文章目录
一、并发运行
二、串行运行
三、多线程的同步原理
四、死锁
一、并发运行
默认情况下线程是并发运行(指一个时间段中多个线程都处于已启动但没有运行结束的状态),抢占CPU 执行权,这种运行方式往往会出现交叉的情况。这种运行方式往往会出现交叉的情况
实例
public class Test {
public static void main(String[] args) {
new CounterThread("线程1").start();
new CounterThread("线程2").start();//抢占式运行,运行结果会出现交叉的情况
}
}
class CounterThread extends Thread{
public CounterThread(String threadName){
super(threadName);
}
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<3;i++){
System.out.println(getName()+" : "+i);
}
}
}
运行结果
二、串行运行
为了避免交叉的情况,使一个线程结束了另一个线程才执行,即串行运行,需要通过对象锁机制来实现,synchronized就是一个利用锁实现线程同步的关键字
实例
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Object showData = new Object();//多线程之间的数据共享
new CounterThread("线程1",showData).start();
new CounterThread("线程2",showData).start();//抢占式运行,运行结果会出现交叉的情况
}
}
class CounterThread extends Thread{
private Object showData;
public CounterThread(String threadName,Object showData){
super(threadName);
this.showData=showData;
}
@Override
public void run() {
synchronized (showData) {//临界区,统一时间只允许一个线程执行里面的代码
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(getName() + " : " + i);
}
}
}
}
运行结果
showData是一个对象锁,该对象可由任意类创建,只要求所创建的对象在多个线程之间共享即可
三、多线程的同步原理
为什么通过synchronized就能实现多线程间串行运行呢?
被synchronized括着的部分就是线程执行临界区,每次仅能有一个线程执行该临界区中的代码:当多个线程中的某个线程先拿到对象锁, 则该线程执行临界区内的代码,其他线程只能在临界区外部等待,当此线程执行完临界区中的代码后,在临界区外部等待的其他线程开始再次竞争以获取对象锁,进而执行临界区中的代码,但只能有一条线程“胜利”。
临界区中的代码具有互斥性、唯一性和排它性:一个线程只有执行完临界区中的代码另一个线程才能执行。
实例1
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Object lockObj = new Object();
new DisplayThread(lockObj).start();
}
}
class DisplayThread extends Thread {
Object lockObj;
public DisplayThread(Object lockObj) {
this.lockObj = lockObj;
}
@Override
public void run() {
synchronized (lockObj) {
new TimeThread(lockObj).start();
try {
sleep(60000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class TimeThread extends Thread {
Object lockObj;
public TimeThread(Object lockObj) {
this.lockObj = lockObj;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("时间线程开始执行......"+new Date());
synchronized (lockObj) {
DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
String time = dateFormat.format(new Date());
System.out.println(time);//为什么这行代码60秒左右才会执行?
//显示器线程和时间线程共享lockObj对象,显示器线程优先进入启动状态,随后执行相应的run方法,当执行同步代码块时lockObj变量所代表的对象锁归显示器线程所有,
//进而创建时间线程并使之处于启动状态,此时有一下两种状态:
//1、时间线程马上进入执行状态,
//马上执行该时间线程run方法,可是由于此时lockObj变量所代表的对象锁被显示器线程持有,
//这时时间线程进入阻塞状态,显示器线程再次执行,然后执行sleep方法,显示器线程在继续持有对象锁的前提下
//也进入阻塞状态,60秒后显示器线程进入执行状态,随后显示器线程结束,对象锁被释放,进而时间线程开始执行,进而这行代码运行;
//2、时间线程并没有马上进入执行状态,显示器线程执行sleep方法,显示器线程在继续持有对象锁的前提下
//也进入阻塞状态,此时时间线程进入执行状态,执行该时间线程run方法,执行该方法中第一行输出代码,
//可是由于此时lockObj变量所代表的对象锁被显示器线程持有,
//所以时间线程并没有执行时间线程run方法内临界区中的代码,这时时间线程也进入阻塞状态,此时显示器和时间两条线程均进去阻塞状态,
//等待少于60秒的时间后,显示器线程进入运行状态,随后显示器线程结束,对象锁被释放,进而时间线程开始执行,进而这行代码运行;
}
}
}
结果:
实例2
public class Test {
public static void main(String[] args) {
new CountThread().start();
new CountThread().start();
}
}
class CountThread extends Thread{
static Object object = new Object();//该对象能在多个线程之间共享吗?由于是静态的,程序一执行该对象就创建,是唯一的,因此可以在线程间共享,如果是Object object = new Object()就不可以,每个线程都会创建一个新的Object的对象,因此不共享
@Override
public void run() {
synchronized (object) {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
System.out.println(getName() + "--->" + i);
}
}
}
}
结果:
实例3
public class Test {
public static void main(String[] args) {
new CountThread().start();
new CountThread().start();
}
}
class CountThread extends Thread{
Object object = new Object();//Object object = new Object()就不可以,每个线程都会创建一个新的Object的对象,因此不共享
@Override
public void run() {
synchronized (object) {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
System.out.println(getName() + "--->" + i);
}
}
}
}
结果:
实例4
public class Test {
public static void main(String[] args) {
new CountThread("************").start();
new CountThread("############").start();
}
}
class CountThread extends Thread{
public CountThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
synchronized ("") {//""在常量池里面,是唯一的,可以实现数据间的共享
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(getName() + "," + new Date());
}
}
}
// @Override
// public void run() {
// synchronized (String.class) {//生成class对象的构造方法是私有的,是单例,可以实现线程间的数据共享
// for (int i = 0; i < 100; i++) {
// System.out.println(getName() + "," + new Date());
// }
// }
// }
// @Override
// public void run() {
// synchronized (this) {//不可以,this代表执行它的对象(即CountThread对象),在这里不共享
// for (int i = 0; i < 100; i++) {
// System.out.println(getName() + "," + new Date());
// }
// }
// }
// @Override
// public synchronized void run() {//与synchronized (this)等同,共享的不是同一个对象,因此不能实现串行执行
// for (int i = 0; i < 100; i++) {
// System.out.println(getName() + "," + new Date());
// }
// }
}
实例5
public class Test {//不同类线程共用同一个对象锁,实现串行
public static void main(String[] args) {
Object object= new Object();
new CountThread("************",object).start();
new TimeThread("############",object).start();
}
}
class CountThread extends Thread{
Object object = new Object();
public CountThread(String name,Object object) {
super(name);
this.object = object;
}
@Override
public void run() {
synchronized (object) {
for (int i = 0; i < 200; i++) {
System.out.println(getName() + "," + i);
}
}
}
}
class TimeThread extends Thread{
Object object = new Object();
public TimeThread(String name,Object object) {
super(name);
this.object = object;
}
@Override
public void run() {
synchronized (object) {
for (int i = 0; i < 200; i++) {
System.out.println(getName() + "," + i);
}
}
}
}
四、死锁:多个线程之间都持有了对方所需的资源,而又相互等待对方释放的资源,在这种情况下就会出现死锁。也就是谁也不让谁,都在等待对方让步,这样程序就没法接着往下执行,出现死锁的现象
public class DeadLockThread {
// 创建两个线程之间竞争使用的对象
private static Object lock1 = new Object();
private static Object lock2 = new Object();
public static void main(String[] args) {
new ShareThread1().start();
new ShareThread2().start();
}
private static class ShareThread1 extends Thread {
public void run() {
synchronized (lock1) {
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (lock2) {
System.out.println("ShareThread1");
}
}
}
}
private static class ShareThread2 extends Thread {
public void run() {
synchronized (lock2) {
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (lock1) {
System.out.println("ShareThread2");
}
}
}
}
}