Java基础——深入理解Java中的多线程（超级详细，值得你看）

---

开发中优先选择实现Runnable方式

原因：

1. 实现的方式没有类的单继承性的局限性

2. 实现的方式更适合来处理多个线程共享数据的情况

相同点：都需要重写run()，将线程要执行的代码声明在run()方法中

线程的生命周期

---

解决线程安全问题；

使用同步代码块

package com.haust.java;

/*出现线程安全问他的 解决方法：

• 当一个线程a在操作ticket的时候，其他线程不能参与进来，直到线程参与进来，也操作完ticket时，线程才可以开始操作ticket，这种情况即使线程a出现了阻塞，也不能被改变*/

/*在Java中，我们通过同步机制，来解决线程的安全问题

• 方式1：同步代码块

*synchronized(同步监视器){//需要被同步的代码}

• 说明：操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码

• 共享数据：多个线程共同操作的变量，比如：ticket就是共享数据

• 同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁.

• 要求：多个线程必须要共用同一把锁。

• 方式2：同步方法

• 同步的方式解决了线程安全问题——好处

• 操作同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待，相当于是一个单线程的过程，效率低

• */

public class WindowTest1 {

public static void main(String[] args) {

Window1 w = new Window1();

Thread thread1 = new Thread(w);

thread1.setName(“窗口1”);

Thread thread2= new Thread(w);

thread2.setName(“窗口2”);

thread1.start();

thread2.start();

}

}

class Window1 implements Runnable{

private int ticket = 100;

Object obj = new Object();

@Override

public void run() {

while(true){

synchronized (obj){

if(ticket > 0){

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “票号：” + ticket);

ticket–;

}

else

{

break;

}

}

}

}

}

使用同步方法

线程的死锁问题

---

死锁

• 不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁

• 出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所有的线程都处于阻塞状态，无法继续

解决方法

• 专门的算法、原则

• 进来减少同步资源的定义

• 进来避免嵌套同步

解决线程安全问题方式三：

---

package com.haust.java1;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/*解决线程安全问题的方式三：Lock锁——JDK5.0新增

• 面试题：synchronized与Lock的异同点

• 相同点：二者都可以解决线程安全问题

• 不同点：synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器

•       Lock需要手动的启动同步（lock()），同时结束同步也需要手动的实现（unlock()）
  

• 面试题：如何解决线程安全问题 */

public class LockTest {

public static void main(String[] args) {

Window w = new Window();

Thread t1 = new Thread(w);

Thread t2 = new Thread(w);

Thread t3 = new Thread(w);

t1.setName(“窗口1”);

t2.setName(“窗口2”);

t3.setName(“窗口3”);

t1.start();

t2.start();

t3.start();

}

}

class Window implements Runnable{

private int ticket = 100;

//1、实例化ReentrantLock

private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);

@Override

public void run() {

while(true){

try {

//2、调用Lock方法

lock.lock();

if(ticket > 0){

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+“卖票：”+ticket);

ticket–;

}

else {

break;

}

}finally {

//3、调用解锁方法：unlock()

lock.unlock();

}

}

}

}

存钱案例

---

package com.haust.exer;

/*银行有一个账户

• 有两个储户分别想同一个账户存3000元，每次存1000，存3次，每次存完打印账户余额

• 分析：

• 1、是否是多线程问题？是，两个储户线程

• 2、是否有共享数据？有，账户（或账户余额）

• 3、是否有线程安全问题？有

• 4、是否需要考虑如何解决线程安全问题？同步机制：有三种方式

• */

class Account{

private double balance;

public Account(double balance) {

this.balance = balance;

}

//存储

public synchronized void deposit(double amt){

if (amt > 0){

balance += amt;

try {

Thread.sleep(1000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+“存钱成功，账户余额为：” + balance);

}

}

}

class Customer extends Thread{

private Account account;

public Customer(Account account){

this.account = account;

}

@Override

public void run() {

for (int i = 0; i < 3; i++) {

account.deposit(1000);

}

}

}

public class AccountTest {

public static void main(String[] args) {

Account account = new Account(0);

Customer c1 = new Customer(account);

Customer c2 = new Customer(account);

c1.setName(“甲”);

c2.setName(“乙”);

c1.start();

c2.start();

}

}

线程通信的例子

---

package com.haust.java2;

/*线程通信的例子：使用两个线程打印1-100，线程A，线程B，交替打印

• 涉及到的三个方法：

• wait()一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器

• notify()：一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程，如果有多个线程被wait,就唤醒优先级高的那个

• notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程

• 说明：

• 1、wait()，notify(),notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中

• 2、wait()，notify(),notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器，否则会出现IllegalMonitorStateException异常*/

class Number implements Runnable{

private int number = 1;

@Override

public void run() {

while (true){

synchronized (this){

notify();

if(number <= 100){

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+“:”+number);

number++;

try {

wait();//使得调用如下wait()方法的进程进入阻塞状态

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

else

{

break;

}

}

}

}

}

public class CommunicationTest {

public static void main(String[] args) {

Number number = new Number();

Thread t1 = new Thread(number);

Thread t2 = new Thread(number);

t1.setName(“A”);

t2.setName(“B”);

t1.start();

t2.start();

}

}

面试题：sleep()方法和wait()方法的异同

相同点：

• 一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态

不同点：

• 两个方法声明的位置不同

• Thread类中声明sleep(),Object类中声明wait()

• 调用的要求不同：

• sleep()可以用在任何需要的场景下调用，wait()必须使用在同步代码块或同步方法中

• 关于是否释放同步监视器

• 如果两个方法都是用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁

经典消费者与生产者案例

---

package com.haust.java2;

/*线程通信的应用

• 分析：

• 1、是否有多线程问题？是，生产者线程，消费者线程

• 2、是否有共享数据？是店员

• 3、如何解决线程的安全问题？同步机制三种方法

• 4、是否涉及到线程的通信？是

• */

class Clerk{

private int productCount = 0;

//生产产品

public synchronized void produceProduct() {

if(productCount < 20){

productCount++;

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+“开始生产第”+productCount+“个产品”);

notify();

}

else {

try {

wait();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

//消费产品

public synchronized void consumeProduct() {

if (productCount > 0){

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+“开始销售第”+productCount+“个产品”);

productCount–;

notify();

}

else {

try {

wait();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

class Producer extends Thread{

private Clerk clerk;

public Producer(Clerk clerk){

this.clerk = clerk;

}

@Override

public void run() {

System.out.println(getName()+“:开始生产产品……”);

while(true){

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

clerk.produceProduct();

}

}

}

class Consumer extends Thread{

private Clerk clerk;

public Consumer(Clerk clerk){

this.clerk = clerk;

}

@Override

public void run() {

System.out.println(getName()+“:开始购买产品……”);

while(true){

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

clerk.consumeProduct();

}

}

}

public class ProductTest {

public static void main(String[] args) {

Clerk c = new Clerk();

Producer p1 = new Producer©;

p1.setName(“生产者1”);

Consumer c1 = new Consumer©;

c1.setName(“消费者1”);

p1.start();

c1.start();

}

}

JDK5.0新增线程创建方式

---

新增方式一：实现Callable接口

与使用Runnable相比，Callable功能更强大一下

• 相比run()方法，可以有返回值

• 方法可以抛出异常

• 支持范型的返回值

• 需要借助FutureTask类，比如获取返回结果

Future接口

• 可以对具体Runnable、Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等

• FutureTask是Future接口的唯一实现类

• FutureTask同时实现了Runnable,Future接口，它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值

package com.haust.java2;

import java.util.concurrent.Callable;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

import java.util.concurrent.FutureTask;

/*创建线程的方式三：实现Callable接口。JDK5.0新增

• */

//1、创建一个实现Callable的实现类

class NumThread implements Callable{

// 2、实现call()方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中

@Override

public Object call() throws Exception {

int sum = 0;

for (int i = 0; i < 100; i++) {

if(i % 2 == 0){

System.out.println(i);

sum += i;

}

}

return sum;

}

}

public class ThreadNew {

public static void main(String[] args) {

// 3、创建callable接口实现类的对象

NumThread numThread = new NumThread();

// 4、将此callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象

FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);

Thread thread = new Thread(futureTask);

thread.start();

try {

//get()返回值即为FutureTask构造参数Callable实现类重写的call()的返回值

Object sum = futureTask.get();

System.out.println(“总和为：”+sum);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

} catch (ExecutionException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

创建多线程的方式四

---

package com.haust.java2;

import java.util.concurrent.Executor;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

/创建多线程的方式四/

public class ThreadPool {

public static void main(String[] args) {

ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

service.execute(new NumThread1());//适合适用于Runnable

service.execute(new NumThread2());//适合适用于Runnable

// service.submit(Callable callable);//适合用于Callable

}

}

class NumThread1 implements Runnable{

@Override

public void run() {

for (int i = 0; i <= 100 ; i++) {

if (i %2 == 0) {

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+“:”+i);

}

}

}

}

class NumThread2 implements Runnable{

@Override

public void run() {

for (int i = 0; i <= 100 ; i++) {

if (i %2 != 0) {

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+“:”+i);

}

}

}

}

使用线程池的好处

---

• 提升响应速度（减少了创建新线程的时间）

• 降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）

• 便于线程管理

/ service.submit(Callable callable);//适合用于Callable

}

}

class NumThread1 implements Runnable{

@Override

public void run() {

for (int i = 0; i <= 100 ; i++) {

if (i %2 == 0) {

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+“:”+i);

}

}

}

}

class NumThread2 implements Runnable{

@Override

public void run() {