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多线程

时间:2020-07-08 18:17:55      阅读:59      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:抢占式   strong   oid   有一个   基本   ext   thread   submit   并且   

线程概念

  • 进程:启动一个应用程序就叫一个进程。 接着又启动一个应用程序,这叫两个进程。每个进程都有一个独立的内存空间;进程也是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位;系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。

  • 线程:线程是在进程内部同时做的事情,一个进程中可以有多个线程,这个应用程序也可以称之为多线程程序。

  • 一个程序运行后至少有一个进程,一个进程中可以包含多个线程

  • 线程调度:

    • 分时调度:所有线程轮流使用 CPU 的使用权,平均分配每个线程占用 CPU 的时间。
    • 抢占式调度:优先让优先级高的线程使用 CPU,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个(线程随机性),Java使用的为抢占式调度。

创建多线程

  • 方法一:创建Thread类的子类

    1. 创建Thread类的子类,并重写该类的run()方法,设置线程任务。

    2. 创建Thread子类的实例,即创建了线程对象

    3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

      //方法一:
      //定义Thread类的子类,并重写该类的run()方法
      public class MyThreadDemo01 extends Thread {
          @Override
          public void run() {
              for (int i = 0; i < 20 ; i++) {
                  System.out.println(getName()+"-->"+i);
              }
          }
      }
      
      //主线程
      public class MainThread01 {
          public static void main(String[] args) {
              //创建Thread子类的实例,即创建了线程对象
              MyThreadDemo01 thread01 = new MyThreadDemo01();
      
              //调用线程对象的start()方法来启动该线程
              thread01.start();
      
              for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
              }
          }
      }
      

      public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用。

      public String getName() :获取当前线程名称。

      public void start() :导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。

      public void run() :此线程要执行的任务在此处定义代码。

      public static void sleep(long millis) :使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停(暂时停止执行)。

  • 方法二:实现Runnable接口

    1. 定义Runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,设置线程任务

    2. 创建Runnable实现类对象

    3. 创建Thread类的对象,并且该对象构造方法中传递Runnable实现类对象

    4. 调用Thread对象的start()方法来启动线程

      //方法二:
      //定义Runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,设置线程任务
      public class MyThreadDemo02 implements Runnable{
          @Override
          public void run() {
              for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
              }
          }
      }
      
       //主线程
      public class MainThread {
          public static void main(String[] args) {   
              //创建Runnable实现类对象
              MyThreadDemo02 runnable = new MyThreadDemo02();
      
              //创建Thread类的对象,并且该对象构造方法中传递Runnable实现类对象
              Thread thread02 = new Thread(runnable);
      
              //调用Thread对象的start()方法来启动线程
              thread02.start();
      
              for (int i = 0; i < 20 ; i++) {
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
              }
          }
      }
      
  • 方法三:匿名内部类方式

    匿名内部类能够简化程序

    //方法三:匿名内部类
    public class MainThread {
        public static void main(String[] args) {
            //Thread方式
            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
                    }
                }
            }.start();
            //Runnable接口方式
    		new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
                    }
                }
            }).start();
            ////////////////////////////////////////////////
    
            for (int i = 0; i < 20 ; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
            }
        }
    }
    

线程安全问题

  • 多线程访问共享数据,,且多个线程中对资源有写的操作,就会出现线程安全问题

    线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作,而无写操作,一般来说,这个全局变量是线程安全的;若有多个线程同时执行写操作,一般都需要考虑线程同步, 否则的话就可能影响线程安全。

  • 解决线程安全问题采用线程同步机制,主要有以下三种方式:

    • 同步代码块

    • 同步方法

    • 锁机制

同步代码块

同步代码块:synchronized 关键字可以用于方法中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问。

  • 格式:synchronized(锁对象){ //访问共享数据的代码 }

  • 锁对象可以是任意类型

  • 多个线程对象要使用同一把锁

  • 锁对象是将同步代码块锁住,只让线程在同步代码块中执行

    public class SafeRunnableDemo implements Runnable {
        private int ticket = 100;
    
        //同步代码块
        //创建锁对象
        Object lock = new Object();
    
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                //锁住同步代码块
                synchronized (lock){
                    if (ticket > 0) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖第" + ticket + "张");
                        ticket--;
                    }
                }
            }
        }
    }
    

同步方法

同步方法:使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外等着

  • 格式:修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(参数列表) { //访问共享数据的代码 }

  • 把共享了同步数据的代码抽取出来,放入同步方法中

    public class SafeRunnableDemo implements Runnable {
        private int ticket = 100;
    
        //同步方法
        //定义一个同步方法
        public synchronized void lock(){
            //同步方法锁住代码块
            if (ticket > 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖第" + ticket + "张");
                ticket--;
            }
        }
    
        //重写run并使用同步方法
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                lock();
            }
        }
    }
    

Lock锁

Lock提供了比synchronized更广泛的锁操作

  • 在Lock接口中 void lock() 获取锁,void unlock() 释放锁

  • 需要在成员位置处创建ReentraLock对象,在共享数据代码块之前调用方法lock()获取锁,在之后用unlock()方法释放锁

    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    public class SafeRunnableDemo implements Runnable {
        private int ticket = 100;
    
        //Lock锁方法
        //创建ReentrantLock对象
        Lock lock = new ReentrantLock();
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                //在可能出现问题的代码块之前用lock()方法
                lock.lock();
                if (ticket > 0) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖第" + ticket + "张");
                    ticket--;
                }
                //在可能出现问题的代码块之后用unlock()方法
                lock.unlock();
            }
        }
    }
    

线程机制

  • NEW(新建):线程刚被创建,但是并未启动。还没调用start()方法。

  • Runnable(可运行):线程可以在java虚拟机中运行的状态,可能正在运行自己代码,也可能没有,这取决于操作系统处理器。

  • Blocked(锁阻塞):当一个线程试图获取一个对象锁,而该对象锁被其他的线程持有,则该线程进入Blocked状态;当该线程持有锁时,该线程将变成Runnable状态。

  • Waiting(无限等待):一个线程在等待另一个线程执行一个(唤醒)动作时,该线程进入Waiting状态。进入这个状态后是不能自动唤醒的,必须等待另一个线程调用notify()或者notifyAll()方法才能够唤醒。

  • Timed Waiting(计时等待):同waiting状态,有几个方法有超时参数,调用他们将进入Timed Waiting状态。这一状态 将一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有Thread.sleep()Object.wait()

  • Teminated(被终止):因为run方法正常退出而死亡,或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。

    一个调用了某个对象的 Object.wait() 方法的线程会等待另一个线程调用此对象Object.notify()方法 或 Object.notifyAll()方法。

    其实waiting状态并不是一个线程的操作,它体现的是多个线程间的通信,可以理解为多个线程之间的协作关系, 多个线程会争取锁,同时相互之间又存在协作关系。

    当多个线程协作时,比如A,B线程,如果A线程在Runnable(可运行)状态中调用了wait()方法那么A线程就进入 了Waiting(无限等待)状态,同时失去了同步锁。假如这个时候B线程获取到了同步锁,在运行状态中调用了 notify()方法,那么就会将无限等待的A线程唤醒。注意是唤醒,如果获取到锁对象,那么A线程唤醒后就进入 Runnable(可运行)状态;如果没有获取锁对象,那么就进入到Blocked(锁阻塞状态)。

    public class WaitAndSleep {
        public static void main(String[] args) {
            //创建锁对象
            Object lock = new Object();
    
            //匿名内部类创建线程1
            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"需要买票");
                    //用同步代码块包裹
                    synchronized (lock){
                        try {
                            //lock.wait(5000);//到5秒自动醒来
                            lock.wait();//进入无限等待,需要唤醒
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买到了票");
                }
            }.start();
    
            //匿名内部类创建线程2
            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(5000);//等待5秒
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出票了");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //用同步代码块包裹
                    synchronized (lock){
                        lock.notify();//如果有多个线程等待,随机唤醒一个
                        //lock.notifyAll();//唤醒所有等待的线程
                    }
                }
            }.start();
        }
    }
    

线程池

当在系统中用到了很多的线程,大量的启动和结束动作会导致系统的性能变卡,响应变慢,采用线程池可以解决这个问题。线程池就相当于一个容器(如同ArrayList),执行的任务放入线程池中,多出来的任务就等待线程池中的任务执行完再放入。

  • 使用线程池的工厂类 Executors 里的静态方法 newFixedThreadPool 生产指定线程数量的线程池,返回为ExecutorService接口

  • 创建一个类实现Runnable接口,重写run方法,设置线程任务

  • 调用ExecutorService中的submit方法,传递线程任务,开启线程

  • 销毁线程池:ExecutorService中的shutdown方法

    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    //线程池
    public class ThreadPoolMain {
        public static void main(String[] args) {
            //使用线程池的工厂类 Executors里的静态方法 newFixedThreadPool
            // 生产指定线程数量的线程池,返回为ExecutorService接口
            ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
    
            //调用ExecutorService中的submit方法,传递线程任务,开启线程
            es.submit(new ThreadPoolDemo01());
        }
    }
    
    //////////////////////////////////////////////////////
    
    //创建一个类实现Runnable接口,重写run方法,设置线程任务
    public class ThreadPoolDemo01 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            ...
        }
    }
    

多线程

标签:抢占式   strong   oid   有一个   基本   ext   thread   submit   并且   

原文地址:https://www.cnblogs.com/geqianLee/p/13268370.html

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