JAVA多线程

JAVA多线程 程序进程线程概念

打开IDEA就是打开进程，退出IDEA就是关闭进程。

打开360安全卫士为一个进程，同时进行电脑体检，木马查杀和电脑清理为打开三个线程。

每个线程都有自己的虚拟机栈和程序计数器，
每个进程中的多个线程共享一个方法区和堆。

单核与多核CPU的任务执行

main（）方法是一个主线程。
（感觉最后这个并发举例不好，多个人抢一个篮球，倒是有多个线程抢一个时间片的意味）

多线程的优点

创建多线程 方式一：继承Thread类

一个线程就是程序执行的一条路径， 能用一条线画出来的就是一条路径，就是单线程。如下是单线程。


创建线程例子

package example;


//1、创建一个继承于Thread类的子类
class MyThread extends Thread{
    //2、重写Thread类的run()
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<100;i++){
            if(i%2==0){
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        //3、创建Thread类的子类的对象
       MyThread t1= new MyThread();

       //4、通过此对象调用start()
       //start（）方法两个作用，1、启动当前线程，2、调用当前线程的run方法
       t1.start();
       
       //问题一:我们不能通过直接调用run（）的方式启动线程
       //如果这里调用run（）方法
       //t1.run();这样相当于就是执行了一个普通方法,单线程
       
       //问题二:在启动一个线程，遍历100以内的偶数
       //不可以再次调用t1.start();
       //再次调用已经start()的线程去执行，会报IllegalaThreadStateException异常
       //需要再去创建一个线程的对象  才能解决这个问题。
        MyThread t2= new MyThread();
        t1.start();
        
       //如下操作仍然在main线程中执行。
        for(int i=0;i<100;i++){
            if(i%2==0){
                System.out.println(i+"main");
            }
        }
    }
}

两个线程交错执行（程序运行结果如下）

方式一：继承Thread类的练习

package example;
//练习：创建两个分线程，其中一个线程遍历100以内的偶数，另一个线程遍历100以内的奇数

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread1 m1= new MyThread1();
        MyThread2 m2= new MyThread2();

        m1.start();
        m2.start();
        //创建Thread类的匿名子类的方式 可以减少变量。
        new Thread(){
          @Override
         public void run() {
             for(int i=0;i<100;i++){
                 if(i%2!=0){
                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
                          }
                        }
                      }
                     }.start();
        
    }

}

class MyThread1 extends Thread{
    @Override
    //Thread.currentThread().getName()这个函数是获取当前线程的名字的作用
    public void run() {
        for(int i=0;i<100;i++){
            if(i%2==0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
            }
        }
    }
}
class MyThread2 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<100;i++){
            if(i%2!=0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
            }
        }
    }
}

线程的常用方法

package example;


class HelloThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){

//                try {
//                    sleep(10);
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }

                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().getPriority() + ":" + i);
            }

//            if(i % 20 == 0){
//                yield();// 这个方法相当于省略对象了，对象是this（也就是当前类的对象h1)(也就是Thread.currentThread().yield();)，也就是this.yield();
//               //比如往往60执行完可以继续去执行61，如果调用yield()方法，可以先把cpu执行权放给别的线程去用，先不执行61了，也可能很快的又抢回来了，继续执行61
//            }

        }

    }
    //设置线程的名字 通过构造器
    public HelloThread(String name){
        super(name);
    }
}


public class ThreadMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        //设置线程的名字 通过构造器
        HelloThread h1 = new HelloThread("Thread：1");

        //h1.setName("线程一");//设置线程的名字


        h1.start();

        //给主线程命名
        Thread.currentThread().setName("主线程");

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().getPriority() + ":" + i);
            }

//            if(i == 20){
//                try {
//                    h1.join();//此处Thread1执行完以后主线程才能执行
// join():在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b完全执行完以后，线程a才结束阻塞状态。
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
//            }

        }

//        System.out.println(h1.isAlive());//线程中的run（）方法执行完，线程就死了，没执行完就没死

    }
}

线程优先级的设置

package example;


class HelloThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){

//                try {
//                    sleep(10);
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }

                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().getPriority() + ":" + i);
            }

//            if(i % 20 == 0){
//                yield();// 这个方法相当于省略对象了，对象是this（也就是当前类的对象h1)(也就是Thread.currentThread().yield();)，也就是this.yield();
//               //比如往往60执行完可以继续去执行61，如果调用yield()方法，可以先把cpu执行权放给别的线程去用，先不执行61了，也可能很快的又抢回来了，继续执行61
//            }

        }

    }
    //设置线程的名字 通过构造器
    public HelloThread(String name){
        super(name);
    }
}


public class ThreadMethodTest {
    public static void main(String[] args) {
        //设置线程的名字 通过构造器
        HelloThread h1 = new HelloThread("Thread：1");

        //h1.setName("线程一");//设置线程的名字

        //设置分线程的优先级
        h1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//设置数字也行，h1.setPriority(10);

        h1.start();

        //给主线程命名
        Thread.currentThread().setName("主线程");
        Thread.currentThread().setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().getPriority() + ":" + i);
            }

//            if(i == 20){
//                try {
//                    h1.join();//此处Thread1执行完以后主线程才能执行
// join():在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b完全执行完以后，线程a才结束阻塞状态。
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
//            }

        }

//        System.out.println(h1.isAlive());//线程中的run（）方法执行完，线程就死了，没执行完就没死

    }
}

继承Thread的方式，多窗口买票

package example;


class Window extends Thread{


    private static int ticket = 100;//多个线程共享一个静态变量
    @Override
    public void run() {

        while(true){

            if(ticket > 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);
                ticket--;
            }else{
                break;
            }

        }

    }
}


public class WindowTest {
    public static void main(String[] args) {
        Window t1 = new Window();
        Window t2 = new Window();
        Window t3 = new Window();


        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

    }
}

创建多线程的方式二：实现Runnable接口 以及（比较创建线程的两种方式）

Thread类的构造器Thread(Runnable target)：

Thread类的一个属性target

Thread类的一个run()方法

合起来意思就是说如果Thread类的构造器的参数如果不是赋值为null，就调用这个参数的run（）函数。

package example;


//1. 创建一个实现了Runnable接口的类
class MThread implements Runnable{

    //2. 实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

        }
    }
}


public class ThreadTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //3. 创建实现类的对象
        MThread mThread = new MThread();
        //4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象
        Thread t1 = new Thread(mThread);
        t1.setName("线程1");
        //5. 通过Thread类的对象调用start():① 启动线程 ②调用当前线程的run()-->调用了Runnable类型的target的run()
        t1.start();

        //再启动一个线程，遍历100以内的偶数
        Thread t2 = new Thread(mThread);
        t2.setName("线程2");
        t2.start();
    }

}

实现Runnable方式，多窗口卖票

package example;


class Window1 implements Runnable{

    private int ticket = 100;//不必加static
     //此时三个对象共用一百张票
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            if(ticket > 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);
                ticket--;
            }else{
                break;
            }
        }
    }
}


public class WindowTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Window1 w = new Window1();
        //一个对象 w 是在堆空间中的，线程之间可见，实际上是一个对象任务交给三个线程抢占处理。
        //此时以下三个对象共用一百张票
        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();
    }

}

线程的生命周期

线程安全问题的举例和解决措施 同步代码块处理实现Runnable的线程安全问题

package demo1;


class Window1 implements Runnable{

    private int ticket = 100;
//    Object obj = new Object();//因为下面都用了Window1 w 的w这一个对象，这一个对象中又只有Object obj的obj这一个对象，所以这个obj是多线程共用的一把锁。
//    Dog dog = new Dog();
    @Override
    public void run() {
//        Object obj = new Object();//放这不行，放这相当于三个线程三个锁了。
        while(true){
            synchronized (this){//此时的this:唯一的Window1的对象（此处指的是对象 w）   //方式二：synchronized (dog) {

                if (ticket > 0) {

                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);


                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}


public class WindowTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Window1 w = new Window1();

        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 Dog{//随便一个类做同步监视器都行，自定义的也行。

}

同步代码块处理继承Thread类的线程安全问题

package demo1;


class Window2 extends Thread{


    private static int ticket = 100;

    private static Object obj = new Object();//static是静态的，独一份，完成 同步监视器 的要求了。

    @Override
    public void run() {

        while(true){
            //正确的↓
//            synchronized (obj){
            synchronized (Window2.class){//此时类也是对象
                //Class clazz = Window2.class,Window2.class只会加载一次，意味着类/对象 只有一个
                //错误的方式↓：this代表着t1,t2,t3三个对象
//              synchronized (this){

                if(ticket > 0){

                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    System.out.println(getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);
                    ticket--;
                }else{
                    break;
                }
            }

        }

    }
}


public class WindowTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Window2 t1 = new Window2();
        Window2 t2 = new Window2();
        Window2 t3 = new Window2();


        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

    }
}

同步方法解决实现Runnable接口的线程安全问题

package demo1;




class Window3 implements Runnable {

    private int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {

            show();
        }
    }

    private synchronized void show(){//此时同步监视器：默认为 this
        //synchronized (this){

            if (ticket > 0) {

                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);

                ticket--;
            }
        //}
    }
}


public class WindowTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        Window3 w = new Window3();

        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();
    }

}

使用同步方法处理继承Thread类的方式中的线程安全问题

package demo1;


class Window4 extends Thread {


    private static int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {

        while (true) {

            show();
        }

    }
    private static synchronized void show(){//这个静态方法的同步监视器是 Window4.class
        //private synchronized void show(){ //此时同步监视器有三个：t1,t2,t3。此种解决方式是错误的
        if (ticket > 0) {

            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);
            ticket--;
        }
    }
}


public class WindowTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        Window4 t1 = new Window4();
        Window4 t2 = new Window4();
        Window4 t3 = new Window4();


        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

    }
}

线程安全的单例模式之懒汉式

package java1;


public class BankTest {

}

class Bank{

    private Bank(){}

    private static Bank instance = null;

    public static Bank getInstance(){
        //方式一：效率稍差
//        synchronized (Bank.class) {
//            if(instance == null){
//
//                instance = new Bank();
//            }
//            return instance;
//        }
        //方式二：效率更高
        if(instance == null){
               //此方法除了前几个线程慢点外，剩下的线程可以不进入同步代码块，直接并行判断instance 非 null后直接 return instance
            synchronized (Bank.class) {
                if(instance == null){

                    instance = new Bank();
                }

            }
        }
        return instance;
    }

}

死锁

死锁举例1：

package java1;


public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) {

        StringBuffer s1 = new StringBuffer();
        StringBuffer s2 = new StringBuffer();

         //匿名继承Thread的 方法,重写run（）方法
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
               //握有两把锁才能输出s1,s2
                synchronized (s1){

                    s1.append("a");
                    s2.append("1");

                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }


                    synchronized (s2){
                        s1.append("b");
                        s2.append("2");

                        System.out.println(s1);
                        System.out.println(s2);
                    }


                }

            }
        }.start();

       //匿名实现Runnable接口的对象 的方法
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (s2){

                    s1.append("c");
                    s2.append("3");

                    try {
                        Thread.sleep(100);//当前正在执行的线程sleep100毫秒
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    synchronized (s1){
                        s1.append("d");
                        s2.append("4");

                        System.out.println(s1);
                        System.out.println(s2);
                    }


                }



            }
        }).start();


    }


}

死锁举例2

package java1;
//死锁的演示
class A {
	public synchronized void foo(B b) { //同步监视器：A类的对象：a （非静态的同步方法，同步监视器是：this）
		System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
				+ " 进入了A实例的foo方法"); // ①
		try {
			Thread.sleep(200);
		} catch (InterruptedException ex) {
			ex.printStackTrace();
		}
		System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
				+ " 企图调用B实例的last方法"); // ③
		b.last();
	}

	public synchronized void last() {//同步监视器：A类的对象：a
		System.out.println("进入了A类的last方法内部");
	}
}

class B {
	public synchronized void bar(A a) {//同步监视器：b
		System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
				+ " 进入了B实例的bar方法"); // ②
		try {
      		Thread.sleep(200);
		} catch (InterruptedException ex) {
			ex.printStackTrace();
		}
		System.out.println("当前线程名: " + Thread.currentThread().getName()
				+ " 企图调用A实例的last方法"); // ④
		a.last();
	}

	public synchronized void last() {//同步监视器：b
		System.out.println("进入了B类的last方法内部");
	}
}

public class DeadLock implements Runnable {
	A a = new A();
	B b = new B();

	public void init() {
		Thread.currentThread().setName("主线程");
		// 调用a对象的foo方法
		a.foo(b);
		System.out.println("进入了主线程之后");
	}

	public void run() {
		Thread.currentThread().setName("副线程");
		// 调用b对象的bar方法
		b.bar(a);
		System.out.println("进入了副线程之后");
	}

	public static void main(String[] args) {
		DeadLock dl = new DeadLock();
		new Thread(dl).start();


		dl.init();
	}
}

Lock锁方式解决线程安全问题

package java1;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;


class Window implements Runnable{

    private int ticket = 100;
    //1.实例化ReentrantLock
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            try{

                //2.调用锁定方法lock()
                lock.lock();//从这开始就被锁住了，保证之后的过程是单线程的

                if(ticket > 0){

                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：售票，票号为：" + ticket);
                    ticket--;
                }else{
                    break;
                }
            }finally {
                //3.调用解锁方法：unlock()
                lock.unlock();//解锁
            }

        }
    }
}

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();
    }
}