线程的基础
文章目录
- 线程的介绍：
- 创建线程的三种方式：
-
- 一、继承Thread
- 二、实现Runnable接口
- 三、实现Callable接口
- 线程的优先级：
- 多线程：
- 线程终止：
- 线程常用方法：
- 用户线程和守护线程
- 线程的生命周期：
- Synchronized
- 线程死锁
- 释放锁的操作
- 不会释放锁的操作：
线程的介绍：
1. 什么是程序：
2. 什么是进程：
3. 什么是线程：
4. 线程的相关概念：
并发和并行也可以同时存在
public class CpuNum {
public static void main(String[] args) {
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
//获取当前电脑的cpu数量/核心数
int cpuNums = runtime.availableProcessors();
System.out.println("当前有cpu 个数=" + cpuNums);
}
}
创建线程的三种方式：
还有一种是实现Callable接口。
一、继承Thread
** 当我们运行java程序的时候，就开启了一个线程（主线程（main线程）），只有线程上所有的线程结束，我们的线程才会结束**
真正实现多线程的效果， 是start0(), 而不是 run
public class Thread01 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//创建Cat对象，可以当做线程使用
Cat cat = new Cat();
//读源码
/*
(1)start方法
public synchronized void start() {
start0();
}
(2)start0方法
//start0() 是本地方法，是JVM调用, 底层是c/c++实现
//真正实现多线程的效果， 是start0(), 而不是 run
private native void start0();
*/
cat.start();//启动线程-> 最终会执行cat的run方法
//cat.run();//因为直接调用的run方法就是一个普通的方法, 没有真正的启动一个线程，主线程就会把run方法执行完毕，才向下执行
//说明: 当main线程启动一个子线程 Thread-0, 主线程不会阻塞, 会继续执行
//这时 主线程和子线程是交替执行..
System.out.println("主线程继续执行" + Thread.currentThread().getName());//名字main
for(int i = 0; i < 60; i++) {
System.out.println("主线程 i=" + i);
//让主线程休眠
Thread.sleep(1000);
}
}
}
//说明
//1. 当一个类继承了 Thread 类， 该类就可以当做线程使用
//2. 我们会重写 run方法，写上自己的业务代码
//3. Thread 类的run 方法是 实现了 Runnable 接口的run方法
/*
@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
*/
class Cat extends Thread {
int times = 0;
@Override
public void run() {//重写run方法，写上自己的业务逻辑
while (true) {
//该线程每隔1秒。在控制台输出 “喵喵, 我是小猫咪”
System.out.println("喵喵, 我是小猫咪" + (++times) + " 线程名=" + Thread.currentThread().getName());
//让该线程休眠1秒 ctrl+alt+t
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if(times == 80) {
break;//当times 到80, 退出while, 这时线程也就退出..
}
}
}
}
二、实现Runnable接口
public class Thread02 {
public static void main(String[] args) {
Dog dog = new Dog();
//dog.start(); 这里不能调用start
//创建了Thread对象，把 dog对象(实现Runnable),放入Thread
Thread thread = new Thread(dog);
thread.start();
// Tiger tiger = new Tiger();//实现了 Runnable
// ThreadProxy threadProxy = new ThreadProxy(tiger);
// threadProxy.start();
}
}
class Animal {
}
class Tiger extends Animal implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("老虎嗷嗷叫....");
}
}
//线程代理类 , 模拟了一个极简的Thread类
class ThreadProxy implements Runnable {//你可以把Proxy类当做 ThreadProxy
private Runnable target = null;//属性，类型是 Runnable
@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();//动态绑定（运行类型Tiger）
}
}
public ThreadProxy(Runnable target) {
this.target = target;
}
public void start() {
start0();//这个方法时真正实现多线程方法
}
public void start0() {
run();
}
}
class Dog implements Runnable { //通过实现Runnable接口，开发线程
int count = 0;
@Override
public void run() { //普通方法
while (true) {
System.out.println("小狗汪汪叫..hi" + (++count) + Thread.currentThread().getName());
//休眠1秒
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if (count == 10) {
break;
}
}
}
}
三、实现Callable接口
callable是实现线程的一种处理方式，它的优点就是具有返回值，还可以有异常的抛出，并且在源码中可以看出在futuretask中对源码进行的处理。
- 理一遍callable的处理流程：
- 1）创建callable的实例化对象
- 2）把callable的实例化对象作为参数传入FutureTask对象中
- 3）把FutureTask作为参数传入创建线程Thread对象中
- 4）启动线程（start方法）
package com.knife.callableDemo;
import java.util.concurrent.Callable;
public class MyCallable implements Callable<String> {
@Override
public String call() throws Exception {
for (int i=1;i<=10;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"----------i=" + i);
}
return "成功";
}
}
测试类
package com.knife.callableDemo;
import java.util.concurrent.FutureTask;
public class DemoCallable {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 准备参数
MyCallable myCallable = new MyCallable();
// 准备一个futureTask对象
FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(myCallable);
// 创建线程
Thread thread = new Thread(futureTask);
// 启动线程
thread.start();
// 等待线程完成后，才能够获取返回的结果（get()方法：获取方法的返回值）
String s = futureTask.get();
System.out.println(s);
System.out.println("---------------------------------");
MyCallable myCallable1 = new MyCallable();
MyCallable myCallable2 = new MyCallable();
FutureTask<String> futureTask1 = new FutureTask<>(myCallable1);
FutureTask<String> futureTask2 = new FutureTask<>(myCallable2);
Thread thread1 = new Thread(futureTask1);
Thread thread2 = new Thread(futureTask2);
// 设置线程的优先级
thread1.setPriority(1);
// thread2.setPriority(2);
// 获取当前线程的优先级
System.out.println(thread1.getPriority());
System.out.println(thread2.getPriority());
// 启动线程
thread1.start();
thread2.start();
}
}
线程的优先级：
- 每个线程都有一个"优先级"，优先级可以用整数表示，取值范围为0~10，0为最低优先级，10位最高优先级，当决定哪个线程需要调度时，首先查看是否存在优先级高的可调度线程，如果存在，就从中选择进行调度。
- Thread类有三个优先级静态常量：MAX_PRIORITY为10，为线程最高优先级；MIN_PRIORITY取值为1，为线程最低优先级；NORM_PRIORITY取值为5，为线程中间位置的优先级。默认情况下，线程的优先级为NORM_PRIORITY。
- 特殊情况在于现在计算机都是多核多线程的配置，有可能优先级低的线程比优先级高的线程先运行，优先级高的线程可能比优先级低的线程后运行。
- 越高的线程获取CPU时间片的次数越多，线程start后就纳入到了线程调度器中统一管理，线程无权主动索取时间片只能被动分配，因此可以通过线程的优先级来最大程度的改善获取时间片 的几率。
多线程：
main线程启动两个线程
public class Thread03 {
public static void main(String[] args) {
T1 t1 = new T1();
T2 t2 = new T2();
Thread thread1 = new Thread(t1);
Thread thread2 = new Thread(t2);
thread1.start();//启动第1个线程
thread2.start();//启动第2个线程
//...
}
}
class T1 implements Runnable {
int count = 0;
@Override
public void run() {
while (true) {
//每隔1秒输出 “hello,world”,输出10次
System.out.println("hello,world " + (++count));
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if(count == 60) {
break;
}
}
}
}
class T2 implements Runnable {
int count = 0;
@Override
public void run() {
//每隔1秒输出 “hi”,输出5次
while (true) {
System.out.println("hi " + (++count));
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if(count == 50) {
break;
}
}
}
}
建议使用实现Runnable接口
多线程售票系统：（找出问题）
问题：可能会出现票数超卖（例子：当票数剩余1的时候，三个线程同时访问，最后导致票数超卖）
//使用多线程，模拟三个窗口同时售票100张
public class SellTicket {
public static void main(String[] args) {
//测试
// SellTicket01 sellTicket01 = new SellTicket01();
// SellTicket01 sellTicket02 = new SellTicket01();
// SellTicket01 sellTicket03 = new SellTicket01();
//
// //这里我们可能会出现超卖..
// sellTicket01.start();//启动售票线程
// sellTicket02.start();//启动售票线程
// sellTicket03.start();//启动售票线程
System.out.println("===使用实现接口方式来售票=====");
SellTicket02 sellTicket02 = new SellTicket02();
//这里我们可能会出现超卖..
new Thread(sellTicket02).start();//第1个线程-窗口
new Thread(sellTicket02).start();//第2个线程-窗口
new Thread(sellTicket02).start();//第3个线程-窗口
}
}
//使用Thread方式
class SellTicket01 extends Thread {
private static int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum
@Override
public void run() {
while (true) {
if (ticketNum <= 0) {
System.out.println("售票结束...");
break;
}
//休眠50毫秒, 模拟
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"
+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));
}
}
}
//实现接口方式
class SellTicket02 implements Runnable {
private int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum
@Override
public void run() {
while (true) {
if (ticketNum <= 0) {
System.out.println("售票结束...");
break;
}
//休眠50毫秒, 模拟
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"
+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));//1 - 0 - -1 - -2
}
}
}
线程终止：
public class ThreadExit_ {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
T t1 = new T();
t1.start();
//如果希望main线程去控制t1 线程的终止, 必须可以修改 loop
//让t1 退出run方法，从而终止 t1线程 -> 通知方式
//让主线程休眠 10 秒，再通知 t1线程退出
System.out.println("main线程休眠10s...");
Thread.sleep(10 * 1000);
t1.setLoop(false);
}
}
class T extends Thread {
private int count = 0;
//设置一个控制变量
private boolean loop = true;
@Override
public void run() {
while (loop) {
try {
Thread.sleep(50);// 让当前线程休眠50ms
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("T 运行中...." + (++count));
}
}
public void setLoop(boolean loop) {
this.loop = loop;
}
}
线程常用方法：
public class ThreadMethod01 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//测试相关的方法
T t = new T();
t.setName("老韩");
t.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);//1
t.start();//启动子线程
//主线程打印5 hi ,然后我就中断 子线程的休眠
for(int i = 0; i < 5; i++) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("hi " + i);
}
System.out.println(t.getName() + " 线程的优先级 =" + t.getPriority());//1
t.interrupt();//当执行到这里，就会中断 t线程的休眠.
}
}
class T extends Thread { //自定义的线程类
@Override
public void run() {
while (true) {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
//Thread.currentThread().getName() 获取当前线程的名称
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 吃包子~~~~" + i);
}
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 休眠中~~~");
Thread.sleep(20000);//20秒
} catch (InterruptedException e) {
//当该线程执行到一个interrupt 方法时，就会catch 一个 异常, 可以加入自己的业务代码
//InterruptedException 是捕获到一个中断异常.
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "被 interrupt了");
}
}
}
}
public class ThreadMethod02 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
T2 t2 = new T2();
t2.start();
for(int i = 1; i <= 20; i++) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println("主线程(小弟) 吃了 " + i + " 包子");
if(i == 5) {
System.out.println("主线程(小弟) 让 子线程(老大) 先吃");
//join, 线程插队
//t2.join();// 这里相当于让t2 线程先执行完毕
Thread.yield();//礼让，不一定成功..
System.out.println("线程(老大) 吃完了 主线程(小弟) 接着吃..");
}
}
}
}
class T2 extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 20; i++) {
try {
Thread.sleep(1000);//休眠1秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("子线程(老大) 吃了 " + i + " 包子");
}
}
}
public class ThreadMethodExercise {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t3 = new Thread(new T3());//创建子线程
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
System.out.println("hi " + i);
if(i == 5) {//说明主线程输出了5次 hi
t3.start();//启动子线程 输出 hello...
t3.join();//立即将t3子线程，插入到main线程，让t3先执行
}
Thread.sleep(1000);//输出一次 hi, 让main线程也休眠1s
}
}
}
class T3 implements Runnable {
private int count = 0;
@Override
public void run() {
while (true) {
System.out.println("hello " + (++count));
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if (count == 10) {
break;
}
}
}
}
用户线程和守护线程
public class ThreadMethod03 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyDaemonThread myDaemonThread = new MyDaemonThread();
//如果我们希望当main线程结束后，子线程自动结束
//,只需将子线程设为守护线程即可
myDaemonThread.setDaemon(true);
myDaemonThread.start();
for( int i = 1; i <= 10; i++) {//main线程
System.out.println("宝强在辛苦的工作...");
Thread.sleep(1000);
}
}
}
class MyDaemonThread extends Thread {
public void run() {
for (; ; ) {//无限循环
try {
Thread.sleep(1000);//休眠1000毫秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("马蓉和宋喆快乐聊天，哈哈哈~~~");
}
}
}
线程的生命周期：
public class ThreadState_ {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
T t = new T();
System.out.println(t.getName() + " 状态 " + t.getState());
t.start();
while (Thread.State.TERMINATED != t.getState()) {
System.out.println(t.getName() + " 状态 " + t.getState());
Thread.sleep(500);
}
System.out.println(t.getName() + " 状态 " + t.getState());
}
}
class T extends Thread {
@Override
public void run() {
while (true) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("hi " + i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
break;
}
}
}
Synchronized
public class SellTicket {
public static void main(String[] args) {
//测试
// SellTicket01 sellTicket01 = new SellTicket01();
// SellTicket01 sellTicket02 = new SellTicket01();
// SellTicket01 sellTicket03 = new SellTicket01();
//
// //这里我们会出现超卖..
// sellTicket01.start();//启动售票线程
// sellTicket02.start();//启动售票线程
// sellTicket03.start();//启动售票线程
// System.out.println("===使用实现接口方式来售票=====");
// SellTicket02 sellTicket02 = new SellTicket02();
//
// new Thread(sellTicket02).start();//第1个线程-窗口
// new Thread(sellTicket02).start();//第2个线程-窗口
// new Thread(sellTicket02).start();//第3个线程-窗口
//测试一把
SellTicket03 sellTicket03 = new SellTicket03();
new Thread(sellTicket03).start();//第1个线程-窗口
new Thread(sellTicket03).start();//第2个线程-窗口
new Thread(sellTicket03).start();//第3个线程-窗口
}
}
//实现接口方式, 使用synchronized实现线程同步
class SellTicket03 implements Runnable {
private int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum
private boolean loop = true;//控制run方法变量
Object object = new Object();
//同步方法（静态的）的锁为当前类本身
//解读
//1. public synchronized static void m1() {} 锁是加在 SellTicket03.class
//2. 如果在静态方法中，实现一个同步代码块.
/*
synchronized (SellTicket03.class) {
System.out.println("m2");
}
*/
public synchronized static void m1() {
}
public static void m2() {
synchronized (SellTicket03.class) {//静态方法中，锁要加载类本身
System.out.println("m2");
}
}
//说明
//1. public synchronized void sell() {} 就是一个同步方法
//2. 这时锁在 this对象
//3. 也可以在代码块上写 synchronize ,同步代码块, 互斥锁还是在this对象
public /*synchronized*/ void sell() { //同步方法, 在同一时刻， 只能有一个线程来执行sell方法
synchronized (/*this*/ object) {//同步代码块//调用同一个对象object
if (ticketNum <= 0) {
System.out.println("售票结束...");
loop = false;
return;
}
//休眠50毫秒, 模拟
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"
+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));//1 - 0 - -1 - -2
}
}
@Override
public void run() {
while (loop) {
sell();//sell方法是一个同步方法
}
}
}
//使用Thread方式
// new SellTicket01().start()
// new SellTicket01().start();
class SellTicket01 extends Thread {
private static int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum
// public void m1() {
// synchronized (this) {
// System.out.println("hello");
// }
// }
@Override
public void run() {
while (true) {
if (ticketNum <= 0) {
System.out.println("售票结束...");
break;
}
//休眠50毫秒, 模拟
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"
+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));
}
}
}
//实现接口方式
class SellTicket02 implements Runnable {
private int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum
@Override
public void run() {
while (true) {
if (ticketNum <= 0) {
System.out.println("售票结束...");
break;
}
//休眠50毫秒, 模拟
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"
+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));//1 - 0 - -1 - -2
}
}
}
线程死锁
public class DeadLock_ {
public static void main(String[] args) {
//模拟死锁现象
DeadLockDemo A = new DeadLockDemo(true);
A.setName("A线程");
DeadLockDemo B = new DeadLockDemo(false);
B.setName("B线程");
A.start();
B.start();
}
}
//线程
class DeadLockDemo extends Thread {
static Object o1 = new Object();// 保证多线程，共享一个对象,这里使用static
static Object o2 = new Object();
boolean flag;
public DeadLockDemo(boolean flag) {//构造器
this.flag = flag;
}
@Override
public void run() {
//下面业务逻辑的分析
//1. 如果flag 为 T, 线程A 就会先得到/持有 o1 对象锁, 然后尝试去获取 o2 对象锁
//2. 如果线程A 得不到 o2 对象锁，就会Blocked
//3. 如果flag 为 F, 线程B 就会先得到/持有 o2 对象锁, 然后尝试去获取 o1 对象锁
//4. 如果线程B 得不到 o1 对象锁，就会Blocked
//当线程A（true）拿了o1之后，需要拿到o2才能继续进行下去，而线程B（false）进入到else语句，获取到了o2后也需要获取o1才能继续进行下去，之后就导致卡死在这互斥锁里面了
if (flag) {
synchronized (o1) {//对象互斥锁, 下面就是同步代码
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入1");
synchronized (o2) { // 这里获得li对象的监视权
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入2");
}
}
} else {
synchronized (o2) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入3");
synchronized (o1) { // 这里获得li对象的监视权
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入4");
}
}
}
}
}
释放锁的操作
- 释放锁
不会释放锁的操作：
线程高级：
