java核心基础之多线程-毕向东.doc

/*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 VM 启动的时候会有一个进程java.exe.该进程中至少一个线程负责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。扩展：其实更细节说明jvm，jvm启动不止一个线程，还有负责垃圾回收机制的线程。1如何在自定义的代码中，自定义一个线程呢？过对api的查找，java已经提供了对线程这类事物的描述。就Thread类。进程线程都是由系统创建的！创建线程的第一种方式：继承Thread类。步骤：1，定义类继承Thread。2，复写Thread类中的run方法。目的：将自定义代码存储在run方法。让线程运行。3，调用线程的start方法，该方法两个作用：启动线程，调用run方法。原理部分：发现运行结果每一次都不同。因为多个线程都获取cpu的执行权。cpu执行到谁，谁就运行。明确一点，在某一个时刻，只能有一个程序在运行。(多核除外)cpu在做着快速的切换，以达到看上去是同时运行的效果。我们可以形象把多线程的运行行为在互相抢夺cpu的执行权。这就是多线程的一个特性：随机性。谁抢到谁执行，至于执行多长，cpu说的算。为什么要覆盖run方法呢？Thread类用于描述线程。该类就定义了一个功能，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，用于存储线程要运行的代码。class Demo extends Threadpublic void run()for(int x=0; x60; x+)System.out.println(demo run-+x);class ThreadDemo public static void main(String args) /也是一个控制单元！/for(int x=0; x4000; x+)/System.out.println(Hello World!);Demo d = new Demo();/创建好一个线程。相当于一个控制单元！/d.start();/开启线程并执行该线程的run方法。调用了底层！d.run();/仅仅是对象调用方法。而线程创建了，并没有运行。还是/在主线程里面运行的！属于单线程程序！仅仅封装线程运行的代码！for(int x=0; x60; x+)System.out.println(Hello World!-+x);练习：创建两个线程，和主线程交替运行。原来线程都有自己默认的名称。Thread-编号 该编号从0开始。static Thread currentThread()获取当前线程对象。getName(): 获取线程名称。置线程名称：setName或者构造函数*/class Test extends Thread/private String name;Test(String name)/ = name;super(name);public void run()for(int x=0; x60; x+)System.out.println(Thread.currentThread()=this)+.+this.getName()+ run.+x);class ThreadTest public static void main(String args) Test t1 = new Test(one-);Test t2 = new Test(two+);t1.start();t2.start();/t1.run();/t2.run();for(int x=0; x0)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.sale : + tick-);class TicketDemopublic static void main(String args) Ticket t = new Ticket();Thread t1 = new Thread(t);/创建了一个线程；Thread t2 = new Thread(t);/创建了一个线程；Thread t3 = new Thread(t);/创建了一个线程；Thread t4 = new Thread(t);/创建了一个线程；t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();/*Ticket t1 = new Ticket();/Ticket t2 = new Ticket();/Ticket t3 = new Ticket();/Ticket t4 = new Ticket();t1.start();t1.start();t1.start();t1.start();*/*（重点掌握部分）通过分析，发现，打印出0，-1，-2等错票。多线程的运行出现了安全问题。问题的原因：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。解决办法：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，其他线程不可以参与执行.java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式。是同步代码块。synchronized(对象)需要被同步的代码对象如同锁。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cpu的执行权，也进不去，因为没有获取锁。火车上的卫生间-经典。同步的前提：1，必须要有两个或者两个以上的线程。2，必须是多个线程使用同一个锁。(注意：同步函数所用的锁是this。而同步块用的是自定义的锁“对象”。)必须保证同步中只能有一个线程在运行。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，*/class Ticket implements Runnableprivate int tick = 1000;Object obj = new Object();public void run()while(true)synchronized(obj)（如果这个同步没有的话就会出现卖出负数号票的情况。）if(tick0) /线程在哪儿被“中断”,当此线程再次有执行权时就会接着中断的地方继续执行下去。因此这儿可能会出现卖出-1,0号票的可能！/tryThread.sleep(10);catch(Exception e)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.sale : + tick-);class TicketDemo2public 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();/*同步函数用的是哪一个锁呢？函数需要被对象调用。那么函数都有一个所属对象引用。就是this。所以同步函数使用的锁是this。通过该程序进行验证。使用两个线程来买票。一个线程在同步代码块中。一个线程在同步函数中。都在执行买票动作。*/class Ticket implements Runnableprivate int tick = 100;Object obj = new Object();boolean flag = true;public void run()if(flag)while(true)synchronized(this)if(tick0)tryThread.sleep(10);catch(Exception e)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.code : + tick-);elsewhile(true)show();public synchronized void show()/thisif(tick0)tryThread.sleep(10);catch(Exception e)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.show. : + tick-);class ThisLockDemopublic static void main(String args) Ticket t = new Ticket();Thread t1 = new Thread(t);Thread t2 = new Thread(t);t1.start();tryThread.sleep(10);catch(Exception e)t.flag = false;t2.start();/Thread t3 = new Thread(t);/Thread t4 = new Thread(t);/t3.start();/t4.start();/*如果同步函数被静态修饰后，使用的锁是什么呢？通过验证，发现不在是this。因为静态方法中也不可以定义this。静态进内存是，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。类名.class 该对象的类型是Class静态的同步方法，使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。 类名.class*/class Ticket implements Runnableprivate static int tick = 100;/Object obj = new Object();boolean flag = true;public void run()if(flag)while(true)synchronized(Ticket.class)if(tick0)tryThread.sleep(10);catch(Exception e)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.code : + tick-);elsewhile(true)show();public static synchronized void show()if(tick0)tryThread.sleep(10);catch(Exception e)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.show. : + tick-);class StaticMethodDemopublic static void main(String args) Ticket t = new Ticket();Thread t1 = new Thread(t);Thread t2 = new Thread(t);t1.start();tryThread.sleep(10);catch(Exception e)t.flag = false;t2.start();/*单例设计模式。*/饿汉式。/*class Singleprivate static final Single s = new Single();private Single()public static Single getInstance()return s;*/懒汉式class Singleprivate static Single s = null;private Single()public static Single getInstance()if(s=null)synchronized(Single.class)if(s=null) /双重判断标准，面试时考的都是这种单利设计模式，但是在实际的设计中只需要用饿汉式就可以了。/-A;s = new Single();return s;class SingleDemo public static void main(String args) System.out.println(Hello World!);死锁：某一个线程t1持有锁a，另一个线程t2持有锁b，t1里面有一个方法要用到B锁，t2里面有一个方法要用到锁a，从而形成一个等待循环“你等我，我等你”造成死锁！class Test implements Runnableprivate boolean flag;Test(boolean flag)this.flag = flag;public void run()if(flag)while(true)synchronized(MyLock.locka)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.if locka );synchronized(MyLock.lockb)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.if lockb);elsewhile(true)synchronized(MyLock.lockb)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.else lockb);synchronized(MyLock.locka)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.else locka);class MyLockstatic Object locka = new Object();static Object lockb = new Object();class DeadLockTestpublic static void main(String args) Thread t1 = new Thread(new Test(true);Thread t2 = new Thread(new Test(false);t1.start();t2.start();/*死锁。同步中嵌套同步。*/class Ticket implements Runnableprivate int tick = 1000;Object obj = new Object();boolean flag = true;public void run()if(flag)while(true)synchronized(obj)show();elsewhile(true)show();public synchronized void show()/thissynchronized(obj)if(tick0)tryThread.sleep(10);catch(Exception e)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.code : + tick-);class DeadLockDemopublic static void main(String args) Ticket t = new Ticket();Thread t1 = new Thread(t);Thread t2 = new Thread(t);t1.start();tryThread.sleep(10);catch(Exception e)t.flag = false;t2.start();class MyThread extends Threadpublic void run()try Thread.currentThread().sleep(3000); catch (InterruptedException e) System.out.println(MyThread running);public class ThreadTestpublic static void main(String argv) MyThread t = new MyThread();t.run();t.start();System.out.println(Thread Test); /*代码分析过程：MyThread t = new MyThread();创建了一个线程。t.run();调用MyThread对象的run方法。这是只有一个线程在运行就是主线程。当主线程执行到了run方法中的sleep(3000);时。这是主线程处于冻结状态。程序并没有任何执行。当3秒过后，主线程打印了 MyThread running。 run方法执行结束。t.start();开启了t线程。有两种可能情况。第一种，主线程在只执行了t.start()后，还具有执行权，继续往下执行，打印了Thread Test。主线程结束。t线程获取执行权，调用自己的run方法。然后执行的sleep(3000);冻结3秒。3秒后，打印MyThread running t线程结束，整个程序结束。第二种情况：主线程执行到t.start();开启了t线程，t线程就直接获取到了执行权。就调用自己的run方法。指定到sleep(3000).t线程冻结3秒，这是t线程就是释放了执行权。那么主线程开始执行打印了Thread Test，主线程结束。等到3秒后，t线程打印MyThread running ，然后t线程结束。程序结束。*/*stop方法已经过时。如何停止线程？只有一种，run方法结束。开启多线程运行，运行代码通常是循环结构。只要控制住循环，就可以让run方法结束，也就是线程结束。特殊情况：当线程处于了冻结状态。就不会读取到标记。那么线程就不会结束。当没有指定的方式让冻结的线程恢复到运行状态是，这时需要对冻结进行清除。强制让线程恢复到运行状态中来。这样就可以操作标记让线程结束。Thread类提供该方法 interrupt();*/class StopThread implements Runnableprivate boolean flag =true;public void run()while(flag)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.run);public void changeFlag()flag = false;class StopThreadDemopublic static void main(String args) StopThread st = new StopThread();Thread t1 = new Thread(st);Thread t2 = new Thread(st);t1.setDaemon(true);t2.setDaemon(true);t1.start();t2.start();int num = 0;while(true)if(num+ = 60)/st.changeFlag();/errupt();/errupt();break;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+.+num);System.out.println(over);/*线程间通讯：其实就是多个线程在操作同一个资源，但是操作的动作不同。*/class Res/将共享资源封装进对象中String name;String sex;boolean flag = false;/控制输入一次，然后再打印一次。防止cpu在切换时一直输入（此时会覆盖前一次输入的值！），或者一直重复的输出！class Input implements Runnableprivate Res r ;Input(Res r)this.r = r;public void run()int x = 0;while(true)synchronized(r)if(r.flag) tryr.wait();catch(Exception e) /等待唤醒机制，在开发中用到的较多！线程运行时，内存中会建立一个线程池，等待的线程被放进线程池里面。一进入等待状态这下面的程序就暂时不能执行了。等待被唤醒后再接着执行下去。if(x=0)=mike;/对共享资源进行操作r.sex=man;=丽丽;r.sex = 女女女女女;x = (x+1)%2;r.flag = true;r.notify();class Output implements Runnableprivate Res r ;Output(Res r)this.r = r;public void run()while(true)synchronized(r)if( !r.flag)tryr.wait();catch(Exception e)System.out.println(+.+r.sex);r.flag = false;r.notify();class InputOutputDemopublic static void main(String args) Res r = new Res();Input in = new Input(r);Output out = new Output(r);Thread t1 = new Thread(in);Thread t2 = new Thread(out);t1.start();t2.start();/notifyAll();/*wait: notify(); notifyAll();都使用在同步中，因为要对持有监视器(锁)的线程操作。因为只有同步才具有锁，所以要使用在同步中。为什么这些操作线程的方法要定义Object类中呢？因为这些方法在操作同步中的线程时，都必须要标识它们所操作线程持有的锁，只有同一个锁上的被等待线程，可以被同一个锁上notify唤醒。不可以对不同锁中的线程进行唤醒。也就是说，等待和唤醒必须是同一个锁。而锁可以是任意对象，所以可以被任意对象调用的方法定义Object类中*/生产者和消费者例子class ProducerConsumerDemo public static void main(String args) Resource r = new Resource();Producer pro = new Producer(r);Consumer con = new Consumer(r);Thread t1 = new Thread(pro);Thread t2 = new Thread(pro);Thread