**
* 协作模型:生产者消费者实现方式二:信号灯法
* 借助标志位
*/
public class CoTest02 {
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;
}
public void run() {
for(int i=0;i<20;i++) {
if(i%2==0) {
this.tv.play("奇葩说");
}else {
this.tv.play("太污了，喝瓶立白洗洗嘴");
}
}
}
}
//消费者 观众
class Watcher extends Thread{
Tv tv;
public Watcher(Tv tv) {
this.tv = tv;
}
public void run() {
for(int i=0;i<20;i++) {
tv.watch();
}
}
}
//同一个资源 电视
class Tv{
String voice;
//信号灯
//T 表示演员表演 观众等待
//F 表示观众观看 演员等待
boolean flag = true;
//表演
public synchronized void play(String voice) {
//演员等待
if(!flag) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//表演
System.out.println("表演了:"+voice);
this.voice = voice;
//唤醒
this.notifyAll();
//切换标志
this.flag =!this.flag;
}
//观看
public synchronized void watch() {
//观众等待
if(flag) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//观看
System.out.println("听到了:"+voice);
//唤醒
this.notifyAll();
//切换标志
this.flag =!this.flag;
}
}
生产者/消费者模式
多线程环境下，我们经常需要多个线程的并发和协作。这个时候，就需要了解一个重要的多线程并发协作模型“生产者/消费者模式”。
Ø 什么是生产者?
生产者指的是负责生产数据的模块(这里模块可能是：方法、对象、线程、进程)。
Ø 什么是消费者?
消费者指的是负责处理数据的模块(这里模块可能是：方法、对象、线程、进程)。
Ø 什么是缓冲区?
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”拿要处理的数据。
缓冲区是实现并发的核心，缓冲区的设置有3个好处：
Ø 实现线程的并发协作
有了缓冲区以后，生产者线程只需要往缓冲区里面放置数据，而不需要管消费者消费的情况;同样，消费者只需要从缓冲区拿数据处理即可，也不需要管生产者生产的情况。 这样，就从逻辑上实现了“生产者线程”和“消费者线程”的分离。
Ø 解耦了生产者和消费者
生产者不需要和消费者直接打交道。
Ø 解决忙闲不均，提高效率
生产者生产数据慢时，缓冲区仍有数据，不影响消费者消费;消费者处理数据慢时，生产者仍然可以继续往缓冲区里面放置数据 。
【示例11-13】生产者与消费者模式
public class TestProduce {
public static void main(String[] args) {
SyncStack sStack = new SyncStack();// 定义缓冲区对象；
Shengchan sc = new Shengchan(sStack);// 定义生产线程；
Xiaofei xf = new Xiaofei(sStack);// 定义消费线程；
sc.start();
xf.start();
}
}
class Mantou {// 馒头
int id;
Mantou(int id) {
this.id = id;
}
}
class SyncStack {// 缓冲区(相当于：馒头筐)
int index = 0;
Mantou[] ms = new Mantou[10];
public synchronized void push(Mantou m) {
while (index == ms.length) {//说明馒头筐满了
try {
//wait后，线程会将持有的锁释放，进入阻塞状态；
//这样其它需要锁的线程就可以获得锁；
this.wait();
//这里的含义是执行此方法的线程暂停，进入阻塞状态，
//等消费者消费了馒头后再生产。
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 唤醒在当前对象等待池中等待的第一个线程。
//notifyAll叫醒所有在当前对象等待池中等待的所有线程。
this.notify();
// 如果不唤醒的话。以后这两个线程都会进入等待线程，没有人唤醒。
ms[index] = m;
index++;
}
public synchronized Mantou pop() {
while (index == 0) {//如果馒头筐是空的；
try {
//如果馒头筐是空的，就暂停此消费线程（因为没什么可消费的嘛）。
this.wait(); //等生产线程生产完再来消费；
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
this.notify();
index--;
return ms[index];
}
}
class Shengchan extends Thread {// 生产者线程
SyncStack ss = null;
public Shengchan(SyncStack ss) {
this.ss = ss;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("生产馒头：" + i);
Mantou m = new Mantou(i);
ss.push(m);
}
}
}
class Xiaofei extends Thread {// 消费者线程；
SyncStack ss = null;
public Xiaofei(SyncStack ss) {
this.ss = ss;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Mantou m = ss.pop();
System.out.println("消费馒头：" + i);
}
}
}
执行结果如图11-18所示：
线程并发协作总结：
线程并发协作(也叫线程通信)，通常用于生产者/消费者模式，情景如下：
1.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。
2.对于生产者，没有生产产品之前，消费者要进入等待状态。而生产了产品之后，又需要马上通知消费者消费。
3.对于消费者，在消费之后，要通知生产者已经消费结束，需要继续生产新产品以供消费。
4.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)。
5.那线程是通过哪些方法来进行消息传递(通信)的呢?见如下总结：
6.以上方法均是java.lang.Object类的方法;
都只能在同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出异常。
老鸟建议
在实际开发中，尤其是“架构设计”中，会大量使用这个模式。 对于初学者了解即可，如果晋升到中高级开发人员，这就是必须掌握的内容。
11.7 任务定时调度
通过Timer和Timetask，我们可以实现定时启动某个线程。
java.util.Timer
在这种实现方式中，Timer类作用是类似闹钟的功能，也就是定时或者每隔一定时间触发一次线程。其实，Timer类本身实现的就是一个线程，只是这个线程是用来实现调用其它线程的。
java.util.TimerTask
TimerTask类是一个抽象类，该类实现了Runnable接口，所以该类具备多线程的能力。
在这种实现方式中，通过继承TimerTask使该类获得多线程的能力，将需要多线程执行的代码书写在run方法内部，然后通过Timer类启动线程的执行。
【示例11-14】java.util.Timer的使用
public class TestTimer {
public static void main(String[] args) {
Timer t1 = new Timer();//定义计时器；
MyTask task1 = new MyTask();//定义任务；
t1.schedule(task1,3000); //3秒后执行；
//t1.schedule(task1,5000,1000);//5秒以后每隔1秒执行一次！
//GregorianCalendar calendar1 = new GregorianCalendar(2010,0,5,14,36,57);
//t1.schedule(task1,calendar1.getTime()); //指定时间定时执行；
}
}
class MyTask extends TimerTask {//自定义线程类继承TimerTask类；
public void run() {
for(int i=0;i<10;i++){
System.out.println("任务1:"+i);
}
}
}
执行结果如图11-19所示：
运行以上程序时，可以感觉到在输出之前有明显的延迟(大概就是3秒!)。还有几个方法，我注释掉了，大家自己试试吧!
在实际使用时，一个Timer可以启动任意多个TimerTask实现的线程，但是多个线程之间会存在阻塞。所以如果多个线程之间需要完全独立的话，最好还是一个Timer启动一个TimerTask实现。
老鸟建议
实际开发中，我们可以使用开源框架quanz，更加方便的实现任务定时调度。实际上，quanz底层原理就是我们这里介绍的内容。
高级主题
定时调度
TimerTest01.java
package com.sxt.others;
import java.util.Calendar;
import java.util.GregorianCalendar;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
/**
* 任务调度: Timer 和TimerTask类
*/
public class TimerTest01 {
public static void main(String[] args) {
Timer timer = new Timer();//就是一个闹钟
//执行安排
//timer.schedule(new MyTask(), 1000); //执行任务一次
//timer.schedule(new MyTask(), 1000,200); //执行多次 每隔200ms执行1次
Calendar cal = new GregorianCalendar(2099999,12,31,21,53,54);
timer.schedule(new MyTask(), cal.getTime(),200); //指定时间
}
}
//任务类
class MyTask extends TimerTask{
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<10;i++) {
System.out.println("放空大脑休息一会");
}
System.out.println("------end-------");
}
}
quartz
调度器
除法器
任务
集成到了spring框架中
使用quartz
需要去官网下载，下载好后需要导包。
里面有很多案例。
HelloJob.java
/*
* All content copyright Terracotta, Inc., unless otherwise indicated. All rights reserved.
*
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); you may not
* use this file except in compliance with the License. You may obtain a copy
* of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT
* WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. See the
* License for the specific language governing permissions and limitations
* under the License.
*
*/
package com.sxt.others;
import java.util.Date;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.quartz.Job;
import org.quartz.JobExecutionContext;
import org.quartz.JobExecutionException;
/**
* 任务
*/
public class HelloJob implements Job {
public HelloJob() {
}
public void execute(JobExecutionContext context)
throws JobExecutionException {
System.out.println("-------start---------");
System.out.println("Hello World! - " + new Date());
System.out.println("-------end---------");
}
}
QuartzTest.java
package com.sxt.others;
import static org.quartz.DateBuilder.evenSecondDateAfterNow;
import static org.quartz.JobBuilder.newJob;
import static org.quartz.TriggerBuilder.newTrigger;
import static org.quartz.SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule;
import org.quartz.JobDetail;
import org.quartz.Scheduler;
import org.quartz.SchedulerFactory;
import org.quartz.Trigger;
import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import java.util.Date;
/**
* quartz学习入门
*/
public class QuartzTest {
public void run() throws Exception {
//1、创建 Scheduler的工厂
SchedulerFactory sf = new StdSchedulerFactory();
//2、从工厂中获取调度器
Scheduler sched = sf.getScheduler();
// 3、创建JobDetail
JobDetail job = newJob(HelloJob.class).withIdentity("job1", "group1").build();
// 时间
Date runTime = evenSecondDateAfterNow();
// 4、触发条件
//Trigger trigger = newTrigger().withIdentity("trigger1", "group1").startAt(runTime).build();
Trigger trigger = newTrigger().withIdentity("trigger1", "group1").startAt(runTime)
.withSchedule(simpleSchedule().withIntervalInSeconds(5).withRepeatCount(3)).build();
// 5、注册任务和触发条件
sched.scheduleJob(job, trigger);
// 6、启动
sched.start();
try {
// 100秒后停止
Thread.sleep(100L * 1000L);
} catch (Exception e) {
}
sched.shutdown(true);
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
QuartzTest example = new QuartzTest();
example.run();
}
}
1秒钟后执行
用的时候直接去拷贝example
happenbefore
第一步从内存中获取指令fetch将指令进行解码翻译
第二步从寄存器中拿出对应的值、工作内存，需要拷贝
第三步计算
第四步同步到主存
看到下一个指令与上一条无关，那么就提前执行了指令重排对我们的指令是有影响的
HappenBefore.java
package com.sxt.others;
/**
* 指令重排: 代码执行顺序与预期不一致
* 目的:提高性能
*/
public class HappenBefore {
//变量1
private static int a = 0;
//变量2
private static boolean flag = false;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for(int i=0;i<10;i++) {
a = 0;
flag = false;
//线程1 更改数据
Thread t1 = new Thread(()->{
a = 1;
flag = true;
}) ;
//线程2 读取数据
Thread t2 = new Thread(()->{
if(flag) {
a *=1;
}
//指令重排
if(a == 0) {
System.out.println("happen before a->"+a);
}
}) ;
t1.start();
t2.start();
//合并线程
t1.join();
t2.join();
}
}
}
a的值还没回来，就去执行下一条指令了
存在着指令重排
volitale
保证你的数据都是最新的
VolatileTest.java
package com.sxt.others;
/**
* volatile用于保证数据的同步，也就是可见性
*/
public class VolatileTest {
private volatile static int num = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
new Thread(()->{
while(num==0) { //此处不要编写代码
}
}) .start();
Thread.sleep(1000);
num = 1;
}
}
不加volatile ，不会停死循环。加了以后就会1秒后停止了循环。
保证数据的同步，可见性。
scl单例模式
装饰模式、静态代理、单例模式
DoubleCheckedLocking.java
package com.sxt.others;
/**
* DCL单例模式: 懒汉式套路基础上加入并发控制，保证在多线程环境下，对外存在一个对象
* 1、构造器私有化 -->避免外部new构造器
* 2、提供私有的静态属性 -->存储对象的地址
* 3、提供公共的静态方法 --> 获取属性
*/
public class DoubleCheckedLocking {
//2、提供私有的静态属性
//没有volatile其他线程可能访问一个没有初始化的对象,保证同步更新。
private static volatile DoubleCheckedLocking instance;
//1、构造器私有化
private DoubleCheckedLocking() {
}
//3、提供公共的静态方法 --> 获取属性
public static DoubleCheckedLocking getInstance() {
//再次检测
if(null!=instance) { //避免不必要的同步 ，已经存在对象
return instance;
}
synchronized(DoubleCheckedLocking.class) {//避免创建两个对象，所以这里同步，锁定这个class
if(null == instance) {
instance = new DoubleCheckedLocking();
//1、开辟空间 //2、初始化对象信息 //3、返回对象的地址给引用
}
}
return instance;
}
public static DoubleCheckedLocking getInstance1(long time) {
if(null == instance) {
try {
Thread.sleep(time);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
instance = new DoubleCheckedLocking();
//1、开辟空间 //2、初始化对象信息 //3、返回对象的地址给引用
}
return instance;
}
public static void main(String[] args) {
Thread t = new Thread(()->{
System.out.println(DoubleCheckedLocking.getInstance());
}) ;
t.start();
System.out.println(DoubleCheckedLocking.getInstance());
}
}
不加入同步getInstance1
ThreadLocal
ThreadLocalTest01.java
package com.sxt.others;
/**
* ThreadLocal:每个线程自身的存储本地、局部区域
* get/set/initialValue
*/
public class ThreadLocalTest01 {
//private static ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal<> ();
//更改初始化值
/*private static ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal<> () {
protected Integer initialValue() {//重写initialValue
return 200;
};
};*/
private static ThreadLocal threadLocal = ThreadLocal.withInitial(()-> 200);//lamda
public static void main(String[] args) {
//获取值
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get());
//设置值
threadLocal.set(99);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get());
new Thread(new MyRun()).start();//子线程
new Thread(new MyRun()).start();//子线程
}
public static class MyRun implements Runnable{
public void run() {
threadLocal.set((int)(Math.random()*99));
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get());
}
}
}
ThreadLocalTest02java
package com.sxt.others;
/**
* ThreadLocal:每个线程自身的数据，更改不会影响其他线程
* @author 裴新 QQ:3401997271
*
*/
public class ThreadLocalTest02 {
private static ThreadLocal threadLocal = ThreadLocal.withInitial(()-> 1);
public static void main(String[] args) {
for(int i=0;i<5;i++) {
new Thread(new MyRun()).start();
}
}
public static class MyRun implements Runnable{
public void run() {
Integer left =threadLocal.get();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"得到了-->"+left);
threadLocal.set(left -1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"还剩下-->"+threadLocal.get());
}
}
}
ThreadLocalTest03.java
package com.sxt.others;
/**
* ThreadLocal:分析上下文 环境 起点
* 1、构造器: 哪里调用 就属于哪里 找线程体
* 2、run方法:本线程自身的
*/
public class ThreadLocalTest03 {
private static ThreadLocal threadLocal = ThreadLocal.withInitial(()-> 1);
public static void main(String[] args) {
new Thread(new MyRun()).start();
new Thread(new MyRun()).start();
}
public static class MyRun implements Runnable{
public MyRun() {
threadLocal.set(-100);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get());
}
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get());
//new Thread(new MyRunxxx()).start();
}
}
}
ThreadLocalTest04.java
package com.sxt.others;
/**
* InheritableThreadLocal:继承上下文 环境的数据 ，拷贝一份给子线程
*/
public class ThreadLocalTest04 {
private static ThreadLocal threadLocal = new InheritableThreadLocal<>();
public static void main(String[] args) {
threadLocal.set(2);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get());
//线程由main线程开辟
new Thread(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get());
threadLocal.set(200);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get());
}) .start();
}
}
可重入锁
保证并发
LockTest01.java
package com.sxt.others;
/**
* 可重入锁: 锁可以延续使用
*/
public class LockTest01 {
public void test() {
// 第一次获得锁
synchronized(this) {
while(true) {
// 第二次获得同样的锁
synchronized(this) {
System.out.println("ReentrantLock!");
}
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
new LockTest01().test();
}
}
LockTest02.java
package com.sxt.others;
/**
* 不可重入锁: 锁不可以延续使用
*/
public class LockTest02 {
Lock lock = new Lock();
public void a() throws InterruptedException {
lock.lock();
doSomething();
lock.unlock();
}
//不可重入
public void doSomething() throws InterruptedException {
lock.lock();
//...................
lock.unlock();
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
LockTest02 test = new LockTest02();
test.a();
test.doSomething();
}
}
// 不可重入锁
class Lock{
//是否占用
private boolean isLocked = false;
//使用锁
public synchronized void lock() throws InterruptedException {
while(isLocked) {
wait();
}
isLocked = true;
}
//释放锁
public synchronized void unlock() {
isLocked = false;
notify();
}
}
LockTest03.java
package com.sxt.others;
/**
* 可重入锁: 锁可以延续使用 + 计数器
*/
public class LockTest03 {
ReLock lock = new ReLock();
public void a() throws InterruptedException {
lock.lock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
doSomething();
lock.unlock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
}
//不可重入
public void doSomething() throws InterruptedException {
lock.lock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
//...................
lock.unlock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
LockTest03 test = new LockTest03();
test.a();
Thread.sleep(1000);
System.out.println(test.lock.getHoldCount());
}
}
// 可重入锁
class ReLock{
//是否占用
private boolean isLocked = false;
private Thread lockedBy = null; //存储线程
private int holdCount = 0;
//使用锁
public synchronized void lock() throws InterruptedException {
Thread t = Thread.currentThread();
while(isLocked && lockedBy != t) {
wait();
}
isLocked = true;
lockedBy = t;
holdCount ++;
}
//释放锁
public synchronized void unlock() {
if(Thread.currentThread() == lockedBy) {
holdCount --;
if(holdCount ==0) {
isLocked = false;
notify();
lockedBy = null;
}
}
}
public int getHoldCount() {
return holdCount;
}
}
LockTest04.java
package com.sxt.others;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* 可重入锁: 锁可以延续使用 + 计数器
*/
public class LockTest04 {
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void a() throws InterruptedException {
lock.lock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
doSomething();
lock.unlock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
}
//不可重入
public void doSomething() throws InterruptedException {
lock.lock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
//...................
lock.unlock();
System.out.println(lock.getHoldCount());
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
LockTest04 test = new LockTest04();
test.a();
Thread.sleep(1000);
System.out.println(test.lock.getHoldCount());
}
}
CAS原子操作
CAS.java
package com.sxt.others;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/**
* CAS:比较并交换
*/
public class CAS {
//库存
private static AtomicInteger stock = new AtomicInteger(5);
public static void main(String[] args) {
for(int i=0;i<5;i++) {
new Thread(()->{
//模拟网络延时
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
Integer left = stock.decrementAndGet();
if(left<1) {
System.out.println("抢完了...");
return ;
}
System.out.print(Thread.currentThread().getName()+"抢了一件商品");
System.out.println("-->还剩"+left);
}) .start();
}
}
}
总结
1.程序：Java源程序和字节码文件被称为“程序(Program)”，是一个静态的概念。
2.进程：执行中的程序叫做进程(Process)，是一个动态的概念。每个进程由3部分组成：cpu、data、code。
3.线程：是进程中一个“单一的连续控制流程 (a single sequential flow of control)”。
4.在Java中实现多线程的方式：
▪ 继承Thread类实现多线程
▪ 实现Runnable接口实现多线程
5.线程的状态：
▪ 新生状态
▪ 就绪状态
▪ 运行状态
▪ 死亡状态
▪ 阻塞状态
6.暂停线程执行的方法:
▪ sleep()
▪ yield()
▪ join()
7.实现线程同步的两种方式：（保证并发的安全就要用同步）
▪ synchronized 方法 ：
public synchronized void accessVal(int newVal);
▪ synchronized 块：
synchronized(syncObject)
{
//允许访问控制的代码
}
8.同步解决问题的另一种典型方式：生产者/消费者模式。
9.线程通信的方法：
▪ wait()
▪ notify()
▪ notifyAll()
都是Object类的方法，只能在同步方法和同步代码块中使用。