2017-12-27 多线程-thread

多线程-thread

Thread类和Runnable接口都在java.lang包中。

内容:

1.多线程的基本概念

2.创建线程

3.实例-龟兔赛跑

4.线程之间的数据交流

5.线程调度

6.线程的基本控制(暂放,这里的实例是卖票那个例子)

7.线程同步(synchronized 标记)

实现线程同步化需要使用synchronized 关键字

8.线程死锁



1.多线程的概念

java 语言支持多线程技术。(multithreaded programing)

为什么要有多线程?

是在编程时,会遇到多个用户的请求,为了更好地响应多个用户的请求,并及时作出响应。

(1)线程的概念

先介绍进程和多进程的概念,再介绍线程的概念。

1.1 什么叫做进程?进程是程序的一次动态的执行过程,经历了代码开始到执行完毕的一个完整过程。多进程操作系统能并发运行多个进程。

并发运行实际上是交叉运行。

因为计算机某个时刻只能执行一个任务,

因此多进程是指多个进程交叉运行,给人的感觉好像是同时运行的。

什么叫线程?

线程是由进程派发的,是比进程更小的执行单位。

多线程是指在单个程序(或进程)中同时运行多个线程完成不同的工作,这些线程可以同时存在、同时运行,形成多条执行线程。如下图所示。


2017-12-27 多线程-thread_第1张图片

线程与进程也有共同点和不同点之处。

共同点:实现并发的一个基本单位,都要系统进行调度以提高运行效率。

不同点:(1)线程是比进程更小的执行单位;

              (2)每个进程都有一个专门的内存区域,而线程却共享内存单元,线程是通过共享的内存单元来实现数据交换、实时通信等操作。

(2)线程的状态与生命周期


2017-12-27 多线程-thread_第2张图片

思考:当线程的run()方法运行完成,线程就转到(死亡)状态。


用程序进行解释线程的状态与生命周期:

(1)主类中创建新线程对象,并且start().

(2)在创建的非主类中进行写方法run().

class Thread1 extends Thread{

//3.(运行状态)  一 一种是4.死亡状态,一种是5.阻塞状态(sleep(),wait(),join().)

  public void run(){

        线程的任务

  }

}

public class Test1{

//主进程 ,即main()方法。

  public static void main(String [] argps){

        Thread1 th = new Thread1(); //创建新线程的实例化对象。1.(新建状态)

        th.start();//2.(就绪状态)

}

}

在一个系统中,任何时刻最多只有一个运行态线程。

sleep(),yield(),wait(),join()四个方法的定义和区别?

2.创建线程

(1)创建线程有两种方式:

      1.通过继承Thread类创建线程。(喜欢用这个)

        2.通过实现Runnable接口创建线程。

是否在任何情况下都能用任何一种方式创建线程?

注:(1)Thread类和Runnable接口都在java.lang包中。

          (2)  创建新线程必须有run()方法。

解释:

Runnable接口:在这个接口中只定义了run()方法,这个方法是线程执行的主体,在线程获取CPY时间运行时,就是自动执行线程的run()方法,因此,新的线程要完成的任务流程应该写在run()方法中,所以创建新线程就必须有run()方法。创建线程时,可以通过实现Runnable接口获取run()方法。

Thread类:这个类是已经实现了Runnable接口的类,在这个类中除了拥有run()方法,还提高了对线程操作的方法,因此可以通过继承Thread类创建新线程。


1.通过继承Thread类创建线程


Thread类格式:

pulic class Thread extends Object implements Runnable

实例:

ThreadTest.java

package Thread;

/*步骤:

(1)主类中创建新线程对象,并且start().

(2)在创建的非主类中继承Thread类进行写方法run().

*/

//通过继承Thread类创建新线程

class Thread1 extends Thread{

//3.那么就开始执行run().[线程的任务写在run()中]

public void run(){

for(int i=0;i<100;i++)

System.out.println("Thread1在运行");

}

}

public class ThreadTest {

  public static void main(String[] args) {

Thread1 th = new Thread1(); //1.创建新线程对象

th.start(); //2.启动线程Thread1

for(int i=0;i<100;i++)

System.out.println("main在运行");//4.执行完线程后,执行主线程中剩余的语句。

}

}


2017-12-27 多线程-thread_第3张图片

在这里有两条执行线索。由于线程的执行速度取决于CPU时间及速度,因此线程的程序在不同的机器上运行时,线程交替占用CPU的情况可能不一样。因此运行结果也会出现一些差别。

2.通过实现Runnable接口创建线程

格式:

class Thread1 implements Runnable{

          public void run(){

        }

}

public class RunnableTest {

public static void main(String[] args) {

/*与继承Thread类创建线程的区别,

就是把实现相关的创建的实例对象传给了Thread,同时Thread又创建了对象。

*/

Thread2 th2 = new Thread2();

Thread t1 = new Thread(th2);

t1.start();

}

实例:

package Thread;

/*(1)通过Runnable接口创建线程,基本与继承Thread类创建线程一致,就是在主类中有区别。

  *(2)与继承Thread类创建线程的区别:

就是把实现相关的创建的实例对象传给了Thread,同时Thread又创建了对象。

  *    然后利用Thread的实例化对象启动线程。

  * */

class Thread2 implements Runnable{

public void run(){

for(int i=0;i<100;i++)

System.out.println("Thread1在运行");

}

}

public class RunnableTest {

public static void main(String[] args) {

/*与继承Thread类创建线程的区别,

就是把实现相关的创建的实例对象传给了Thread,同时Thread又创建了对象。

*/

Thread2 th2 = new Thread2();

Thread t1 = new Thread(th2);

t1.start();

for(int i=0;i<100;i++)

System.out.println("main在运行");

}

}

3.实例-龟兔赛跑

2017-12-27 多线程-thread_第4张图片

4.线程之间的数据交流

同一个进程中的几个线程之间是可以 共享数据的。

例如:在龟兔赛跑中,可以通过奖励他们食物的方式激励他们赛跑。

而食物就是乌龟和兔子共享的数据。

则共享数据有两种方式:

1.通过内类创建线程

2.通过构造器传递参数

1.通过内类创建线程

内类的作用是可以直接访问外类的成员变量。即把共享数据定义为外类的成员变量,乌龟和兔子定义为内类,这样就可以实现两个线程之间的数据交流了。

在本例子中,inrabtort类是包含了主类,兔子类,乌龟类。其中主类外面定义了food,作为外类的成员变量。

实例:

//把所有类都写在主类里了,且成员变量定义在主类外面。    

内类:把一个类(内类)定义在另一个类(外类)中。

inrabtort.java 

package thread;

public class inrabtort {

public int food = 10;

public static void main(String argps[]){

inrabtort tt = new inrabtort();

tt.go();

}

public void go(){

tortoise r1 = new tortoise();

rabbit r2 = new rabbit();

r1.start();

r2.start();

}

class tortoise extends Thread{

int i,f=0;

public void run(){

for(i=1;i<=10;i++){

System.out.println("乌龟跑到了"+i+"米处");

if(food>0){

food--;f++;

System.out.println("乌龟吃了第"+f+"个食物,还剩food="+food);

}

}

}

}

class rabbit extends Thread{

int i,f=0;

public void run(){

for(i=1;i<=10;i++){

System.out.println("兔子跑到了"+i+"米处");

if(food>0){

food--;f++;

System.out.println("兔子吃了第"+f+"个食物,还剩food="+food);

}

}

}

}

}

2.通过构造器传递参数(比较好用,不出错)

把共享数据写在一个单独的类里,然后通过构造器传递参数给各个线程。也可以对公用数据定义方法,供各个线程使用。

在本例中,把food这个共享数据单独放在一个类里,然后在兔子类和乌龟类里都定义了food fd;

然后并设置了构造器进行赋值,然后进行了引用。也就是说food类,乌龟类,兔子类,主类这四个是并列的。

实例:

package thread;

import thread.inrabtort.rabbit;

import thread.inrabtort.tortoise;

class food{

public int food =10; //共同访问的数据

}

public class structrabtort {

public static void main(String argps[]){

structrabtort  tt = new  structrabtort();

tt.go();

}

public void go(){

food f1 =new food();

tortoise1 r1 = new tortoise1(f1);

rabbit1 r2 = new rabbit1(f1);

r1.start();

r2.start();

}

}

class tortoise1 extends Thread{

int i;

int f=0;

food fd;

public tortoise1(food fd) {

this.fd = fd;

}

public void run(){

for(i=1;i<11;i++){

System.out.println("乌龟跑到了"+i+"米处");

if(fd.food>0){

fd.food--;f++;

System.out.println("乌龟吃了第"+f+"个食物,还剩food="+fd.food);

}

}

}

}

class rabbit1 extends Thread{

int i,f=0;

food fd;

public rabbit1(food fd) {

this.fd = fd;

}

public void run(){

for(i=1;i<11;i++){

System.out.println("兔子跑到了"+i+"米处");

if(fd.food>0){

fd.food--;f++;

System.out.println("兔子吃了第"+f+"个食物,还剩food="+fd.food);

}

}

}

}

5.线程调度

(1)为什么存在线程调度?


2017-12-27 多线程-thread_第5张图片


2017-12-27 多线程-thread_第6张图片

(2)优先级

默认优先级是5,可以通过线程实例对象.setPriority(1-10之间的数字)进行设置。

(3)sleep(),yield(),join()的介绍

   使用格式:Thread.sleep(1000);


2017-12-27 多线程-thread_第7张图片


2017-12-27 多线程-thread_第8张图片


2017-12-27 多线程-thread_第9张图片


2017-12-27 多线程-thread_第10张图片


7.线程同步(synchronized 标记)

如果不会,在eclipse里输入syn+ alt +?进行提示。

实现线程同步化需要使用synchronized 关键字。

保证任意时刻只有一个线程访问该共享数据。


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8.线程死锁


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2017-12-27 多线程-thread_第17张图片


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