一、多线程

1.概述

多线程(multithreading),是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。

就是在单个程序中同时运行多个线程来完成不同的工作。

2.并发与并行

并发:指两个或多个事件在同一个时间段内发生。
并行:指两个或多个事件在同一时刻发生(同时发生)。
3.程序、进程与多线程
1)程序
Java源程序和字节码文件被称为“程序” (Program),是一个静态的概念。

2) 进程
是指一个内存中运行的应用程序,每个进程都有一个独立的内存空间,一个应用程序可以同时运行多个进程;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。

3)线程

线程是进程中的一个执行单元,负责当前进程中程序的执行,一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的,这个应用程序也可以称之为多线程程序。

二、创建线程类

1.继承Thread类

Java使用java.lang.Thread类代表线程,所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。

Java中通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤如下:

定义Thread类的子类,并重写该类的run()方法,该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体
创建Thread子类的实例,即创建了线程对象
调用线程对象的start()方法来启动该线程
自定义线程类:

public class MyThread extends Thread {    //定义指定线程名称的构造方法    public MyThread(String name) {        //调用父类的String参数的构造方法,指定线程的名称        super(name);    }    /**     * 重写run方法,完成该线程执行的逻辑     */    @Override    public void run() {        for (int i = 0; i < 10; i++) {            System.out.println(getName()+":正在执行!"+i);        }    }}

测试类:

public class Demo01 {    public static void main(String[] args) {        //创建自定义线程对象        MyThread mt = new MyThread("新的线程!");        //开启新线程        mt.start();        //在主方法中执行for循环        for (int i = 0; i < 10; i++) {            System.out.println("main线程!"+i);        }    }}

1)Thread类介绍

构造方法:

public Thread():分配一个新的线程对象。

public Thread(String name):分配一个指定名字的新的线程对象。

public Thread(Runnable target):分配一个带有指定目标新的线程对象。

public Thread(Runnable target,String name):分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。

常用方法:

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)。

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

2.实现Runnable接口

采用java.lang.Runnable也是非常常见的一种,我们只需要重写run方法即可。

步骤如下:

定义Runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
创建Runnable实现类的实例,并以此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象。
调用线程对象的start()方法来启动线程。
自定义线程类:

public class MyRunnable implements Runnable {    @Override    public void run(){        for(inti=0;i<20;i++){            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+""+i);        }    }}

测试类:

public class Demo{    public static void main(String[]args){        //创建自定义类对象线程任务对象        MyRunnable mr = new MyRunnable();        //创建线程对象        Thread t = new Thread(mr,"小强");        t.start();        for(inti=0;i<20;i++){        System.out.println("旺财"+i);        }    }}

3.Thread和Runnable的区别

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:

适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。

可以避免java中的单继承的局限性。

增加程序的健壮性,实现解耦操作,代码可以被多个线程共享,代码和线程独立。

线程池只能放入实现Runable或Callable类线程,不能直接放入继承Thread的类。

4.用Lambda表达式创建多线程

/** * 用Lambda表达式来创建多线程 */public class Thread004Lambda {    public static void main(String[] args) {        Thread t = new Thread(()->{            System.out.println("我是一个线程对象");        });        t.start();//启动线程        System.out.println("我是主线程");    }}

三、线程状态

1.线程的五种状态
新生状态: new
就绪状态: runnable
运行状态: running
阻塞状态: blocked
执行完毕: dead

死亡状态是线程生命周期中的最后一个阶段。线程死亡的原因有两个。一个是正常运行的线程完成了它的全部工作;另一个是线程被强制性地终止,如通过执行stop或destroy方法来终止一个线程。

2.终止线程

不要调用 stop destory 方法 ,太暴力,一盆冷水让其停止。

自定义类:

/** * * 终止线程的套路 * 1、加入标识 * 2、线程体的执行需要依赖标识 * 3、对外提供一个可以修改标识的方法 * 4、外部适当的时机调用方法修改标识 */class MyThread03 implements Runnable{    private boolean flag = true;    @Override    public void run() {        int i = 0;        while (true){            try {                Thread.sleep(1000);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }            System.out.println("在和小美聊天,在说第"+(i++)+"句话");            if(!flag){                break;            }        }    }    public void stopThread(){        flag = false;    }}

测试类:

public class Thread005 {    public static void main(String[] args) throws Exception{        MyThread03 mt = new MyThread03();        Thread t = new Thread(mt);        t.start();//开启线程        Thread.sleep(2000);        mt.stopThread();    }}

3.阻塞状态(sleep/yield/join方法)

sleep方法:Sleep时别的线程也不可以访问锁定对象。
yield方法: 让出CPU的使用权,从运行态直接进入就绪态。让CPU重新挑选哪一个线程进入运行状态。
join方法: 等待当前线程死亡,当某个线程等待另一个线程执行结束后,才继续执行时,使用另一个线程的join方法。使调用该方法的线程在此之前执行完毕,也就是等待调用该方法的线程执行完毕后再往下继续执行

4.线程基本信息

一个线程的默认优先级是5

Thread.MIN_PRIORITY = 1
Thread.MAX_PRIORITY = 10
Thread.NORM_PRIORITY = 5
注意:优先级低只是意味着获得调度的概率低。并不是绝对先调用优先级高后调用优先级低的线程。

自定义类:

class FatherThread  implements  Runnable {    @Override    public void run() {        System.out.println("爸爸想抽烟,发现烟抽完了");        System.out.println("爸爸让儿子去买包红塔山");        Thread son = new Thread(new SonThread());        son.start();  // 启动新的线程        System.out.println("爸爸等儿子买烟回来");        try {            son.join();  // 一直傻傻地等        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println("可以抽烟了");    }}class SonThread implements Runnable {    public void run() {        System.out.println("儿子出门去买烟");        System.out.println("儿子买烟需要10分钟");        try {            for (int i = 1; i <=10;i++) {                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 第" + i + "分钟");                Thread.sleep(10);            }        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 儿子买烟回来了");    }}

测试类:

public class Demo008Thread {    public static void main(String[] args)throws Exception {        Thread t1 = new Thread(new SonThread(),"t1");        Thread t2 = new Thread(new SonThread(),"t2");//        int p = t1.getPriority();获取优先级        t1.setPriority(10);//设置线程优先级        t2.setPriority(1);                t1.start();        t2.start();        Thread.sleep(1000);        //System.out.println(t.isAlive());  // 查看线程是否还活着    }}

四、线程安全

1.线程同步

当我们使用多个线程访问同一资源的时候,且多个线程中对资源有写的操作,就容易出现线程安全问题。

要解决上述多线程并发访问一个资源的安全性问题:也就是解决重复票与不存在票问题,Java中提供了同步机制(synchronized)来解决。

2.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(同步锁){    需要同步操作的代码}

同步锁:

对象的同步锁只是一个概念,可以想象为在对象上标记了一个锁.

锁对象可以是任意类型。
多个线程对象要使用同一把锁。

3.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:

public synchronized void method(){    可能会产生线程安全问题的代码}12

同步锁是谁?

对于非static方法,同步锁就是this。
对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。
综合案例:

/** * 账户类 */class Account {    String aname; // 账户名    int money; // 账户余额    public Account(String aname, int money) {        this.aname = aname;        this.money = money;    }}
class Drawing implements Runnable{    Account account = null;    int money = 0;  // 准备取钱的金额    int acturalMoney = 0; // 实际取走的钱    public Drawing(Account account, int money) {        this.account = account;        this.money = money;    }    @Override    public  void run() {        synchronized (account){//同步代码块            // 如果余额不够, 取不了钱            if (account.money < money) {                System.out.println(" 余额不足, 没去走钱");                return;            }            try {                Thread.sleep(500);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }            account.money -= money;   // 取了钱,余额变少            acturalMoney = money;    // 取出来的钱            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取了 " + acturalMoney + "  还剩 " + account.money);        }    }}

测试类:

/** * 两个人操作同一个账户 */public class Demo010Thread {    public static void main(String[] args) throws Exception{        // 开户        Account account = new Account("高富帅",100);        System.out.println(account.money);        Drawing d =  new Drawing(account,90);        // 你去取钱        Thread t = new Thread(d,"你" );        Thread t1 = new Thread(d,"女朋友" );        t.start();        t1.start();        Thread.sleep(1500);        System.out.println(account.money);    }}

4.死锁及解决方案

1)死锁的概念
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

如何解决死锁问题:

往往是程序逻辑的问题。需要修改程序逻辑。
尽量不要同时持有两个对象锁。