多线程的实现和使用场景
多线程的实现和使用场景
- 一、多线程实现方式
-
- 1.1 Thread实现
- 1.2 Runnable实现
- 二、多线程的使用场景
-
- 1.多线程使用场景
-
- 1.1 多线程应该最多的场景：
- 1.2多线程的常见应用场景：
- 2.多线程小案列
-
- 2.1 多线程计算
- 2.2 多线程实现卖票小程序
- 2.3多线程卖票小程序优化
- 2.4多线程卖票小程序优化升级
- 总结
一、多线程实现方式
1.1 Thread实现
继承Thread类并重写它的run方法。之后创建这个子类的对象并调用start()方法。下面直接上代码:
/**
*描述
* @author cy
* @date 2021-06-09
* @return
**/
public class TreadTest extends Thread{
public static void main(String[] args) {
//创建两个线程
TreadTest thread1 = new TreadTest();
TreadTest thread2 = new TreadTest();
thread1.start();
thread2.start();
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0;i < 100;i++){
//分别打印线程名称和i
System.out.println("threadName:"
+Thread.currentThread()+"；i="+i);
}
}
}
输出结果可以看到两个线程交替打印。线程启动成功。
1.2 Runnable实现
Runnable的实现方式是实现其接口,下面请看具体的实现代码
/**
* @author cy
* @date 2021-06-09
*@deprecated Runnable实现多线程
*/
public class RunnableDemoTest {
public static void main(String[] args) {
//新建两个线程
RunnableDemoTest1 r =
new RunnableDemoTest1();
new Thread(r).start();
new Thread(r).start();
}
/**
* 通过runnable 方式实现多线程
*/
static class RunnableDemoTest1
implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0 ;i < 5 ;i++)
System.out.println("threadName:"
+Thread.currentThread()+"；i="+i);
}
}
}
从输出结果中我们可以看到两个线程交替打印。线程启动成功。
二、多线程的使用场景
1.多线程使用场景
1.1 多线程应该最多的场景：
web服务器本身； 各种专用服务器（如游戏服务器）；1.2多线程的常见应用场景：
1、后台任务，例如：定时向大量（100w以上）的用户发送邮件； 2、异步处理，例如：发微博、记录日志等； 3、分布式计算2.多线程小案列
2.1 多线程计算
计算一亿个数字之和，在没有学习多线程之前，也是可以实现的，我们可以通过循环一亿次进行累加，最后得出结果。
代码如下：
package trhead;
import java.util.Random;
/**
* 计算一亿个数之和
*/
public class SumThreadDemo {
private static double [] nums = new double[1_0000_0000];
private static Random r = new Random();
private static double result = 0.0,result1 = 0.0,result2 = 0.0;
static {
for (int i =0;i < nums.length ; i++){
nums[i] = r.nextDouble();
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
SumThreadDemo.m1();
SumThreadDemo.m2();
}
/**
* 使用单线程计算
*/
private static void m1(){
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0;i < nums.length;i++){
result += nums[i];
}
System.out.println(result);
long endTime = System.currentTimeMillis();
long countTime = endTime - startTime;
System.out.println("m1耗时:"+countTime);
}
/**
* 使用多线程计算
*/
private static void m2() throws InterruptedException {
Thread thread1 = new Thread(()->{
for (int i = 0;i < nums.length/2;i++){
result1 += nums[i];
}
});
Thread thread2 = new Thread(()->{
for (int i = nums.length/2;i < nums.length;i++){
result2 += nums[i];
}
});
long startTime = System.currentTimeMillis();
thread1.start();
thread2.start();
thread1.join();
thread2.join();
System.out.println(result1+ result2);
long endTime = System.currentTimeMillis();
long countTime = endTime - startTime;
System.out.println("m2耗时:"+countTime);
}
}
从输出结果中可以观察出，两个线程计算结果比单个线程快了将近两倍。如果实际应用中有这种场景，大家可以使用多线程实现。
2.2 多线程实现卖票小程序
某电影院正在上映某大片，共5张票，而他又有3个售票窗口售票，请设计一个程序模拟该电影院售票。
多线程实现方式1:
package trhead;
/**
*描述
* 某电影院正在上映某大片，共5张票，
* 而他又有3个售票窗口售票，请设计一个程序模拟该电影院售票。
* @author cy
* @date 2021-06-09
* @return
**/
public class TicketTreadTest extends Thread{
//设置票数
private int ticket = 5;
public static void main(String[] args) {
//创建两个线程
TicketTreadTest thread1
= new TicketTreadTest();
TicketTreadTest thread2
= new TicketTreadTest();
TicketTreadTest thread3
= new TicketTreadTest();
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
}
@Override
public void run() {
while(true){
//分别打印线程名称 和 ticket 数
System.out.println("threadName:"
+Thread.currentThread()+"；
ticket="+ticket--);
if(ticket < 0){
break;
}
}
}
}
结果分析:从下图输出结果中可以分析，使用继承Thread类实现卖票，导致每个窗口都卖了五张票，而这个电影院总共才五张票，多线程出现了超卖现象。原因是继承Thread方式,是多线程多实例，无法实现资源的共享。
2.3多线程卖票小程序优化
在2.2的小程序案列中，我们发现了在多线程的环境下, 由于公共资源可能会被多个线程共享, 也就是多个线程可能会操作同一资源. 当多个线程操作同一块资源时, 很容易导致数据错乱或发生数据安全问题,
即: 数据有可能丢失, 有可能增加, 有可能错乱.
我们如何避免这种现象呢？具体看代码:
package trhead;
/**
* @author cy
* @date 2021-06-09
*@deprecated Runnable实现多线程卖票
*/
public class TicketRunnableDemoTest {
//设置票数
private static int ticket = 5;
public static void main(String[] args) {
//新建两个线程
RunnableDemoTest1 r
= new RunnableDemoTest1();
new Thread(r).start();
new Thread(r).start();
}
/**
* 通过runnable 方式实现多线程
*/
static class RunnableDemoTest1
implements Runnable{
@Override
public void run() {
while (ticket > 0){
saleTicket();
}
}
/**
* 实现卖票方法
*/
public void saleTicket(){
if(ticket>0){
System.out.println("threadName:"
+Thread.currentThread()
+ "正在出票，余票剩余:"+ticket-- +"张");
}
}
}
}
结果分析:从下图输出结果中可以分析，实现Runnable接口进行卖票，电影院总共才五张票，多线程卖票正常。原因是实现Runnable方式，是多线程单实例，可实现资源的共享。
2.4多线程卖票小程序优化升级
细心的小伙伴可能会发现，怎么在2.3输出打印的票数不是从大到小排序的，这跟现实中的卖票场景不一样呐。如果想解决这样的问题,就必须使用同步,所谓的同步就是指多个操作在同一个时间段内只有一个线程进行,其他线程要等待此线程完成之后才可以继续执行。
下面我们通过对2.3代码进行继续优化，实现真实卖票场景。
/**
* 通过synchronized实现线程同步
* 实现卖票方法
*/ public synchronized void saleTicket1(){
if(ticket>0){
System.out.println("threadName:"
+Thread.currentThread()
+ "正在出票，余票剩余:"
+ +ticket-- +"张");
}
}
结果分析:从下图输出结果中可以分析，通过同步代码的方法进行代码的加锁操作，实现了卖票场景。
总结
这节主要给大家介绍了多线程的实现以及相应的一些使用场景，并且引入了同步的知识点，下一节主要介绍synchronized关键字的使用。
另外，码字不容易，如果发现小编描述有误，麻烦指摘。