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Java SE10_多线程笔记

2022-06-02 01:33:45 阅读：87 来源： 互联网

标签：多线程 Java Thread void System 线程 new SE10 public

多线程

1 线程创建

Thread、Runnable、Callable

继承Thread类和 实现Runnable接口 为重点，实现Callable接口仅作了解

2 Thread类

自定义线程类继承Thread类
重写run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start()方法启动线程

代码演示：

//创建线程的方式：继承Thread类 、重写run（）方法、 调用start开启线程
//总结：线程开启不一定立即执行，由cpu进行调度执行
public class TestThread1 extends Thread{

    //run方法线程体
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("正在执行线程--"+i);
        }
        super.run();
    }

    //main线程，主线程
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个线程对象
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
        //调用start()方法开启线程
        testThread1.start();

        for (int i = 0; i < 2000; i++) {
            System.out.println("正在执行主方法**"+i);
        }
    }
}

2.1 案例（图片下载）

代码演示：

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

//练习Thread，实现多线程同步下载图片
public class TestTheard2 extends Thread{

    private String url;//图片地址
    private String name;//保存的文件名

    public TestTheard2(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    public TestTheard2() {
    }

    //下载图片的线程执行体
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        WebDownloader wd = new WebDownloader();
        wd.downloader(url, name);
            System.out.println("下载了名为：" + name + "的文件");
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestTheard2 th1 = new TestTheard2("地址1","1.jpg");
        TestTheard2 th2 = new TestTheard2("地址2","2.jpg");
        TestTheard2 th3 = new TestTheard2("地址3","3.jpg");
        TestTheard2 th4 = new TestTheard2("地址4","4.jpg");

        th1.start();
        th2.start();
        th3.start();
        th4.start();
    }
}
//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    public void downloader(String url, String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File("本地地址"+name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
        }
    }
}

3 Runnable接口

定义MyRunnable类实现Runnable接口
实现run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start()方法启动线程

代码演示：

//创建线程方式2
//实现Runnable接口，重写run方法，执行线程需要丢入Runnable接口实现类 调用start执行
public class TestThread3 implements Runnable {

    //run方法线程体
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("正在执行线程--" + i);
        }
    }

    //main线程，主线程
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建Runnable接口的实现类对象
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();

        //2.创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程，代理
        new Thread(testThread3).start();

        //一步到位：new Thread(new TestThread3()).start();
        for (int i = 0; i < 2000; i++) {
            System.out.println("正在执行主方法**" + i);
        }
    }
}

4 Thread和Runnable的比较

继承Thread类	实现Runnable接口
子类继承Thread类具备多线程能力	实现接口Runnable具有多线程能力
启动线程：子类对象.start();	启动线程：传入目标对象+Thread对象.start();
不建议使用：避免OOP单继承局限性	推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

5 并发问题

5.1 购买火车票

发现并发问题

代码演示：

// 多个线程同时操作同一个对象
// 买火车票的例子

// 问题：多个线程同时对一个资源进行操作 (线程不安全，数据紊乱)
// 模拟网络延迟：放大问题的发生性
public class TestThread4 implements Runnable {

    private int ticketNums = 10;//票数

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            if(ticketNums <= 0){
                break;
            }
            try {
                //模拟延迟
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->拿到了第"+this.ticketNums--+"张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 ticket = new TestThread4();
        new Thread(ticket, "stu").start();
        new Thread(ticket, "tea").start();
        new Thread(ticket, "peo").start();
    }
}

5.2 龟兔赛跑

代码演示：

//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable {
    //胜利者
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            //模拟兔子休息
            if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10 ==0){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            //比赛结束就停止程序
            if(flag) break;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"跑了" +i+ "步");
        }
    }

    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
        //判断是否有胜利者
        if(winner != null) return true;
        {
            if(steps >= 100){
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is " + winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Race race = new Race();
        new Thread(race, "兔子").start();
        new Thread(race, "乌龟").start();

    }
}

6 Callable（仅了解）

实现Callable接口，需要返回值类型
重写call方法，需要抛出异常
创建目标对象
创建执行服务 ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPood(1);
提交执行 Future<Boolean> result = ser.submit(t1);
获取结果 boolean r1 = result.get();
关闭服务 ser.shutdownNow();

好处：

可以定义返回值
可以抛出异常

代码演示：

//线程创建方法3，实现callable接口
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {

    private String url;//图片地址
    private String name;//保存的文件名

    public TestCallable(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    public TestCallable() {
    }

    //下载图片的线程执行体
    @Override
    public Boolean call() throws Exception {
        WebDownloader wd = new WebDownloader();
        wd.downloader(url, name);
        System.out.println("下载了名为：" + name + "的文件");
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        TestCallable tc1 = new TestCallable("地址","1.jpg");
        TestCallable tc2 = new TestCallable("地址","2.jpg");
        TestCallable tc3 = new TestCallable("地址","3.jpg");
//        TestCallable tc4 = new TestCallable("地址","4.jpg");

        //1.创建执行服务
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);//几个线程需要就定义几

        //2.提交执行
        Future<Boolean> r1 = ser.submit(tc1);
        Future<Boolean> r2 = ser.submit(tc2);
        Future<Boolean> r3 = ser.submit(tc3);

        //3.获取结果
        boolean rs1 = r1.get();
        boolean rs2 = r2.get();
        boolean rs3 = r3.get();

        //4.关闭服务
        ser.shutdown();
    }

}

//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    public void downloader(String url, String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File("路径"+name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downloader方法出现问题");
        }
    }
}

7 静态代理

静态代理模式：

真实对象和代理对象都要实现同一个接口
代理对象要代理真实角色

好处：

代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
真实对象专注做自己的事情

个人结婚与婚庆公司的例子

代码演示：

//个人结婚与婚庆公司的例子
public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(()-> System.out.println("I love you") ).start();//lambda表达式
  		You you = new You("某个人");
        new WeddingCompary(you).HappyMarry();//一步到位

//        WeddingCompary weddingCompary = new WeddingCompary(you);
//        weddingCompary.HappyMarry();
    }
}
interface Marry{
    void  HappyMarry();
}
//真实角色 去结婚
class You implements Marry{
    private String name;

    public You(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println(this.name + "结婚了，敲开心！");
    }
}
//代理角色 起辅助作用
class WeddingCompary implements Marry{
    //代理谁 -> 真实目标角色
    private Marry target;

    public WeddingCompary() {}

    public WeddingCompary(Marry target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void HappyMarry() {
        before();
        this.target.HappyMarry();//这就是真实对象
        after();
    }

    private void after() {
        System.out.println("结婚之后，收钱");
    }

    private void before() {
        System.out.println("结婚之前，布置婚场");
    }
}

8 lambda表达式

为什么要使用lambda表达式

避免匿名内部类定义过多
可以让代码看起来更简洁
去掉无意义代码，留下核心逻辑

注：只有一行代码的情况下才能简化成一行；前提是接口为函数式接口（有且仅有一个抽象方法的接口）

代码演示；

//推导lambda表达式
public class TestLambda1 {

    //3.静态内部类
    static class Like2 implements Ilike {
        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("I like lambda2");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Ilike like = new Like();
        like.lambda();

        like = new Like2();
        like.lambda();

        //4.局部内部类
        class Like3 implements Ilike {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("I like lambda3");
            }
        }
        like = new Like3();
        like.lambda();

        //5.匿名内部类,没有类的名称，必须借助接口或者父类
        like = new Ilike(){
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("I like lambda4");
            }
        };
        like.lambda();

        //6.用lambda简化(重点)
        like = ()-> { 
            System.out.println("I like lambda5"); 
        };
        like.lambda();
    }
}
//1.定义一个函数式接口
interface Ilike {
    void lambda();
}
//2.实现类
class Like implements Ilike {
    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("I like lambda");
    }
}

简化：

代码如下

public class TestLambda2 {
    public static void main(String[] args) {
        Ilove love = null;
        //1. lambda表式简化
//        love = (int a)->{
//            System.out.println("i love you-->" + a);
//        };
        //简化1.参数类型
//        love = (a)->{
//            System.out.println("i love you-->" + a);
//        };
        //简化2.括号
//        love = a->{
//            System.out.println("i love you-->" + a);
//        };
        //简化3.去掉花括号(只能单行)
        love = a-> System.out.println("i love you-->" + a);

        love.love(520);
    }
}
interface Ilove{
    void love(int a);
}

9 线程状态

创建状态、阻塞状态、死亡装填、就绪状态运行状态

线程的方法：

方法	说明
`setPriority(int new Priority)`	更改线程的优先级
`static void sleep(long millis)`	在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠
`void join()`	等待该线程终止
`static void yield()`	暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程
`void interrupt()`	中断线程，别用这个方式
`boolean isAlive()`	测试线程是否处于活动状态

9.1 停止线程

不推荐使用JDK提供的stop() destroy()方法
推荐线程自己停止
建议使用一个标志位进行终止变量

代码演示：

//标志位停止线程
public class TestStop implements Runnable {
    //1. 设置一个标识位
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while (flag) {
            System.out.println("run...Thread"+i++);
        }

    }
    //2. 设置一个公开的方法停止线程，转换标志位
    public void stop(){
        this.flag = false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestStop ts = new TestStop();
        new Thread(ts).start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main" + i);
            if(i == 900){
                //调用stop方法切换标志位,停止线程
                ts.stop();
                System.out.println("Thread stop");
            }
        }
    }
}

9.2 线程休眠

sleep（时间）指定当前线程阻塞的毫秒数
sleep存在异常InterruptedException
sleep时间到达后线程进入就绪状态
sleep可以模拟网络延时，倒计时等
每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁

代码演示：

//模拟倒计时
public class TestSleep {
    public static void main(String[] args) {
//        try {
//            tenDown();
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }
        //打印当前系统时间
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//更新时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    //模拟倒计时
    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num = 10;

        while(true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if(num <= 0){
                break;
            }
        }
    }
}

9.3 线程礼让

礼让线程，让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞
将线程从运行状态转为就绪状态
让CPU重新调度，礼让不一定成功，看CPU心情

代码演示：

//礼让线程
//线程礼让不一定成功
public class TestYield {
    public static void main(String[] args) {
        MyYield myYield = new MyYield();
        new Thread(myYield, "a").start();
        new Thread(myYield, "b").start();
    }
}
class MyYield implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程开始执行");
        Thread.yield();//线程礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程停止执行");
    }
}

9.4 Join

join合并线程，待此线程执行完成后再执行其他线程，其他线程阻塞
可以想象成插队

代码演示：

//测试join方法，插队
public class TestJoin implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("线程插队" + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        TestJoin join = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(join);
        thread.start();
        //主线程
        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            if(i == 200){
                thread.join();//插队
            }
            System.out.println("main" + i);
        }
    }
}

9.5 观测线程状态

线程状态。线程可以处于以下状态之一：

NEW 新生就绪
尚未启动的线程处于此状态。
RUNNABLE 运行
在Java虚拟机中执行的线程处于此状态。
BLOCKED 堵塞
被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态。
WAITING 堵塞
正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态。
TIMED_WAITING 堵塞
正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态。
TERMINATED 终止
已退出的线程处于此状态。

代码演示：

//观察线程状态
public class TestState {
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread( ()-> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("The thread is almost over");
        });

        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);//new

        //观察启动后
        thread.start();
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);//run

        while(state != Thread.State.TERMINATED){//线程不终止，就一直输出状态
            Thread.sleep(100);
            state = thread.getState();
            System.out.println(state);
        }
        //死亡了的线程不能再次启动
    }
}

10 线程优先级

java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，调度器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行
线程的优先级用数字表示，范围从1~10 Thread.MIN_PRIORITY = 1;
使用以下方式改变或获取优先级 getPriority().setPriority(int xxx);

优先级低只是意味着获得调度的概率低，并不是高优先级必然先调用（性能倒置问题）

代码演示：

//测试线程优先级(范围1-10) 默认为5，
public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
        //主线程默认优先级
        System.out.println("main-->" + Thread.currentThread().getPriority());

        MyPriority myPriority = new MyPriority();
        Thread t1 = new Thread(myPriority, "Thread1");
        Thread t2 = new Thread(myPriority, "Thread2");
        Thread t3 = new Thread(myPriority, "Thread3");
        Thread t4 = new Thread(myPriority, "Thread4");
        Thread t5 = new Thread(myPriority, "Thread5");
        Thread t6 = new Thread(myPriority, "Thread6");
        Thread t7 = new Thread(myPriority, "Thread7");

        //先设置优先级，再启动
        t1.start();

        t2.setPriority(1);
        t2.start();

        t3.setPriority(4);
        t3.start();

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//MAX_PRIORITY=10
        t4.start();

        t5.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);//MIN_PRIORITY=1
        t5.start();

        t6.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);//NORM_PRIORITY=5
        t6.start();
    }
}

class MyPriority implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

11 守护线程

守护daemon

线程分为用户线程和守护线程
虚拟机必须确保用户线程执行完毕
虚拟机不用等待守护线程执行完毕
如：后台记录操作日志、监控内存、垃圾回收 etc.

代码演示：

//测试守护线程 上帝守护人类为例
public class TestDaemon {
    public static void main(String[] args) {
        God god = new God();
        Human human = new Human();

        Thread t1 = new Thread(god);
        t1.setDaemon(true);//默认flase代表用户线程，正常的线程都是用户线程

        t1.start();//上帝守护线程启动

        new Thread(human).start();//用户线程启动
    }
}

//上帝
class God implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        while(true){//按理来说不会结束 但作为守护线程在用户线程结束后 随之结束（可能会伴随虚拟机关闭的一点点延迟）
            System.out.println("正在守护");
        }
    }
}


//人类
class Human implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("每天都要开心");
        }
        System.out.println("goodbye world！");
    }
}

12 线程同步

发生于：多个线程操作同一个资源

12.1 并发

并发：同一个对象被多个线程同时操作

　　处理多线程问题时，多线程访问一个对象，并且某些线程还想修改这个对象，这时候就需要线程同步。线程同步是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕再让下一个线程使用。

12.2 队列与锁

　　由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突问题，为了保证数据在方法中被访问时的正确性，在访问时加入锁机制synchronized，当一个线程获得对象的排它锁，独占资源，其他线程必须等待使用后释放锁即可。存在以下问题

一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起；
在多线程竞争下，加锁，释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题；
如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置，引起性能问题

12.3 线程不安全的案例

例1：不安全购票

代码演示：

//不安全的买票
//线程不安全 有负数
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();
        new Thread(station, "买票人one").start();
        new Thread(station, "买票人two").start();
        new Thread(station, "黄牛").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable{
    //票
    private int ticketNums = 10;
    boolean flag = true; //外部停止方式
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag){
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    private void buy() throws InterruptedException {
        if(ticketNums <= 0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        Thread.sleep(100);

        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到了" + (ticketNums--) + "张票");
    }
}

例2：不安全取款

代码演示：

//不安全的取钱
//两个人去银行取钱
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(100, "结婚基金");

        Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing gf = new Drawing(account, 100, "女盆友");
        you.start();
        gf.start();

    }

}
//账户
class Account{
    int money; //余额
    String name; //卡名

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account; //账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int nowMoney;

    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name){
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        //判断有没有钱
        if(account.money - drawingMoney < 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "钱不够，取不了");
            return;
        }
        //sleep放大问题的发生性
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //卡内余额 = 余额 - 取的钱
        account.money -= drawingMoney;
        //有的钱 = 有的钱 + 取的钱
        nowMoney += drawingMoney;
        System.out.println(account.name + "余额为：" + account.money);
        //this.getName() = Thread.currentThread().getName()
        System.out.println(this.getName() + "手里的钱：" + nowMoney);
    }
}

例3：不安全集合

代码演示：

//线程不安全的集合
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread( ()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

12.4 同步方法及同步块

　　由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需要针对方法提出一套机制，这套机制就是 synchronized 关键字，它包括两种用法：synchronized 方法和 synchronized 块。

锁的对象一般是变化的量，需要增删改的对象。

同步方法 public synchronized void method(int args){}

synchronized方法控制对“对象”的访问，每个对象对应一把锁，每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行，否则线程会阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到该方法返回才释放锁，后面被阻塞的线程才能获得这个锁，继续执行。

缺陷：若将一个大的方法申明为synchronized，会影响效率。
只有需要修改的内容才需要锁。

同步块：synchronized(Obj){}，Obj称之为同步监视器

Obj可以是任何对象，但是推荐使用共享资源作为同步监视器。
同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器就是ths，就是这个对象本身，或者是class[反射中讲解]

同步监视器的执行过程:

第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码。
第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问。
第一个线程访问完毕，解锁同步监视器。
第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问。

12.5 CopyOnWriteArrayList

支持高效率并发且是线程安全的,读操作无锁的ArrayList

代码演示：

//测试JUC安全类型的集合
public class TestJUC {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(() -> {
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

13 死锁

产生死锁的四个必要条件

互斥：一个资源每次只能被一个进程使用
请求与保持：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放
不剥夺：进程已获得的资源，在未用完之前，不能强行剥夺
循环等待：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

避免死锁：破坏4个必要条件的之中的任意一个或多个

代码演示：

//死锁：多个线程互相有对方需要的资源，然后形成僵持
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0, "灰姑凉");
        Makeup g2 = new Makeup(1, "白雪公主");

        g1.start();
        g2.start();
    }
}
//口红
class Lipstick { }

//镜子
class Mirror { }

class Makeup extends Thread{
    //需要的资源 只有一份
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice; //选择
    String grilName; //使用化妆品的人

    Makeup(int choice, String grilName){
        this.choice = choice;
        this.grilName = grilName;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        //化妆
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //化妆, 互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if(choice == 0){
            synchronized (lipstick){//获得口红的锁
                System.out.println(this.grilName + "获得口红的锁");
                Thread.sleep(1000);
            }
            synchronized(mirror){//一秒钟之后想获得镜子
                System.out.println(this.grilName + "获得镜子的锁");
            }
        }else{
            synchronized (mirror){//获得镜子的锁
                System.out.println(this.grilName + "获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);
            }
            synchronized(lipstick){//一秒钟之后想获得口红
                System.out.println(this.grilName + "获得口红的锁");
            }
        }
    }
}

14 Lock锁

代码演示：

//测试Lock锁
public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock2 testLock2 = new TestLock2();

        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
    }
}
class TestLock2 implements Runnable {
    int ticketNums = 10;

    //定义lock锁 ReentrantLock:可重入锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            try {
                lock.lock(); //加锁
                if(ticketNums > 0){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNums--);
                }else{
                    break;
                }
            } finally {
                lock.unlock(); //解锁
            }
        }
    }
}

15 synchronized与lock的对比

Lock是显示锁，需要手动开启和关闭，synchronized为隐式锁，出了作用域自动释放
lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
使用lock锁，jvm将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性
优先使用顺序

Lock > 同步代码快（已经进入方法体，分配了相应资源）> 同步方法(在方法体之外)

16 线程协作（通信）

16.1 生产者和消费者问题

线程同步问题，生产者和消费者共享同一个资源，并且生产者和消费者之间相互依赖，互为条件

对于生产者，没有生产产品之前，要通知消费者等待，而生产了产品之后，有需要马上通知消费者消费
对于消费者，在消费之后，要通知生产者已经结束消费，需要生产新的产品以供消费
在生产者消费者问题中，仅有synchronized是不够的
- synchronized可组织并发更新同一个共享资源，实现了同步
- synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递（通信）

Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

方法名	作用
`wait()`	表示线程一直等待，直到其他线程通知，与`sleep()`不同，会释放锁
`wait(long timeout)`	指定等待的毫秒数
`notify()`	唤醒一个处于等待状态的线程
`notifyAll()`	唤醒同一个对象上所有调用`wait()`方法的线程，优先级别高的线程优先调度

注意： 均是Object类的方法，都只能在同步方法或者同步代码快中使用，否则会抛出异常 IllegalMonitorStateException

16.2 解决1 管程法

生产者：负责生产数据的模块（可能是方法、对象、线程、进程）
消费者：负责处理数据的模块（可能是方法、对象、线程、进程）
缓冲区：消费者不能直接使用生产者的数据，利用中间“缓冲区”

代码演示：

//测试生产者消费者模型-->利用缓冲区解决：管程法
//生产者，消费者，产品，缓冲区
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer container = new SynContainer();
        new Productor(container).start();
        new Consumer(container).start();
    }
}

//生产者
class Productor extends Thread{
    SynContainer container;

    public Productor(SynContainer container){
        this.container = container;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            System.out.println("生产了" + i + "只鸡");
            container.push(new Chinken(i));
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread{
    SynContainer container;

    public Consumer(SynContainer container){
        this.container = container;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            System.out.println("消费了" + container.pop().id + "只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Chinken{
    int id; //产品编号
    public Chinken(int id){
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer{
    //需要一个容器大小
    Chinken[] chinkens = new Chinken[10];
    //容器计数器
    int count = 0;

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chinken chinken){
        //如果容器满了，就需要等待消费者消费
        if(count == chinkens.length){
            //通知消费者消费，生产等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果容器没满，就需要丢入产品
        chinkens[count] = chinken;
        count++;

        //可以通知消费而消费了
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized Chinken pop(){
        //判断能否消费
        if(count == 0){
            //等待生产者生产，消费者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消费
        count--;
        Chinken chinken = chinkens[count];

        //吃完了，通知生产者生产
        this.notifyAll();
        return chinken;
    }
}

16.3 解决2 信号灯法

代码演示：

//测试生产者消费者问题
//方法2：信号灯法，标志位解决
public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}

//生产者-->演员
class Player extends Thread{
    TV tv;
    public Player(TV tv){
        this.tv = tv;
    }
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                this.tv.play("快乐大本营播放中");
            }else{
                this.tv.play("抖音：记录美好生活");
            }
        }
    }
}
//消费者-->观众
class Watcher extends Thread{
    TV tv;
    public Watcher(TV tv){
        this.tv = tv;
    }
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            tv.watch();
        }
    }
}
//产品-->节目
class TV{
    //演员表演，观众等待 T
    //观众观看，演员等待 F
    String voice; //表演的节目
    boolean falg = true;

    //表演
    public synchronized void play(String voice){
        if(!falg){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演员表演了：" + voice);
        //通知观众观看
        this.notifyAll(); //通知唤醒
        this.voice = voice;
        this.falg = !this.falg;
    }

    //观看
    public synchronized void watch(){
        if(falg){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观众观看了：" + voice);
        //通知演员表演
        this.notifyAll(); //通知唤醒
        this.falg = !this.falg;
    }
}

17 线程池

背景：经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。

思路：提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。

好处：

提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
便于线程管理（.…）
corePoolSize：核心池的大小

maximumPoolSize：最大线程数

keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

17.1 使用线程池

JDK5.0起提供了线程池相关API：ExecutorService和Executors

ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor

void execute（Runnable command）：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
<T>Future<T>submit（Callable<T>task）：执行任务，有返回值，一般又来执行Callable
void shutdown()：关闭连接池

Executors：工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池

代码演示：

//测试线程池
public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建服务，创建线程池
        //newFixedThreadPool 参数为线程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

        //执行
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());

        //2.关闭连接
        service.shutdown();
    }
}
class MyThread implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

总结

代码演示：

//回顾总结线程的创建
public class ThreadNew {
    public static void main(String[] args) {
        new MyThread1().start();
        new Thread(new MyThread2()).start();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask(new MyThread3());
        new Thread(futureTask).start();
        try {
            Integer integer = futureTask.get();
            System.out.println(integer);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
//1.继承Thread类
class MyThread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        System.out.println("MyThread1");
    }
}
//2.实现Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("MyThread2");
    }
}
//3.实现Callable接口
class MyThread3 implements Callable<Integer>{
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("MyThread3");
        return 100;
    }
}

标签：多线程,Java,Thread,void,System,线程,new,SE10,public
来源： https://www.cnblogs.com/lyluoye/p/16336306.html

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Java SE10_多线程笔记

多线程

1 线程创建

2 Thread类

2.1 案例（图片下载）

3 Runnable接口

4 Thread和Runnable的比较

5 并发问题

5.1 购买火车票

5.2 龟兔赛跑

6 Callable（仅了解）

7 静态代理

8 lambda表达式

9 线程状态

9.1 停止线程

9.2 线程休眠

9.3 线程礼让

9.4 Join

9.5 观测线程状态

10 线程优先级

11 守护线程

12 线程同步

12.1 并发

12.2 队列与锁

12.3 线程不安全的案例

12.4 同步方法及同步块

12.5 CopyOnWriteArrayList

13 死锁

14 Lock锁

15 synchronized与lock的对比

16 线程协作（通信）

16.1 生产者和消费者问题

16.2 解决1 管程法

16.3 解决2 信号灯法

17 线程池

17.1 使用线程池

总结