java --- 多线程

目录

一、java多线程的三种实现方式

1.1  多线程的第一种实现方式：继承Thread类

 1.2  多线程的第二种实现方式：Runnable接口

1.3 多线程的第三种实现方式：Callable接口和Future接口

1.3  多线程三种实现方式的对比

二、线程常用的成员方法

2.1  设置/获取线程name、sleep线程

2.2 线程优先级

2.3 守护线程（备胎线程）

三、线程安全问题

3.1 同步代码块

3.2 同步方法

3.3 lock锁

四、死锁

五、生产者消费者模型（等待唤醒机制）

六、线程池

6.1 实现方法：

6.2 自定义线程池

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在之前，已经学习了C++的多线程编程，现在一起来看一下java是怎么实现的吧

Linux之多线程概念&线程控制_linux 线程执行到某一函数时,强制另一个线程启动-CSDN博客

一、java多线程的三种实现方式

1. 继承Thread类的方式进行实现
2. 实现Runnable接口的方式进行实现
3. 利用Callable接口和Future接口的方式进行实现

1.1  多线程的第一种实现方式：继承Thread类

 1.2  多线程的第二种实现方式：Runnable接口

多线程第二种实现方式：

1. 自己手动定义一个类去实现Runnable接口。
2.  重写里面的run方法。
3. 创建自己的类的对象。
4.  创建一个Thread类的对象，并开启线程。

1.3 多线程的第三种实现方式：Callable接口和Future接口

线程第三种实现方式：

1. 创建一个类MyCallable实现Callable接口。
2. 重写里面的call方法。( 返回值表示多线程运行结果 )
3. 创建MyCallable的对象。( 表示多线程要执行的任务 )
4. 创建FutureTask的对象。( 作用管理多线程运行的结果 )
5. 创建Thread类的对象,并启动线程。( 表示线程 ) 

特点： 可以获取到多线程运行的结果。

1.3  多线程三种实现方式的对比

	优点	缺点
继承Thread类	变成比较简单，可以直接使用Thread类中的方法	可以扩展性较差，不能再继承其他的类
实现Runnable	扩展性强，实现该接口的同时还可以继承其他的类	编程相对复杂，不能直接使用Thread类中的方法
实现Callable接口

二、线程常用的成员方法

方法名称	说明
String getName ( )	返回此线程的名称
void setName ( String name )	设置线程的名字（构造方法也可以设置名字)
static Thread currentThread ( )	获取当前线程的对象
static void sleep ( long time )	让线程休眠指定的时间，单位为毫秒
setPriority (int newPriority )	设置线程的优先级
final int getPriority ( )	获取线程的优先级
final void setDaemon ( boolean on )	设置为守护线程
public static void yield ( )	出让线程 / 礼让线程
public static void join ( )	插入线程 / 插队线程

2.1  设置/获取线程name、sleep线程

public class ThreadDeom {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyThread mt1 = new MyThread();
        MyThread mt2 = new MyThread();

        //在不给线程设置名字的时候，线程也是有默认的名字的
        //System.out.println(mt1.getName());
        mt1.setName("火车");
        mt2.setName("飞机");

        //mt1.start();
        //mt2.start();

        //获取的就是main线程的名字
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());

        System.out.println("hhhhhhhhhhhhhh");
        Thread.sleep(1000);//按Alt + Enter直接选择抛出异常
        System.out.println("hhhhhhhhhhhhhh");
    }
}

2.2 线程优先级

• 抢占式调度：CPU执行每一条的线程的时机和执行时间都是不确定的。
• 非抢占式调度：所有的线程轮流进行，执行时间是差不多的。

System.out.println(mt1.getPriority());
        System.out.println(mt2.getPriority());
        
        mt1.setPriority(10);
        
        mt2.setPriority(1);

2.3 守护线程（备胎线程）

final void setDaemon ( boolean on )

三、线程安全问题

Java的线程不安全和C++的是一样的，都是因为多个线程同时访问同一个临界资源

解决办法也是引入锁，Java的锁是synchronized

synchroize（）{

}

3.1 同步代码块

3.2 同步方法

就是把synchronized关键字加到方法上

• 特点1  ： 同步方法是锁住方法里面的所有代码
• 特点2 ： 锁对象不能自己指定。 

3.3 lock锁

这个和C++的使用方法几乎是一样的

Lock实现提供比使用synchronized方法和语句可以获得更广泛的锁定操作。

Lock中提供了获得锁和释放锁的方法：

成员方法	说明
void lock ( )	获得锁
void unlock ( )	释放锁

Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类 ReentrantLock 实例化。

构造方法	说明
ReentrantLock ( )	创建一个  ReentrantLock 的实例

四、死锁

java的死锁和C++一样的原因

Linux 多线程安全之----死锁问题_linux 多个 mutex 锁住一个资源出现死锁-CSDN博客

五、生产者消费者模型（等待唤醒机制）

常见方法：

成员方法	说明
void wait ( )	当前线程等待，直到被其他线程唤醒
void notify ( )	所及唤醒单个线程
void notifyAll ( )	唤醒所有线程

例子：

生产者代码

//Desk.java
public class Desk {
	// 作用： 控制生产者和消费者的执行
	
	//判断桌子上是否有面条： 0：没有 ； 1：有
	public static int foodFlag = 0;
	
	//定义总个数
	public static int count = 10;
	
	//锁对象
	public static Object lock = new Object();
}
 
 
//Foodie.java
public class Foodie extends Thread {
	@Override
 
	public void run() {
 
		// 1.循环
		while (true) {
			// 同步代码块
			synchronized (Desk.lock) {
				if (Desk.count == 0) {
					break;
				} else {
					// 先判断桌子上是否有面条
					if (Desk.foodFlag == 0) {
						// 没有：等待
						try {
							Desk.lock.wait(); // 让当前线程与锁进行绑定
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
					} else {
						// 把吃的总数- 1
					Desk.count--;
						// 有： 开吃
					System.out.println("吃货在吃面条，还能再吃" + Desk.count + "碗");
						// 吃完之后：唤醒厨师继续做
					Desk.lock.notifyAll();
 
						// 修改桌子的状态
					Desk.foodFlag = 0;
					}
 
				}
			}
		}
	}
}

消费者代码

//Desk.java
public class Desk {
	// 作用： 控制生产者和消费者的执行
	
	//判断桌子上是否有面条： 0：没有 ； 1：有
	public static int foodFlag = 0;
	
	//定义总个数
	public static int count = 10;
	
	//锁对象
	public static Object lock = new Object();
}
 
 
//Foodie.java
public class Foodie extends Thread {
	@Override
 
	public void run() {
 
		// 1.循环
		while (true) {
			// 同步代码块
			synchronized (Desk.lock) {
				if (Desk.count == 0) {
					break;
				} else {
					// 先判断桌子上是否有面条
					if (Desk.foodFlag == 0) {
						// 没有：等待
						try {
							Desk.lock.wait(); // 让当前线程与锁进行绑定
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
					} else {
						// 把吃的总数- 1
					Desk.count--;
						// 有： 开吃
					System.out.println("吃货在吃面条，还能再吃" + Desk.count + "碗");
						// 吃完之后：唤醒厨师继续做
					Desk.lock.notifyAll();
 
						// 修改桌子的状态
					Desk.foodFlag = 0;
					}
 
				}
			}
		}
	}
}

六、线程池

之前多线程编程的弊端还是挺大的：

弊端一：用到线程的时候就要创建

弊端二：用完之后线程消失

因此，我们我们引入线程池：

线程池其实就是一种多线程处理形式，处理过程中可以将任务添加到队列中，然后在创建线程后自动启动这些任务。

1. 创建一个池子，池子中是空的。
2. 提交任务时，池子会创建新的线程对象，任务执行完毕，线程归还给池子；下次再次提交任务时，不需要创建新的的线程，直接复用已有的线程即可。
3. 但是如果提交任务时，池子中没有空闲线程，也无法创建新的线程，任务就会排队等待。

6.1 实现方法：

Executors：线程池的工具类通过调用方法返回不同类型的线程池对象。

方法名称	说明
public static ExecutorService newCachedThreadPool ( )	创建一个没有上限的线程池
public static ExecutorService newFixedThreadPool ( int nThreads )	创建有上限的线程池

6.2 自定义线程池

• 核心元素一：核心线程的数量（不能小于0）
• 核心元素二：线程池中最大线程的数量（最大数量>=核心线程数量）
• 核心元素三：空闲时间（值）（不能小于0）
• 核心元素四：空闲时间（单位）（用TimeUnit指定）
• 核心元素五：堵塞队列（不能为null）
• 核心元素六：创建线程的方式（不能为null）
• 核心元素七：要执行的任务过多时的解决方案（不能为null）

不断的提交任务，会有以下三个临界点：

1. 当核心线程满时，再提交任务就会排队。
2. 当核心线程满、队列满时，再来任务就会创建临时线程
3. 核心线程、队列、临时线程都满，再来任务会被拒绝

6.3 最大并行数

CPU密集型运算 (读取文件操作比较少)
I/O密集型运算 (读取文件操作比较多)

查看最大并行数

public class MyThreadPoolDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//向Java虚拟机返回可用处理器的数目
		int count = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
		System.out.println(count); //12
	}
}