Java笔记(十九)……多线程

概述

进程：

是一个正在执行中的程序

每一个进程执行都有一个执行顺序，该执行顺序是一个执行路径，或者叫一个控制单元

线程：

就是进程中的一个独立的控制单元，线程在控制着进程的执行

一个进程中至少有一个线程

Java JVM启动的时候会有一个进程java.exe，该进程中至少有一个线程负责Java程序的执行，而且这个线程运行的代码存在于main方法中，该线程称之为主线程，与C类似，java.exe相当于所有进程的父进程，而且JVM启动了不止一个线程，还有负责垃圾回收的线程

创建线程

第一种创建方式：继承Thread类

   1: class Sell extends Thread

   2: {

   3:     private int tickets = 100;

   4:     Sell()

   5:     {

   6:         //启动线程

   7:         start();

   8:     }

   9:     //复写Thread类中的run方法，将线程运行所需的代码写到run方法中

  10:     public void run()

  11:     {

  12:         while(tickets > 0)

  13:         {

  14:             System.out.println("tickets = "+tickets--);

  15:         }

  16:     }

  17: }

第二种创建方式：实现Runnable接口

   1: class Sell implements Runnable

   2: {

   3:     private int tickets = 100;

   4:     

   5:     //实现Runnable接口的run方法

   6:     public void run()

   7:     {

   8:         while(tickets > 0)

   9:         {

  10:             System.out.println("tickets = "+tickets--);

  11:         }

  12:     }

  13: }

  14: class ThreadDemo 

  15: {

  16:     public static void main(String[] args) 

  17:     {

  18:         //将Runnable接口的子类Sell传递给Thread的构造函数，并启动线程

  19:         new Thread(new Sell()).start();

  20:     }

  21: }

实现方式与继承方式的区别

其实Thread类同样也是实现了Runnable接口，所以我们要的只是run方法，那么我们只要实现Runnable接口即可，这样避免了单继承的局限性，我们在实现Runnable接口的同时还可以继承其他的类，扩展了功能

线程权限问题

线程安全问题--同步

当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来执行，导致共享数据的错误

   1:  

   2: class Sell implements Runnable

   3: {

   4:     private int tickets = 10;

   5:     

   6:     //实现Runnable接口的run方法

   7:     public void run() 

   8:     {

   9:         while(tickets > 0)

  10:         {

  11:             try{Thread.sleep(500);}catch(Exception e){}

  12:             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..tickets = "+(--tickets));

  13:         }

  14:     }

  15: }

当我们让线程操作共享数据时，暂停一会，可以发现，每个线程很容易-1剩余票数的错误

解决方法

对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完，在执行过程中，其他线程不能参与进来执行

Java对多线程的安全问题提供了专业的解决方式，就是同步代码块或者同步函数

synchronized(对象)

{

需要被同步的代码

}

synchronized void show()

{

函数内容

}

   1: class Sell implements Runnable

   2: {

   3:     private int tickets = 10;

   4:     

   5:     //实现Runnable接口的run方法

   6:     public void run() 

   7:     {

   8:         //加入锁，使代码同步

   9:         synchronized(this)

  10:         {

  11:             while(tickets > 0)

  12:             {

  13:                 try{Thread.sleep(500);}catch(Exception e){}

  14:                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..tickets = "+(--tickets));

  15:             }

  16:         }

  17:     }

  18: }

我们可以看到，即使中途有睡眠过程，也不再出现错误票数，当然这个例子有一些问题，虽然保证了安全，却只能让一个线程完成操作，解决方法很简单，在while循环内设置判断语句，再加锁即可

对象如同锁，持有锁的线程可以在同步中执行

没有持有锁的线程即使获取了cpu的执行权，也无法执行同步代码

如果同步函数被静态修饰后，如何使用锁？

通过验证，发现不再是this，因为静态方法中也不可以定义this

静态进入内存时，内存中没有本类对象，但是一定有该类的对应的字节码文件对象 类名.class，该对象的类型是Class

所以静态的同步方法是，使用该方法所在类的字节码对象作为锁，即类名.class

   1: class Tickets

   2: {

   3:     static int tickets = 10;

   4:     public static void sell()

   5:     {

   6:         //类对象作为锁

   7:         synchronized(Selling.class)

   8:         {

   9:             if(tickets > 0)

  10:             {

  11:                 try{Thread.sleep(500);}catch(Exception e){}

  12:                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..tickets = "+(--tickets));

  13:             }

  14:         }

  15:     }

  16: }

  17:  

  18: class Selling implements Runnable

  19: {

  20:     //实现Runnable接口的run方法

  21:     public void run() 

  22:     {

  23:         while(Tickets.tickets> 0)

  24:         {

  25:             Tickets.sell();

  26:         }    

  27:     }

  28: }

同步的前提：

1. 必须要有两个或两个以上的线程

2. 必须要多个线程使用同一个锁

同步的利弊

好处：解决了多线程的安全问题

弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源

加入同步之后线程的状态如下

如何编写多线程

1. 明确哪些代码是多线程运行代码

2. 明确共享数据
3. 明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的

死锁

死锁其实就是同步中嵌套同步

   1:  

   2: class A implements Runnable

   3: {

   4:     String a = "a";

   5:  

   6:     public void run()

   7:     {

   8:         while(true)

   9:         {

  10:             //A抢占A锁

  11:             synchronized(A.class)

  12:             {

  13:                 System.out.println("A get 1");

  14:                 //A抢占B锁

  15:                 synchronized(B.class)

  16:                 {

  17:                     System.out.println("A get 2");

  18:                     System.out.println("A:"+a);

  19:                 }

  20:             }

  21:         }

  22:     }

  23: }

  24:  

  25: class B implements Runnable

  26: {

  27:     String b = "b";

  28:  

  29:     public void run()

  30:     {

  31:         while(true)

  32:         {

  33:             //B抢占B锁

  34:             synchronized(B.class)

  35:             {

  36:                 System.out.println("B get 1");

  37:                 //B抢占A锁

  38:                 synchronized(A.class)

  39:                 {

  40:                     System.out.println("B get 2");

  41:                     System.out.println("B:"+b);

  42:                 }

  43:             }

  44:         }

  45:     }

  46: }

  47: class DeadlockDemo 

  48: {

  49:     public static void main(String[] args) 

  50:     {

  51:         new Thread(new A()).start();

  52:         new Thread(new B()).start();

  53:     }

  54: }

结果如下，A和B都在等待对方释放资源（对应的锁）