简单理解:进程就是正在运行的程序
独立性:进程是系统中独立存在的实体,它可以拥有自己独立的资源,每一个进程都拥有自己私有的地址空间。
动态性:进程的实质是程序的一次执行过程,进程是动态产生,动态消亡的。
并发性:任何进程都可以同其他进程一起并发执行
线程(Thread)是一个程序内部的一条执行流程
程序中如果只有一条执行流程,那这个程序就是单线程的程序。
操作系统可以同时执行多个任务,每个任务就是进程,进程可以同时执行多个任务,每个任务就是线程。
进程在执行的时候其实是执行的是进程中对应的线程。
对于一个CPU而言,他在某个时间点只能执行一个程序,即一个进程,其实CPU是不断地在这些进程间轮换执行的,由于执行速度相对人的感觉来说过快,所以我们感觉不到而已。
使用多线程可以提高程序的执行效率
方法介绍
方法名 | 说明 |
---|---|
void run() | 在线程开启后,此方法将被调用执行 |
void start() | 使此线程开始执行,Java虚拟机会调用run方法() |
//1.让子类继承Thread线程类
class MyThread extends Thread{
//2.必须重写Thread类的run方法
@Override
public void run() {
//描述线程的执行任务
System.out.println("子线程");
}
}
//main方法是由一条默认的主线程负责执行
public static void main(String[] args) {
//4.创建MyThread线程类的对象代表一个线程
MyThread t = new MyThread();
//4.启动线程(自动执行run方法)
t.start();
System.out.println("主线程");
}
方式一优缺点:
优点:编码简单
缺点:线程类已经继承Thread类,无法继承其他类,不利于功能的扩展。
注意:
启动线程必须是调用start方法,不是调用run方法
直接调用run方法会当成普通方法执行,此时相当于还是单线程执行。
只有调用start方法才是启动一个新线程
不要把主线程任务放在启动子线程之前
这样主线程一直是先跑完的,相当于是一个单线程的效果
Thread构造方法
方法名 | 说明 |
---|---|
Thread(Runnable target) | 分配一个新的Thread对象 |
Thread(Runnable target, String name) | 分配一个新的Thread对象 |
//定义一个任务类,实现Runnable接口
class MyRunnable implements Runnable{
//重写Runnable的run方法
@Override
public void run() {
//线程要执行的任务
System.out.println("子线程任务");
}
}
public static void main(String[] args) {
//创建任务对象
Runnable target = new MyRunnable();
//把任务对象交给一个线程对象处理
//public Thread(Runnable target)
new Thread(target).start();
System.out.println("主线程任务");
}
方式二优缺点:
public static void main(String[] args) {
//直接创建Runnable接口的匿名内部类形式(任务对象)
Runnable target = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("子线程任务一");
}
};
new Thread(target);
//形式二
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("子线程任务二");
}
}).start();
System.out.println("主线程任务");
}
}
方法介绍
方法名 | 说明 |
---|---|
V call() | 计算结果,如果无法计算结果,则抛出一个异常 |
FutureTask(Callable callable) | 创建一个 FutureTask,一旦运行就执行给定的 Callable |
V get() | 如有必要,等待计算完成,然后获取其结果 |
//定义一个任务类,实现Callable接口
class MyCallable implements Callable<Integer>{
//重写Call方法,编写线程任务
@Override
public Integer call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
sum += i;
}
return sum;
}
}
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
//创建Callable实现类对象
MyCallable mc = new MyCallable();
//创建线程任务对象
FutureTask<Integer> ift = new FutureTask<>(mc);
//创建线程对象,传递线程任务对象
Thread thread = new Thread(ift);
//调用start方法开启线程
thread.start();
//通过线程任务对象,获取线程执行完毕后的结果
System.out.println(ift.get());
}
方式三优缺点:
继承Thread类
实现Runnbale接口
-实现Callable接口
继承线程类好处可以直接调用线程类的方法,使用方便,弊端是扩展性降低了,如果已经有了其他父类,就不能使用这一种了。
实现Runnbale接口,实现可调用接口好处是扩展性强,就算有了其他的父类,也可以继续实现机接口。
弊端:调用方法不是那么方便,需要先获取到当前的线程对象,再调用方法.
实现Runnable接口,重写的Run方法,方法没有返回值
实现Cal1able接口,重写的CA 11方法,方法有返回值.
方法名 | 说明 |
---|---|
void setName(String name) | 将此线程的名称更改为等于参数name |
String getName() | 返回此线程的名称 |
Thread currentThread() | 返回对当前正在执行的线程对象的引用 |
方法名 | 说明 |
---|---|
static void sleep(long millis) | 使当前正在执行的线程停留(暂停执行)指定的毫秒数 |
方法名 | 说明 |
---|---|
final int getPriority() | 返回此线程的优先级 |
final void setPriority(int newPriority) | 更改此线程的优先级线程默认优先级是5;线程优先级的范围是:1-10 |
两种调度方式
Java使用的是抢占式调度模型
随机性
假如计算机只有一个 CPU,那么 CPU 在某一个时刻只能执行一条指令,线程只有得到CPU时间片,也就是使用权,才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性,因为谁抢到CPU的使用权是不一定的
当程序中的其他线程结束时,守护线程也会随之结束
方法名 | 说明 |
---|---|
final void setDaemon(boolean on) | 设置为守护线程 |
安全问题出现的条件
是多线程环境
有共享数据
有多条语句操作共享数据
如何解决多线程安全问题呢?
怎么实现呢?
把多条语句操作共享数据的代码给锁起来,让任意时刻只能有一个线程执行即可
Java提供了同步代码块的方式来解决
同步代码块格式:
synchronized(任意对象) {
多条语句操作共享数据的代码
}
synchronized(任意对象):就相当于给代码加锁了,任意对象就可以看成是一把锁
同步的好处和弊端
好处:解决了多线程的数据安全问题
弊端:当线程很多时,因为每个线程都会去判断同步上的锁,这是很耗费资源的,无形中会降低程序的运行效率
代码演示
public class SellTicket implements Runnable {
private int tickets = 100;
private Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (obj) { // 对可能有安全问题的代码加锁,多个线程必须使用同一把锁
// t1进来后,就会把这段代码给锁起来
if (tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
// t1休息100毫秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 窗口1正在出售第100张票
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖出了第" + tickets + "号票");
tickets--; //tickets = 99;
}
}
// t1出来了,这段代码的锁就被释放了
}
}
}
public class SellTicketDemo {
public static void main(String[] args) {
SellTicket st = new SellTicket();
Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
同步方法的格式
同步方法:就是把 synchronized 关键字加到方法上
修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {
方法体;
}
同步方法的锁对象是什么呢? this
静态同步方法
同步静态方法:就是把synchronized关键字加到静态方法上
修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {
方法体;
}
同步静态方法的锁对象是什么呢? 类名.class
虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题,但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁,在哪里释放了锁,为了更清晰的表达如何加锁和释放锁,JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock
Lock是接口不能直接实例化,这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化
ReentrantLock构造方法
方法名 | 说明 |
---|---|
ReentrantLock() | 创建一个ReentrantLock的实例 |
加锁解锁方法
方法名 | 说明 |
---|---|
void lock() | 获得锁 |
void unlock() | 释放锁 |
代码演示
public class Ticket implements Runnable {
//票的数量
private int ticket = 100;
private Object obj = new Object();
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while (true) {
//synchronized (obj){//多个线程必须使用同一把锁.
try {
lock.lock();
if (ticket <= 0) {
//卖完了
break;
} else {
Thread.sleep(100);
ticket--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "在卖票,还剩下" + ticket + "张票");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Ticket ticket = new Ticket();
Thread t1 = new Thread(ticket);
Thread t2 = new Thread(ticket);
Thread t3 = new Thread(ticket);
t1.setName("窗口一");
t2.setName("窗口二");
t3.setName("窗口三");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
概述
线程死锁是指由于两个或者多个线程互相持有对方所需要的资源,导致这些线程处于等待状态,无法前往执行
什么情况下会产生死锁
代码演示
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Object objA = new Object();
Object objB = new Object();
new Thread(()->{
while(true){
synchronized (objA){
// 线程一
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----抢到了执行权, 上A锁");
synchronized (objB){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----抢到了执行权, 上B锁");
}
}
}
}).start();
new Thread(()->{
while(true){
synchronized (objB){
// 线程二
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----抢到了执行权, 上B锁");
synchronized (objA){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----抢到了执行权, 上A锁");
}
}
}
}).start();
}
}
概述
生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式,弄懂生产者消费者问题能够让我们对多线程编程的理解更加深刻。
所谓生产者消费者问题,实际上主要是包含了两类线程:
一类是生产者线程用于生产数据
一类是消费者线程用于消费数据
为了解耦生产者和消费者的关系,通常会采用共享的数据区域,就像是一个仓库
生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中,并不需要关心消费者的行为
消费者只需要从共享数据区中去获取数据,并不需要关心生产者的行为
Object类的等待和唤醒方法
方法名 | 说明 |
---|---|
void wait() | 导致当前线程等待,直到另一个线程调用该对象的 notify()方法或 notifyAll()方法 |
void notify() | 唤醒正在等待对象监视器的单个线程 |
void notifyAll() | 唤醒正在等待对象监视器的所有线程 |
public class Box {
public static boolean flag = false;
}
public class Consumer extends Thread {
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (Box.class) {
if (Box.flag == false) {
// 等待
try {
System.out.println("没有包子了, 消费者等待...");
Box.class.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} else {
System.out.println("消费者开吃....");
Box.flag = false;
Box.class.notifyAll();
}
}
}
}
}
public class Maker extends Thread{
@Override
public void run() {
while(true){
synchronized (Box.class) {
if(Box.flag == false){
// 没包子了, 生产者制作
System.out.println("生产制作包子....");
Box.flag = true;
Box.class.notifyAll();
}else {
// 有包子, 生产者等待
System.out.println("有包子, 生产者等待");
try {
Box.class.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Consumer c = new Consumer();
Maker m = new Maker();
c.start();
m.start();
}
}