多线程的实现及常用方法_DAY23
1:多线程(理解)
(1)如果一个应用程序有多条执行路径，则被称为多线程程序。
进程：正在执行的程序。
线程：程序的执行路径，执行单元。
单线程：如果一个应用程序只有一条执行路径，则被称为单线程程序。
多线程：如果一个应用程序有多条执行路径，则被称为多线程程序。
举例：迅雷下载，360的管理界面。
单进程单线程：一个人点一桌菜
单进程多线程：多个人点一桌菜
多进程多线程：多个人点多桌菜
(2)多线程程序实现的两种方案：(掌握 步骤我们一起写，代码你写)
A:继承Thread类
a:自定义类MyThread继承Thread类。
b:重写run方法(),在这里面输出1-100的数据。
c:创建测试类MyThreadTest，在测试类中创建MyThread类的多个对象。
d:调用start() ，注意不是run()方法，此外线程开启必须在main方法中代码之前，因为main方法也是一个线程，里面的代码是顺序执行的。
代码体现：
public class MyThread extends Thread {
public MyThread(){}
public MyThread(String name) {
super(name);
}
public void run() {
for(int x=1; x<=100; x++) {
System.out.println(getName()+"---"+x);
}
}
}
public class MyThreadTest {
public static void main(String[] args) {
MyThread my1 = new MyThread("三国志");
MyThread my2 = new MyThread("三国杀");
//my1.setName("三国志");
//my2.setName("三国杀");
my1.start(); // 注意，调用的是start()方法，而不是run方法
my2.start();
}
}
B:实现Runnable接口（更好）
a:自定义类MyRunnable实现Runnable接口。
b:重写run方法(),在这里面输出1-100的数据。
c:创建测试类MyThreadTest，在测试类中创建MyRunnable类的一个对象。
d:在测试类创建Thread类的多个对象，并把MyRunnable类的一个对象作为构造参数传递。
用到的构造器：public Thread(Runnable target,
String name)
e:调用start()
代码体现：
public class MyRunnable implements Runnable {
public void run() {
for(int x=1; x<=100; x++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+x);
}
}
}
public class MyRunnableTest {
public static void main(String[] args) {
MyRunnable my = new MyRunnable();
Thread t1 = new Thread(my,"斗地主");
Thread t2 = new Thread(my,"三国群英传2");
t1.start();
t2.start();
}
}
(3)面试题:
A:如何启动一个线程
B:start()和run()方法的区别
C:线程随机性原理
D:线程的生命周期
E:线程的安全问题是怎么产生的，以及是如何解决的?
F:同步解决线程安全问题的方式有几种?
G:同步代码块的锁对象是谁?同步方法的锁对象是谁?
F：静态方法的锁对象是谁?
(4)几个方法
A、优先级(priority)
线程优先级代表了抢占CPU的能力。优先级越高，抢到CPU执行的可能性越大。（一般环境下效果不明显，优先级并非绝对的执行顺序。）
优先级相关方法：
public final void setPriority(int?newPriority) 优先级取值:1-10
public final int getPriority()
例子：cn.itcast2.demo
package cn.itcast2;
/*
* 线程优先级：
* public final int getPriority()获取优先级
* public final void setPriority(int newPriority)更改优先级
*/
public class Demo { public static void main(String[] args) { MyThread mt = new MyThread();
mt.setName("唐嫣");
// mt.setPriority(10);
System.out.println(mt.getPriority()); MyThread mt2 = new MyThread();
mt2.setName("柳岩");
mt2.setPriority(1); mt.start();
mt2.start();
} }
package cn.itcast2;
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(getName()+":"+i);
}
}
}
B、暂停(yield)
暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。（效果不明显，如果想保证完成线程相互等待一次执行，需要使用到后边的等待唤醒机制 ）
线程礼让相关方法：
public static void yield()
例子：cn.itcast2.demo4 cn.itcast2.MyThread1.java
package cn.itcast2;
/*
* 线程礼让：
* 暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程
* public static void yield()
*/
public class Demo4 { public static void main(String[] args) { MyThread1 myThread = new MyThread1();
myThread.setName("唐嫣");
MyThread1 myThread2 = new MyThread1();
myThread2.setName("高圆圆"); myThread.start();
myThread2.start();
} }
package cn.itcast2;
public class MyThread1 extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(getName()+":"+i);
Thread.yield();
}
}
}
C、加入(join) cn.itcast2.demo3
等待该线程终止。 即当前线程等待调用join方法的线程执行结束后再执行
public final void join() throws InterruptedException
package cn.itcast2;
/*
* 加入线程：
* public final void join()
throws InterruptedException 等待该线程终止。 即当前线程等待调用join方法的线程执行结束后再执行
*/
public class Demo3 { public static void main(String[] args) throws Exception { MyThread myThread = new MyThread();
myThread.setName("唐嫣");
MyThread myThread2 = new MyThread();
myThread2.setName("高圆圆"); myThread.setPriority(1); myThread.start(); myThread2.start();
myThread2.join(); //等待myThread2线程执行完以后，main方法所在的线程才会执行 for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
}
} }
package cn.itcast2;
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(getName()+":"+i);
}
}
}
D、守护线程
设置守护线程的方法：
没有设置为守护线程的线程执行完毕，则程序停止运行
public final void setDaemon(boolean on)
注意：该方法必须在线程启动前调用
例子： cn.itcast2.demo5
package cn.itcast2;
/*
* 守护线程：
* 设置守护线程的方法：
* public final void setDaemon(boolean on)
* 注意：该方法必须在线程启动前调用
*/
public class Demo5 { public static void main(String[] args) { MyThread1 myThread = new MyThread1();
myThread.setName("唐嫣");
MyThread1 myThread2 = new MyThread1();
myThread2.setName("高圆圆"); myThread.setDaemon(true); //设置守护线程
myThread2.setDaemon(true);//设置守护线程 myThread.start();
myThread2.start(); for (int i = 0; i < 10; i++) { //主线程没有设置为守护线程，主线程执行完毕，则程序停止运行
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
}
} }
package cn.itcast2;
public class MyThread1 extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(getName()+":"+i);
Thread.yield();
}
}
}
E、线程睡眠(sleep)
指定线程休眠一定时间，进入等待状态。在该段时间结束后，线程重新可执行。
线程休眠相关方法：
public static void sleep(long?millis) throws InterruptedException
例子：cn.itcast2.demo2
package cn.itcast2;
/*
* 线程休眠：
* public static void sleep(long millis) throws InterruptedException 将当前线程休眠，指定毫秒值
*/
public class Demo2 { public static void main(String[] args) throws Exception { System.out.println("我困了"); MyThread mt = new MyThread();
mt.start(); Thread.sleep(3000l);
System.out.println("我醒了"); } }
package cn.itcast2;
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(getName()+":"+i);
}
}
}
F、线程中断(interrupt)
中断线程。
stop方法已过时，通常使用interrupt方法。
中断线程相关方法：
public void interrupt() 被中断的线程会报被中断异常，这时需要使用try/catch语句解决相关问题，线程后代码仍然可以继续执行
public final void stop() (已过时) 直接停止线程，线程后代码无法被执行
例子：cn.itcast2.demo6 cn.itcast2.MyThread2
package cn.itcast2;
/*
* stop方法直接停止线程，方法过于暴力。直接导致sleep后的代码无法执行。
* 线程中断：
* public void interrupt() 抛出异常，处理异常，后边代码继续执行
*/
public class Demo6 { public static void main(String[] args) throws Exception { MyThread2 myThread = new MyThread2();
MyThread2 myThread2 = new MyThread2(); myThread.start();
myThread2.start(); Thread.sleep(3000);
myThread.stop();
myThread2.interrupt();
} }
package cn.itcast2;
public class MyThread2 extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("我困了");
try {
Thread.sleep(10000l);
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("谁把我叫醒了，真烦！");
}
System.out.println("睡醒了");
}
}
(5)案例：
卖票案例。例子：cn.itcast3.demo cn.itcast3.Ticket
package cn.itcast3;
/*
* 线程安全问题：
* 多个窗口卖指定个数的票
* 3个窗口卖100张票
* 票：共享数据
* 窗口：线程
*/
public class Demo { public static void main(String[] args) { Ticket ticket = new Ticket(); Thread thread = new Thread(ticket,"唐嫣");
Thread thread2 = new Thread(ticket,"柳岩");
Thread thread3 = new Thread(ticket,"高圆圆"); thread.start();
thread2.start();
thread3.start();
} }
package cn.itcast3;
/*
* 票类（线程执行的目标）：执行买票动作
*/
public class Ticket implements Runnable { int number = 100; //应该放在成员变量的位置，实现三个对象的数据共享
Object o = new Object(); @Override
public void run() { while(true) {
synchronized(o) { try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} //如果有票，就卖票
if(number>0) {
//卖票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
number--;
}
}
}
}
}
线程安全问题：
怎么产生的：
A:多线程环境
B:有共享数据
C:多条语句操作共享数据
怎么解决：
把C步骤给锁起来。
两种方案：
a:同步代码块
synchronized(锁对象) {
一个原子性操作
}
注意：几个线程需要使用相同的锁对象进行同步操作，使用不同的锁是无法完成同步操作的。
例子：cn.itcast3.demo cn.itcast3.Ticket
package cn.itcast3;
/*
* 线程安全问题：
* 多个窗口卖指定个数的票
* 3个窗口卖100张票
* 票：共享数据
* 窗口：线程
*/
public class Demo { public static void main(String[] args) { Ticket ticket = new Ticket(); Thread thread = new Thread(ticket,"唐嫣");
Thread thread2 = new Thread(ticket,"柳岩");
Thread thread3 = new Thread(ticket,"高圆圆"); thread.start();
thread2.start();
thread3.start();
} }
package cn.itcast3;
/*
* 票类（线程执行的目标）：执行买票动作
*/
public class Ticket implements Runnable { int number = 100; //应该放在成员变量的位置，实现三个对象的数据共享
Object o = new Object(); @Override
public void run() { while(true) {
synchronized(o) { try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} //如果有票，就卖票
if(number>0) {
//卖票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
number--;
}
}
}
}
}
b:同步方法
把synchronized添加到方法声明上。返回值前。例如：public synchronized void method() {}
例子：cn.itcast4.demo cn.itcast4.Ticket
package cn.itcast4;
/*
* 线程安全问题：
* 多个窗口卖指定个数的票
* 3个窗口卖100张票
* 票：共享数据
* 窗口：线程
*/
public class Demo { public static void main(String[] args) { Ticket ticket = new Ticket(); Thread thread = new Thread(ticket,"唐嫣");
Thread thread2 = new Thread(ticket,"柳岩");
Thread thread3 = new Thread(ticket,"高圆圆"); thread.start();
thread2.start();
thread3.start();
} }
package cn.itcast4;
/*
* 票类（线程执行的目标）：执行买票动作
*
* 同步方法：
* 在方法上，返回值前，声明synchronized定义同步方法。
* 该方法的锁为所在对象。
*/
public class Ticket implements Runnable { int number = 100;
Object o = new Object(); @Override
public void run() { while(true) {
if(number%2==0) { //当票数为偶数时
synchronized(this) { //当前不变的对象，即ticket try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} //如果有票，就卖票
if(number>0) {
//卖票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
number--;
}
}
}else {
method();
}
}
} public synchronized void method() { //在方法上，返回值前，声明synchronized定义同步方法。
//该方法的锁为所在对象。
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} //如果有票，就卖票
if(number>0) {
//卖票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
number--;
}
}
}
c.静态同步方法
将方法所在类作为默认所，即XX.class
例子：cn.itcast5.demo cn.itcast5.Ticket
package cn.itcast5;
/*
* 线程安全问题：
* 多个窗口卖指定个数的票
* 3个窗口卖100张票
* 票：共享数据
* 窗口：线程
*/
public class Demo { public static void main(String[] args) { Ticket ticket = new Ticket(); Thread thread = new Thread(ticket,"唐嫣");
Thread thread2 = new Thread(ticket,"柳岩");
Thread thread3 = new Thread(ticket,"高圆圆"); thread.start();
thread2.start();
thread3.start();
} }
package cn.itcast5;
/*
* 票类（线程执行的目标）：执行买票动作
*
* 静态同步方法：
* 在方法上，返回值前，声明static synchronized定义静态同步方法。
* 该方法的锁为所在的类对象。
*/
public class Ticket implements Runnable { static int number = 100;
Object o = new Object(); @Override
public void run() { while(true) {
if(number%2==0) {
synchronized(Ticket.class) { //类对像 try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} //如果有票，就卖票
if(number>0) {
//卖票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
number--;
}
}
}else {
method();
}
}
} public static synchronized void method() { //类对像 try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} //如果有票，就卖票
if(number>0) {
//卖票
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+number);
number--;
}
}
}
（6）Java同步机制的优缺点：
a:优点：解决了多线程安全问题
b:缺点：当线程相当多时，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。对于一个简单操作，单线程速度更快。
（7）多线程的优缺点
多线程并不提高某个程序的执行速度，仅仅是提高了CPU的使用率。
图1：多线程示意图
图2：多线程现率高
图3：多线程状态图
2:单例设计模式(理解 面试)
(1)保证类在内存中只有一个对象。
(2)怎么保证：
A:构造私有
B:自己造一个对象
C:提供公共访问方式
(3)两种方式：
A:懒汉式(面试)
public class Student {
private Student(){}
private static Student s = null;
public synchronized static Student getStudent() {
if(s == null) {
s = new Student();
}
return s;
}
}
B:饿汉式(开发)
public class Student {
private Student(){}
private static Student s = new Student();
public static Student getStudent() {
return s;
}
}
(4)JDK的一个类本身也是单例模式的。
Runtime
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