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[Java教程]基础学习day11


一、线程基本概述

1.1、进程和线程

进程:一个应用程序一般都是一个进程,正在进行的程序

 

每一个进程最少都有一个线程,都有一个执行顺序,该顺序是一个执行路径或者一个控制单元

 

线程:进程中一个独立的控制单元,线程控制着进程的执行。

 

windows中的任务管理器,可以查看进程,linux下通过ps命令

线程是进程的最小单位

线程依赖于进程

线程随着进程的创建和创建,随着进程的结束而消亡

如迅雷:可以同时开启多个下载,就是多线程

多个程序同时执行,时CPU在很快的切换,看上去是同时执行,实际上是在CPU在切换执行。

多线程存在的意义:可以让程序中的内容同时执行。

 

二、继承线程的创建

2.1、继承Thread,重写run方法

 

package com.pb.thread.demo1;/** * * @author Denny * 继承Thread 类并重写run方法来创建线程类 * */public class MyThread extends Thread {    private int count;    /*   * 重写run 方法   * @see java.lang.Thread#run()   */  @Override  public void run(){    /*     * 要运行的代码块或者方法,在这里调用,或者直接写在这里     */    while(count<10){    count++;    System.out.println("My thread run方法启动了"+count);    }  }  public static void main(String[] args) {    //声明线程类    MyThread mt=new MyThread();    //启动线程,JVM调用run方法    mt.start();    //主线程    for(int x=0;x<10;x++){     System.out.println("main thread"+x);    }}    }

 

多个线程都在抢占CPU的执行权,谁抢到,谁就执行

在某一时刻,只能有一个程序在运行

CPU在做着快速切换,以达到看上去是同时运行的效果。

多线程一个特性:随机性,谁抢到谁执行.

 

 

三、线程的运行和线程状态

3.1、调用start()方法

使该线程开始执行,Java虚拟机调用该线程的run()方法

为什么要重写run方法.

Thread类用于描述线程。

这个类定义一个功能,用于存储线程要运行的代码。该存储功能就是run方法.

也就是说,Thread类中的run方法是用于存储线程要运行的代码

如果直接调用run()方法,就是调用对象的普通方法一样.,仅仅是对象调用方法.线程创建了并没有运行。

只有start()才可以运行线程。

3.2、线程状态

新生:创建线程 new Thread()或者子类

运行:正在运行的线程,调用start()方法

冻结:已经创建的线程,但非运行状态的线程。sleep(long 毫秒), wait()线程等待,直到notify()唤醒才可以继续运行

临时状态阻塞:具备运行资格,但没有执行权,就是还没有被CPU切换到.

消亡:线程死亡stop(),或者线程运行完成。

 

 

 

四、获取线程对象

4.1、获取当前线程对象和名称

继承thread类实现线程,局部变量都有单独的一份不能共享数据

 

package com.pb.thread.demo1;/** * * @author Denny * 继承Thread 类并重写run方法来创建线程类 *Thread.currentThread(),获取当前线程对象 *继承thread类实现线程,局部变量都有单独的一份不能共享数据 */public class MyThread extends Thread {    public MyThread(String name){    super(name);  }  /*   * 重写run 方法   * @see java.lang.Thread#run()   */  @Override  public void run(){    /*     * 要运行的代码块或者方法,在这里调用,或者直接写在这里     */    for(int x=0;x<10;x++){        System.out.println("My thread run的名字:"+Thread.currentThread().getName()+","+x);    }  }  public static void main(String[] args) {    //声明线程类    MyThread mt1=new MyThread("mt1");   // mt1.setName("张三"); 设置线程名称    MyThread mt2=new MyThread("mt2");    //启动线程,JVM调用run方法    mt1.start();    mt2.start();    //主线程    for(int x=0;x<10;x++){     System.out.println(currentThread().getName()+","+x);    }}    }

 

示例:

 

 

五、接口实现线程

5.1、实现Runnable接口

重写run方法()

实现接口的方式最大的好处是可以共享数据

示例:多窗口同时售票,

 

package com.pb.thread.demo1;/** * * @author Administrator 多个窗口同时卖票 * */public class Ticket implements Runnable {  private int tick = 100;  public void run() {    while (true) {      if (tick > 0) {        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖:" + tick--);      }else{        break;      }    }  }  public static void main(String[] args) {    //声明线程类    Ticket ticket=new Ticket();    //创建线程对象,并将类做为参数    Thread t1=new Thread(ticket);    t1.setName("一号窗口,");    Thread t2=new Thread(ticket);    t2.setName("二号窗口,");    Thread t3=new Thread(ticket);    t3.setName("三号窗口,");    Thread t4=new Thread(ticket);    t4.setName("四号窗口,");    t1.start();    t2.start();    t3.start();    t4.start();          }}

 

结果:

 1 一号窗口,卖:100 2 一号窗口,卖:98 3 一号窗口,卖:97 4 一号窗口,卖:96 5 一号窗口,卖:95 6 一号窗口,卖:94 7 二号窗口,卖:99 8 二号窗口,卖:92 9 一号窗口,卖:93 10 一号窗口,卖:88 11 一号窗口,卖:87 12 一号窗口,卖:86 13 二号窗口,卖:89 14 二号窗口,卖:84 15 二号窗口,卖:83 16 二号窗口,卖:82 17 二号窗口,卖:81 18 二号窗口,卖:80 19 二号窗口,卖:79 20 二号窗口,卖:78 21 二号窗口,卖:77 22 二号窗口,卖:76 23 二号窗口,卖:75 24 二号窗口,卖:74 25 二号窗口,卖:73 26 二号窗口,卖:72 27 二号窗口,卖:71 28 二号窗口,卖:70 29 二号窗口,卖:69 30 二号窗口,卖:68 31 二号窗口,卖:67 32 二号窗口,卖:66 33 二号窗口,卖:65 34 二号窗口,卖:64 35 二号窗口,卖:63 36 二号窗口,卖:62 37 二号窗口,卖:61 38 二号窗口,卖:60 39 二号窗口,卖:59 40 二号窗口,卖:58 41 二号窗口,卖:57 42 二号窗口,卖:56 43 二号窗口,卖:55 44 二号窗口,卖:54 45 二号窗口,卖:53 46 二号窗口,卖:52 47 二号窗口,卖:51 48 二号窗口,卖:50 49 二号窗口,卖:49 50 二号窗口,卖:48 51 二号窗口,卖:47 52 二号窗口,卖:46 53 二号窗口,卖:45 54 二号窗口,卖:44 55 二号窗口,卖:43 56 二号窗口,卖:42 57 二号窗口,卖:41 58 二号窗口,卖:40 59 二号窗口,卖:39 60 二号窗口,卖:38 61 二号窗口,卖:37 62 二号窗口,卖:36 63 二号窗口,卖:35 64 二号窗口,卖:34 65 二号窗口,卖:33 66 二号窗口,卖:32 67 二号窗口,卖:31 68 二号窗口,卖:30 69 二号窗口,卖:29 70 二号窗口,卖:28 71 二号窗口,卖:27 72 二号窗口,卖:26 73 二号窗口,卖:25 74 二号窗口,卖:24 75 二号窗口,卖:23 76 二号窗口,卖:22 77 二号窗口,卖:21 78 三号窗口,卖:90 79 四号窗口,卖:91 80 三号窗口,卖:19 81 二号窗口,卖:20 82 一号窗口,卖:85 83 二号窗口,卖:16 84 三号窗口,卖:17 85 四号窗口,卖:18 86 三号窗口,卖:13 87 三号窗口,卖:11 88 三号窗口,卖:10 89 三号窗口,卖:9 90 三号窗口,卖:8 91 三号窗口,卖:7 92 三号窗口,卖:6 93 三号窗口,卖:5 94 三号窗口,卖:4 95 三号窗口,卖:3 96 三号窗口,卖:2 97 三号窗口,卖:1 98 二号窗口,卖:14 99 一号窗口,卖:15100 四号窗口,卖:12

 

 

两种创建线程方式:

 

 

 优点   缺点
继承Thread类

 1.编写简单  

2.可以使用this关键字直接访问当前线程

无法继承其它类

无法实现数据共享

实现Runnable接口

1.可以继承其它类 

2.多个线程之间可以使用同一个Runnable对象

 3.可以共享数据

编程方式稍微复杂,如需访问当前线程,需要调用Thread类的currentThread()方法                                                                                                              

                                   
                                 

 

六、线程安全

6.1、还是上面的例子

加上sleep(1000)睡觉1秒

 

package com.day10.thread.demo1;public class Ticket implements Runnable {  private int num=100;  @Override  public void run() {       while(true){      if(num>0){        try {          Thread.sleep(1000); //当前线程睡觉1秒,毫秒单位        } catch (InterruptedException e) {          e.printStackTrace();        }        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",卖出"+num--+"号票");      }    }  }  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();  }}

 

结果:

Picked up JAVA_TOOL_OPTIONS: -javaagent:/usr/share/java/jayatanaag.jar Thread-0,卖出100号票Thread-2,卖出99号票Thread-1,卖出98号票Thread-3,卖出97号票Thread-0,卖出96号票Thread-2,卖出95号票Thread-1,卖出94号票Thread-3,卖出93号票Thread-0,卖出92号票Thread-2,卖出91号票Thread-1,卖出90号票Thread-3,卖出89号票Thread-0,卖出88号票Thread-2,卖出87号票Thread-1,卖出86号票Thread-3,卖出85号票Thread-0,卖出84号票Thread-2,卖出83号票Thread-1,卖出82号票Thread-3,卖出81号票Thread-0,卖出80号票Thread-2,卖出79号票Thread-1,卖出78号票Thread-3,卖出77号票Thread-0,卖出76号票Thread-2,卖出75号票Thread-1,卖出74号票Thread-3,卖出73号票Thread-0,卖出72号票Thread-2,卖出71号票Thread-1,卖出70号票Thread-3,卖出69号票Thread-0,卖出68号票Thread-2,卖出67号票Thread-1,卖出66号票Thread-3,卖出65号票Thread-0,卖出64号票Thread-2,卖出63号票Thread-1,卖出62号票Thread-3,卖出61号票Thread-0,卖出60号票Thread-2,卖出59号票Thread-1,卖出58号票Thread-3,卖出57号票Thread-0,卖出56号票Thread-2,卖出55号票Thread-1,卖出54号票Thread-3,卖出53号票Thread-0,卖出52号票Thread-2,卖出51号票Thread-1,卖出50号票Thread-3,卖出49号票Thread-0,卖出48号票Thread-2,卖出47号票Thread-1,卖出46号票Thread-3,卖出45号票Thread-0,卖出44号票Thread-2,卖出43号票Thread-1,卖出42号票Thread-3,卖出41号票Thread-0,卖出40号票Thread-2,卖出39号票Thread-1,卖出38号票Thread-3,卖出37号票Thread-0,卖出36号票Thread-2,卖出35号票Thread-1,卖出34号票Thread-3,卖出33号票Thread-0,卖出32号票Thread-2,卖出31号票Thread-1,卖出30号票Thread-3,卖出29号票Thread-0,卖出28号票Thread-2,卖出27号票Thread-1,卖出26号票Thread-3,卖出25号票Thread-0,卖出24号票Thread-2,卖出23号票Thread-1,卖出22号票Thread-3,卖出21号票Thread-0,卖出20号票Thread-2,卖出19号票Thread-1,卖出18号票Thread-3,卖出17号票Thread-0,卖出16号票Thread-2,卖出15号票Thread-1,卖出14号票Thread-3,卖出13号票Thread-0,卖出12号票Thread-2,卖出11号票Thread-1,卖出10号票Thread-3,卖出9号票Thread-0,卖出8号票Thread-2,卖出7号票Thread-1,卖出6号票Thread-3,卖出5号票Thread-0,卖出4号票Thread-2,卖出3号票Thread-1,卖出2号票Thread-3,卖出1号票Thread-0,卖出0号票Thread-2,卖出-1号票Thread-1,卖出-2号票

发现多卖票了,

为什么?因为卖票当前线程睡眠了1秒,其它线程就可以把这张票已经卖出了,

条件检查1>0,如果4个人同时检查,条件成立,就继续卖票就出现了,负数

怎么解决?给线程加锁

线程安全问题产生的原因:

    1. 多个线程在操作共享的数据。
    2. 操作共享数据的线程代码有多条。
    当一个线程在执行操作共享数据的多条代码过程中,其他线程参与了运算,就会导致线程安全问题的产生。

解决方式:就是将多条操作共享数据的线程代码封装起来,当有线程在执行这些代码的时候,其他线程不可以参与运算。必须要当前线程把这些代码都执行完毕后,其他线程才可以参与运算。

看下面的同步synchronized

 

七、同步代码块

7.1、synchronized

同步代码块的格式:
    synchronized(对象){
           需要被同步的代码;
    } 
    同步的好处:解决了线程的安全问题。
    同步的弊端: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。
    同步的前提:必须有多个线程并使用同一个锁。

修改上面的代码

 

package com.day10.thread.demo1;public class Ticket implements Runnable {  private int num=100;  @Override  public void run() {       while(true){      synchronized(this){      if(num>0){        try {          Thread.sleep(1000); //当前线程睡觉1秒,毫秒单位        } catch (InterruptedException e) {          e.printStackTrace();        }        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+",卖出"+num--+"号票");      }else{        break;      }      }    }  }  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();  }}

 

 

 

八、同步函数 

8.1、同步方法

 

package com.day10.thread.demo2;public class Account {    //余额  private double blance=500;      //取款  public void withDraw(int num){        blance=blance-num;       }  public double getBlance() {    return blance;  }  public void setBlance(double blance) {    this.blance = blance;  }    }package com.day10.thread.demo2;public class AccountThread implements Runnable {  private Account account=new Account();  @Override  public void run() {    for (int i = 0; i < 5; i++) {      if(account.getBlance()<0){        System.out.println("透支了!!");      }      makWithDraw(100); //每次取100    }  }    /*   * 取款的方法   */  public void makWithDraw(int num){    //判断余额是不是大于要取款的数    if(account.getBlance()>=num){      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":准备取款!");      try {        Thread.sleep(1000); //等待1秒        account.withDraw(num);        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":取款完成!,当前余额为:"+account.getBlance());      } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();      }                }else{      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 余额不足以支付当前取款, 余额为: "+account.getBlance());    }  }}package com.day10.thread.demo2;public class Demo {  public static void main(String[] args) {        AccountThread at=new AccountThread();    Thread t1=new Thread(at);    t1.setName("张三");    Thread t2=new Thread(at);    t2.setName("张三老婆");    t1.start();    t2.start();  }}

 

结果:

张三:准备取款!张三老婆:准备取款!张三:取款完成!,当前余额为:400.0张三:准备取款!张三老婆:取款完成!,当前余额为:300.0张三老婆:准备取款!张三:取款完成!,当前余额为:200.0张三:准备取款!张三老婆:取款完成!,当前余额为:100.0张三老婆:准备取款!张三:取款完成!,当前余额为:0.0张三 余额不足以支付当前取款, 余额为: 0.0张三 余额不足以支付当前取款, 余额为: 0.0张三老婆:取款完成!,当前余额为:-100.0透支了!!张三老婆 余额不足以支付当前取款, 余额为: -100.0透支了!!张三老婆 余额不足以支付当前取款, 余额为: -100.0

加上同步关键字

/*   * 取款的方法   */  public synchronized void makWithDraw(int num){    //判断余额是不是大于要取款的数    if(account.getBlance()>=num){      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":准备取款!");      try {        Thread.sleep(1000); //等待1秒        account.withDraw(num);        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":取款完成!,当前余额为:"+account.getBlance());      } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();      }                }else{      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 余额不足以支付当前取款, 余额为: "+account.getBlance());    }  }

结果:

张三:准备取款!张三:取款完成!,当前余额为:400.0张三老婆:准备取款!张三老婆:取款完成!,当前余额为:300.0张三:准备取款!张三:取款完成!,当前余额为:200.0张三:准备取款!张三:取款完成!,当前余额为:100.0张三:准备取款!张三:取款完成!,当前余额为:0.0张三 余额不足以支付当前取款, 余额为: 0.0张三老婆 余额不足以支付当前取款, 余额为: 0.0张三老婆 余额不足以支付当前取款, 余额为: 0.0张三老婆 余额不足以支付当前取款, 余额为: 0.0张三老婆 余额不足以支付当前取款, 余额为: 0.0

没有发生透支现象

同步代码块:

/*   * 取款的方法   */  public  void makWithDraw(int num){    synchronized(account){    //判断余额是不是大于要取款的数    if(account.getBlance()>=num){      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":准备取款!");      try {        Thread.sleep(1000); //等待1秒        account.withDraw(num);        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":取款完成!,当前余额为:"+account.getBlance());      } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();      }                }else{      System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 余额不足以支付当前取款, 余额为: "+account.getBlance());    }    }  }

结果同上,没有发生透支现象

 

同步函数和同步代码块的区别:
    1. 同步函数的锁是固定的this。
    2. 同步代码块的锁是任意的对象。
    建议使用同步代码块。

 

    由于同步函数的锁是固定的this,同步代码块的锁是任意的对象,那么如果同步函数和同步代码块都使用this作为锁,就可以实现同步。

 

 

 

九、同步锁

9.1、同锁

 

同步方法同步对象是this,同步代码块也可以使用this来同步

十、静态同步

10.1、静态同步

不是this,因为静态方法中也不可以定义this

静态进内存,内存中没有本类对象,但是一定有该类对应的字节码文件对象

静态的同步函数使用的锁是该函数所属字节码文件对象,可以用getClass方法获取,也可以用当前类名.class表示。

synchronizid(类名.class){  或者对象.getClass

}

十一、单例模式加上同步懒汉式

11.1、懒汉式加锁

 

package com.day10.thread.demo2;/** * * @author denny *单例模式 *饿汉式,不存在复生成对象的问题 *懒汉工,加synchronize */public class SingleDemo {  private static SingleDemo singleDemo;    private SingleDemo(){      }  public static SingleDemo getNewIntance(){    if(singleDemo==null){//判断是不是空,不是空就直接返回,是空就加锁      synchronized(SingleDemo.class){ //加锁 //this.getClass() 直接写对象singleDemo.getClass()也行              if(singleDemo==null){        singleDemo=new SingleDemo();      }      }    }    return singleDemo;      }}

 

 

 

十二、死锁

12.1、死锁常见情景之一:同步的嵌套。

 

 class MyLock{   static Object lockA=new Object();   static  Object lockB=new Object();}public class Demo implements Runnable {  private boolean flag;  public Demo(boolean flag) {    this.flag = flag;  }  @Override  public void run() {          if (flag) {        while (true) {        synchronized (MyLock.lockA) {          System.out.println("if.........lockA");          synchronized (MyLock.lockB) {            System.out.println("if.........lockB");          }        }      }      }       else {         while(true){        synchronized (MyLock.lockB) {          System.out.println("else.........lockB");          synchronized (MyLock.lockA) {            System.out.println("else.........lockA");          }        }        }      }    }  public static void main(String[] args) {    Thread t1 = new Thread(new Demo(true));    Thread t2 = new Thread(new Demo(false));    t1.start();    t2.start();  }}

 建议将要锁的对象,声明为static