java基础篇——多线程
多线程
一 引言 ：
进程是一个正在执行中的程序，每个进程执行都有一个执行顺序，或执行路径；
线程是进程中的内容，是进程中独立的控制单元；
线程控制着进程的执行，或者是一个控制单元；
一个进程中至少有一个线程；
二 如何创建线程
1.第一种方式为：
将类声明为Thread的子类，该子类应重写Thread类的run方法
例如：
<pre name="code" class="java">class Demo extends Thread
{
@Override
public void run() {
super.run();
}
}
class Test { public static void main(String[] args) { Demo d = new Demo(); d . start(); }}
2. 第二种方式是实现 Runnable接口，并重写Thread的run方法
class RunnableDemo implements Runnable{
@Override
public void run() {
}
}
class TestRunnableClass{
public static void main(String[] args)
{
RunnableDemo runnableDemo = new RunnableDemo();
Thread t = new Thread(runnableDemo);
t . start();
}
}
注： 1. 定义类实现Runable接口来创建线程
2. 覆盖 Runable 中run方法，将要执行的代码放入；
3. 通过 Thread 类建立线和对象
4.将 Runnable接口子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数中
5.调用 Thread类的 start 方法 开户线程
注： 两种创建线程方式的区别：
实现方式的好处，了单继承的局限性
在定义线程时，建议使用实现类
继承Thread： 线程代码存放在Thread类的run方法中
实现Runable，线程将代码存放在接口的子类run方法中
3.注 ： 在某一个时刻，只能有一个程序在运行；
在多线程中，有一个特性：随机执行；
d . run()；是调用类Demo类中的run方法，而未启动线程
4.为什么要重写run方法？
将自定义代码存储在run方法中，让线程运行；
例：
class ThreadDemos1 extends Thread
{
public void run()
{
for(int x =0;x<10;x++)
{
System.out.println(this.getName()+" " + x);
}
}
}
//其中 this.getName 是获得线程的名称
class ThreadDemos2 extends Thread
{
ThreadDemos2(String name)
{
super(name);
}
public void run()
{
for(int x =0;x<10;x++)
{System.out.println(this.getName()+" " + x);
}
}
}
建立测试类
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
ThreadDemos1 d1 = new ThreadDemos1();
d1.start();
ThreadDemos2 d = new ThreadDemos2("one");
d.start();
}
}
三 多线程运行状态
阻塞状态
|
线程建立——（start()）——运行————sleep（）————冻结
|
stop
四 自定义线程名称：
** 线程都有自己的名称 ： Thread-标号 ，， 标号是从0开始的；
** 获得线程名称的方法 ： this.getName(); Thread.currentThread().getName()
** 可以在线程初始化始时对线程命名；
1.在线程初始化时候对其命名
class Demoss extends Thread
{
public void run()
{
for(int x =0;x<10;x++)
{
System.out.println(this.getName()+" " + x);
}
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Demoss d1 = new Demoss("one");
d1.start();
}
}
2. 可以使用构造函数对其重命名；
class Demos extends Thread
{
Demos(String name)
{
super(name);
}
public void run()
{
for(int x =0;x<10;x++)
{
System.out.println(this.getName()+" " + x);
}
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Demos d1 = new Demos("one");
d1.start();
}
}
五 多线程的安全问题
1.同步 代码块
java对于多线程的安全问题，提供了专业的解决方式，就是 使用同步代码块，
结构
synchronized(对象)
{
被同步的代码
}
例如一个售票例子
总共1000张票 四个售票机
package test;
public class TestDeoo {
public static void main(String[] args) {
Ticket t = new Ticket();
Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
Thread t3 = new Thread(t);
Thread t4 = new Thread(t);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
class Ticket implements Runnable{
private int tick=1000;
Object obj = new Object();
public void run(){
while(true){
synchronized(obj){
if(tick>0){
" try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){ };
} <pre name="code" class="java">
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"sale"+tick--); } } }}
2.同步代码块原理：
例如有两个线程，当线程0获得CPU的执行权后，会读到synchronized代码块， 判断，然后会获得进入许可，继续执行下面的代码，随后synchronized 关闭入口，读到 stop时，线程结束，此时入口开放，等待下一线程的进入执行。。。。。。。。。。
3.使用同步代码块的前提
<1> 必须有两个或者两个以上的线程
<2> 必须是多个线程使用同一个锁
4.同步代码块的好处
解决了线程的安全问题
5.同步代码块的弊端
多个线程要判断锁，较为消耗资源
六 同步函数
例
public class StringDemo {
public static void main(String[] args) {
Cuss c = new Cuss();
Thread t = new Thread(c);
Thread t2 = new Thread(c);
t.start();
t2.start();
}
}
class Bank {
private int sum;
Object obj = new Object();
public void add(int x) {
synchronized (obj) {
sum = sum + x;
try {
Thread.sleep(10);
} catch (Exception e) {
}
System.out.println("sum " + sum);
}
}
}
class Cuss implements Runnable {
private Bank b = new Bank();
public void run() {
for (int x = 0; x < 3; x++) {
b.add(100);
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
}
使用同步函数形式来写出上述问题
class Banks {
private int sum;
Object obj = new Object();
public synchronized void add(int x) {
sum = sum + x;
try {
Thread.sleep(10);
} catch (Exception e) {
}
System.out.println("sum " + sum);
}
}
class Cuss implements Runnable
{
private Banks b = new Banks();
public void run() {
for (int x = 0; x < 3; x++) {
b.add(100);
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
}
public class stringDemo {
public static void main(String[] args) {
Cuss c = new Cuss();
Thread t = new Thread(c);
Thread t2 = new Thread(c);
t.start();
t2.start();
}
}
七 单例设计模式
1. 饿汉式
class Single {
private static final Single s = new Singles();
private Single() {
}
public static Single getInstanceP
{
return s;
}
}
2. 懒汉式
class Single {
private static Single s = null;
private Single() {
}
public static Single getInstance() {
if (s == null) {
synchronized (Single.class) {
if (s == null) {
s = new Single();
}
}
}
return s;
}
}
线程间的通讯
线程间的的通讯，其实就是多个线程在操作同一个资源；但是操作的动作不同的资源
新建一个资源：
class Res
{
String name;
String sex;
}
创建一个输入线程类： 输入与输出线程要操作同一个资源
class Input implements Runnable
{
Res r;
Input(Res r)
{
this.r=r;
}
public void run()
{
boolean b =true;
while(true)
{
if(b)
{
r.name="lishi";
r.sex="man";
b = false;
}
else
{
r.name="李四";
r.sex="男";
b = true;
}
}
}
}
新建一个输出线程： 输入线程与输出线程操作的是同一个资源
class Output implements Runnable
{
Res r;
Output(Res r)
{
this.r=r;
}
public void run()
{
while(true)
{
System.out.println(r.name);
}
}
}
新建一个测试类
public class TestDemo {
public static void main(String[] args)
{
Res r = new Res();
Input in = new Input(r);
Output out = new Output(r);
Thread t = new Thread(in );
Thread tl = new Thread(out);
t.start();
tl.start();
}
}
这个程序的输出结果应该为 lishi man
李四 男
。。。。。
测试一下，会出现乱码现象，如果要修改安全问题，就应该使用同步代码块
class Res
{
String name;
String sex;
}
class Input implements Runnable
{
Res r;
Input(Res r)
{
this.r=r;
}
public void run()
{
boolean b =true;
while(true)
{
synchronized(r)
{
if(b)
{
r.name="lishi";
r.sex="man";
b = false;
}
else
{
r.name="李四";
r.sex="男";
b = true;
}
}
}
}
}
class Output implements Runnable
{
Res r;
Output(Res r)
{
this.r=r;
}
public void run()
{
synchronized(r)
{
while(true)
{
System.out.println(r.name+" "+r.sex);
}
}
}
}
这样的话就解决了线程间的安全问题了
线程间的等待唤醒机制
新建一个资源
class Res
{
String name;
String sex;
boolean bo = false;
}
class Input implements Runnable
{
Res r;
Input(Res r)
{
this.r=r;
}
public void run()
{
boolean b =true;
while(true)
{
synchronized(r)
{
if(r.bo)
try{r.wait();}catch(Exception e){}
if(b)
{
r.name="lishi";
r.sex="man";
b = false;
}
else
{
r.name="李四";
r.sex="男";
b = true;
}
r.bo =true ;
r.notify();
}
}
}
}
class Output implements Runnable
{
Res r;
Output(Res r)
{
this.r=r;
}
public void run()
{
while(true)
{
synchronized(r)
{
if(!r.bo)
try{r.wait();}catch(Exception e){}
System.out.println(r.name+" "+r.sex);
r.bo=false;
r.notify();
}
}
}
}
public class StringDemo {
public static void main(String[] args)
{
Res r = new Res();
Input in = new Input(r);
Output out = new Output(r);
Thread t = new Thread(in );
Thread tl = new Thread(out);
t.start();
tl.start();
}
}
输出结果为
李四 男
lishi man
李四 男
lishi man
李四 男
lishi man
李四 男
lishi man
李四 男
lishi man
李四 男
lishi man
李四 男
lishi man
李四 男
lishi man
李四 男
注 ： wait :
notify()
notifyAll()
都使用在同步中，因为要对持有监视器的线程操作，所以要使用在同步中，因为只有 同步才具有锁；
为什么这些操作线程的方法要定义在object 类中呢？
因为这些方法在操作同步线程中，都必须要标识它们所操作线程的锁，只有同一个锁上的被等待线程，可以被同一个锁上的notify唤醒，不可以对不同锁中的线程进行唤醒，也就是说，等待和唤醒必须是同一个锁，而锁可以是任意对象，所以可以被任意对象调用的方法定义在Object类中
优化后的代码
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Resi r = new Resi();
new Thread(new Inputi(r)).start();
new Thread(new Outputi(r)).start();
}
}
class Resi
{
String name;
String sex;
boolean bo = false;
public synchronized void set(String name ,String sex)
{
if(bo)
try{this.wait();}catch(Exception e){}
this.name = name;
this.sex = sex;
bo = true ;
this.notify();
}
public synchronized void out()
{
if(!bo)
try{this.wait();}catch(Exception e){}
System.out.println(name +" "+sex);
bo = false;
this.notify();
}
}
class Inputi implements Runnable
{
Resi r;
Inputi(Resi r)
{
this.r = r;
}
public void run()
{
boolean b =true;
while(true)
{
if(b)
{
r.set("lishi","man");
b = false;
}
else
{
r.set("李四","男");
b = true;
}
}
}
}
class Outputi implements Runnable
{
Resi r;
Outputi(Resi r)
{
this.r = r;
}
public void run()
{
while(true)
r.out();
}
生产者与消费者 线程间的通信
public class StringDemo {
public static void main(String[] args) {
Resourced r = new Resourced();
new Thread(new Producerd(r)).start();//1
new Thread(new Producerd(r)).start();//2
new Thread(new Consumerd(r)).start();//3
new Thread(new Consumerd(r)).start();//4
}
}
/*
* 生产一个，消费一个*/
class Resourced
{
private String name;
private int count = 1;
private boolean flag = false;
public synchronized void set(String name)
{
while(flag)
try{wait();}catch(Exception e){}
this.name = name+" "+count++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产者,,,," + this.name);
flag = true;
this.notifyAll();
}
public void out(){
while(!flag)
try{wait();}catch(Exception e){}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消费者 " + this.name);
flag = false;
this.notifyAll();
}
}
class Producerd implements Runnable
{
private Resourced res ;
Producerd(Resourced res)
{
this.res = res;
}
public void run()
{
while(true)
'7B
res.set("商品");
}
}
}
class Consumerd implements Runnable
{
private Resourced res;
Consumerd(Resourced res)
{
this.res = res;
}
public void run()
{
while(true)
{
res.out();
}
}
}