多线程总结

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发表于 2023-3-3 15:35:34 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1.单线程

单线程:只有一个线程,即CPU只执行一个任务(一个线程)
  1. 1 class Hero{
  2. 2     String name;
  3. 3     Hero(String name){
  4. 4         this.name = name;
  5. 5     }
  6. 6     public void show(){
  7. 7         System.out.println(name + "。。。。。");
  8. 8     }
  9. 9 }
  10. 10
  11. 11 public class ThreadDemo {
  12. 12     public static void main(String[] args) {
  13. 13         Hero d1 = new Hero("亚瑟");
  14. 14         Hero d2 = new Hero("妲己");
  15. 15         Hero d3 = new Hero("貂蝉");
  16. 16         d1.show();
  17. 17         d2.show();
  18. 18         d3.show();
  19. 19     }
  20. 20 }
复制代码
结果:,多线程顺序可能会不一样
2.多线程

多线程:就是多个线程同时运行,一个CPU执行多个任务(线程)

  • 优点:能让代码同时执行,可以大大提高效率
  • 能让代码同时执行,可以大大提高效率
1.主线程

java中,main方法是程序的入口,所以 main 方法被称为:主方法

  • 执行 main 方法中代码的线程,被称为:主线程
需要注意的地方有 2 点:

  • main 方法中的代码都是有 main 线程执行的

  • 在 main 方法中调用其他方法,那么其他方法中的代码也是由main线程执行

2.创建线程

除了主线程外,java允许我们自己创建线程,通常有 2 种方式:

  • 继承Thread类
  • 实现Runnable接口
1.Thread类

java中有一个专门描述线程的类:Thread,通过继承这个类可以创建自己的线程,比如:
  1. 1 //1. 继承Thread
  2. 2 class Hero extends Thread{
  3. 3     String name;
  4. 4     Hero(String name){
  5. 5         this.name = name;
  6. 6     }
  7. 7     //2. 复写run方法
  8. 8     @Override
  9. 9     public void run(){
  10. 10         System.out.println(name + "。。。。。");
  11. 11     }
  12. 12 }
  13. 13
  14. 14 public class ThreadDemo {
  15. 15     public static void main(String[] args) {
  16. 16         //3. 创建线程对象
  17. 17         Hero yase = new Hero("亚瑟");
  18. 18         Hero daji = new Hero("妲己");
  19. 19         Hero diaochao = new Hero("貂蝉");
  20. 20         //4. 调用start方法:启动线程,之后会自动执行 run 方法
  21. 21         yase.start();
  22. 22         daji.start();
  23. 23         diaochao.start();
  24. 24     }
  25. 25 }
复制代码
结果:
注意:想要启动一个线程,必须调用的是 start 方法,只是调用 run 方法并不会开启新的线程
启动线程方法start()和run()区别

在Java中启动线程有两种方式:调用start()方法和调用run()方法。它们的区别如下:

  • 调用start()方法:会启动一个新线程,并在新线程中执行run()方法里面的代码。
  • 调用run()方法:不会启动新线程,而是在当前线程中同步执行run()方法里面的代码。
  • 只有调用start()方法,才会表现出多线程的特性,不同线程的run()方法里面的代码交替执行。如果只是调用run()方法,那么代码还是同步执行的,必须等待一个线程的run()方法里面的代码全部执行完毕之后,另外一个线程才可以执行其run()方法里面的代码。
2.实现Runnable接口

实现 java 中的 Runnable 接口并复写 run 方法,也能创建线程,比如:
  1. 1 //1. 实现Runnable接口
  2. 2 class Hero implements Runnable{
  3. 3     String name;
  4. 4     Hero(String name){
  5. 5         this.name = name;
  6. 6     }
  7. 7     //2. 实现run方法
  8. 8     @Override
  9. 9     public void run() {
  10. 10         System.out.println(name + "。。。。。");
  11. 11     }
  12. 12 }
  13. 13 public class ThreadDemo {
  14. 14     public static void main(String[] args) {
  15. 15         //3. 创建Thread对象时把Runnable对象作为参数扔进去
  16. 16         Thread t1 = new Thread(new Hero("亚瑟"));
  17. 17         Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"));
  18. 18         Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"));
  19. 19         //4.调用start方法,启动一个线程,会自动调用run方法
  20. 20         t1.start();
  21. 21         t2.start();
  22. 22         t3.start();
  23. 23     }
  24. 24 }
复制代码
结果:
 
通常在学习时,我们都用 ‘匿名内部类’创建线程,比如:
  1. 1 public static void main(String[] args) {
  2. 2     //使用 匿名内部类 创建线程
  3. 3     Thread yase = new Thread(new Runnable() {
  4. 4         @Override
  5. 5         public void run() {
  6. 6             System.out.println("使用匿名内部类创建一个线程。。。。。。");
  7. 7         }
  8. 8     },"yase");
  9. 9     yase.start();
  10. 10 }
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实现 Runnable 接口和继承 Thread 比较:

  • java不支持多继承,如果继承Thread,那么就不能继承其他类了
  • java支持多实现,如果实现Runnable,不但可以实现其他接口,也可以继承其他类
工作中推荐使用 Runnable 的方式创建线程
 
3.线程名

为了区分不同的线程,默认情况下每个线程都有名称
1.获取线程名

通过调用 getName() 方法获取

 结果:
 
2.主线程名字

主线程也是有名称的,但是我们无法使用 this.getName() 获取主线程的名称

  • 想要获取主线程名称,得先获取主线程对象
Thread类中有一个静态方法:currentThread(),用来获取当前线程对象,比如:

 结果:
推荐使用:Thread.currentThread().getName() 获取线程名称
3.设置线程名

如果对默认的名称不满意,也可以在创建对象的时候自定义线程名称

  • 继承 Thread 类
   代码:
  1. 1 class Hero extends Thread{
  2. 2     String name;
  3. 3     //1. 增加一个 threadName 参数,作为线程名
  4. 4     Hero(String name,String threadName){
  5. 5         //2. 调用super,把自定义名称扔给父类
  6. 6         super(threadName);
  7. 7         this.name = name;
  8. 8     }
  9. 9     @Override
  10. 10     public void run(){
  11. 11         //3. 通过Thread.currentThread().getName()获取线程名称
  12. 12         System.out.println(name + "。。。。。"+Thread.currentThread().getName());
  13. 13     }
  14. 14 }
  15. 15
  16. 16 public class ThreadDemo {
  17. 17     public static void main(String[] args) {
  18. 18         //4. 创建Thread实例对象,自定义线程名
  19. 19         Hero d1 = new Hero("亚瑟", "心灵战士");
  20. 20         Hero d2 = new Hero("妲己","女仆咖啡");
  21. 21         Hero d3 = new Hero("貂蝉", "异域舞娘");
  22. 22         d1.start();
  23. 23         d2.start();
  24. 24         d3.start();
  25. 25     }
  26. 26 }
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结果:
2.实现Runnable接口
  1. 1 class Hero implements Runnable{
  2. 2     String name;
  3. 3     Hero(String name){
  4. 4         this.name = name;
  5. 5     }
  6. 6     @Override
  7. 7     public void run() {
  8. 8         System.out.println(name + "。。。。。"+Thread.currentThread().getName());
  9. 9     }
  10. 10 }
  11. 11 public class ThreadDemo {
  12. 12     public static void main(String[] args) {
  13. 13         //创建Thread对象时候,直接把线程名称扔进去
  14. 14         Thread t1 = new Thread(new Hero("亚瑟"), "心灵战士");
  15. 15         Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"), "女仆咖啡");
  16. 16         Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"), "异域舞娘");
  17. 17         t1.start();
  18. 18         t2.start();
  19. 19         t3.start();
  20. 20     }
  21. 21 }
复制代码
结果:
4.线程名好处

线程名在实际工作中很重要,有以下好处

  • 调试方便:当程序运行出现问题时,如果每个线程都有自己的名称,可以快速定位问题
  • 可读性提高:如果代码中存在多个线程,如果有名称可以使得代码更易于理解和维护。
  • 日志日志记录方便:当出现问题时,如果线程有名称,根据日志日志可以更方便地识别每个线程的相关信息
例:
  1. 1 class Hero implements Runnable{
  2. 2     String name;
  3. 3     Hero(String name){
  4. 4         this.name = name;
  5. 5     }
  6. 6     @Override
  7. 7     public void run() {
  8. 8         //如果 name 为null,会报异常
  9. 9         if(this.name.length()>0){
  10. 10             System.out.println("aaaaaaaaaaaa");
  11. 11         }
  12. 12         System.out.println(name + "。。。。。");
  13. 13     }
  14. 14 }
  15. 15 public class Demo {
  16. 16     public static void main(String[] args) {
  17. 17         Thread t1 = new Thread(new Hero(null));
  18. 18         Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"));
  19. 19         Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"));
  20. 20         //4.调用start方法,启动一个线程,会自动调用run方法
  21. 21         t1.start();
  22. 22         t2.start();
  23. 23         t3.start();
  24. 24
  25. 25     }
  26. 26 }
复制代码
上面代码中没有设置线程名,结果:

上图中虽然有默认的线程名,但是根据 Thread-0 很难定位到 Thread t1 = new Thread(new Hero(null)); 这句代码在什么地方
修改代码,设置线程名:
  1. 1 Thread t1 = new Thread(new Hero("亚瑟"), "心灵战士");
  2. 2 Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"), "女仆咖啡");
  3. 3 Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"), "异域舞娘");
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结果:
4.多线程提高工作效率

示例:医生给病人看病,一个人需要10分钟,两个人就需要20分钟,如果两个医生,那么一共需要10分钟
示例:
  1. 1 class SickPerson{
  2. 2     String name;
  3. 3
  4. 4     public SickPerson(String name){
  5. 5         this.name = name;
  6. 6     }
  7. 7 }
  8. 8
  9. 9 public class ThreadTest {
  10. 10     public static void main(String[] args) {
  11. 11         //1. 利用数组模拟两个病人
  12. 12         SickPerson[] arr = new SickPerson[]{new SickPerson("yase"), new SickPerson("daji")};
  13. 13     
  14. 14         Thread bianque = new Thread(new Runnable() {
  15. 15             @Override
  16. 16             public void run() {
  17. 17                 System.out.println("扁鹊开始看病。。。。");
  18. 18                 //2. 使用 for 循环,一个个的处理病人
  19. 19                 for(int i = 0;i<arr.length;i++){
  20. 20                     System.out.println("处理" +arr[i].name+ ",需要5秒钟。。。。。。");
  21. 21                     try {
  22. 22                         Thread.sleep(5000);//让当前线程睡一会儿,然后接着执行
  23. 23                     } catch (InterruptedException e) {
  24. 24                     }
  25. 25                 }
  26. 26                 System.out.println("结束。。。。。。");
  27. 27             }
  28. 28         },"bianque");
  29. 29         bianque.start();
  30. 30     }
  31. 31 }
复制代码
结果:
原因:

  • 当线程执行到 synchronized (obj) 时,会获取尝试 obj 对象
  • synchronized 保证多线程下,只有一个线程能获取到obj对象,其他线程就会阻塞(暂停)



    • 多个线程同时执行到 synchronized (obj) 这句代码时,只有一个线程能够拿到obj,其他线程暂停



  • 当持有 obj 的线程从 synchronized 退出后,会释放 obj 对象,然后其他线程再次争夺 obj
这样就保证了 synchronized 中的代码在某一时刻只能被一个线程执行

  • 好处和弊端
好处:解决多线程数据安全问题
弊端:同步代码块同时只能被一个线程执行,降低效率
synchronized注意事项


  • 必须是多个线程



    • 线程数>1,就是多线程



  • 多线程争抢的锁对象只能有一个,下图中的做法要坚决抵制(会被开哦)

 2.同步方法

把 synchronized 放到方法上,那么这个方法就是同步方法

  • 演示
  1. 1         //用数组模拟两个病人
  2. 2         SickPerson yase = new SickPerson("yase");
  3. 3         SickPerson daji = new SickPerson("daji");
  4. 4
  5. 5 //        SickPerson[] arr = new SickPerson[]{new SickPerson("yase"),new SickPerson("daji")};
  6. 6         //创建内部类Runnable重写run方法,使用for循环,处理病人,    线程睡眠,接着执行
  7. 7         Thread bianque = new Thread(new Runnable() {
  8. 8             @Override
  9. 9             public void run() {
  10. 10                 System.out.println("扁鹊开始看病");
  11. 11                 System.out.println("给"+yase.name+"看病需要5秒");
  12. 12                     try {
  13. 13                         Thread.sleep(5000);
  14. 14                     } catch (InterruptedException e) {
  15. 15                     }
  16. 16             }
  17. 17         },"bianque");
  18. 18         bianque.start();
  19. 19         //开启第二个线程
  20. 20         Thread huatuo = new Thread(new Runnable() {
  21. 21             @Override
  22. 22             public void run() {
  23. 23                 System.out.println("华佗开始看病");
  24. 24                 System.out.println("给"+daji.name+"看病要5秒");
  25. 25                     try {
  26. 26                         Thread.sleep(5000);
  27. 27                     } catch (InterruptedException e) {
  28. 28                         throw new RuntimeException(e);
  29. 29                     }
  30. 30             }
  31. 31         },"huatuo");
  32. 32         huatuo.start();
复制代码
 结果:
 2.同步方法的锁对象

使用同步代码块时,需要一个锁对象,但是同步方法并不需要,因为:同步方法的锁是this(当前对象)
证明:
  1. 1 public void run() {
  2. 2     //当线程执行到第一句代码时,CPU很可能就切换其他线程执行,那么当前线程就会暂停
  3. 3     System.out.println(name + "。。。。。");
  4. 4     System.out.println(name + "。。。。。");
  5. 5     System.out.println(name + "。。。。。");
  6. 6 }
复制代码
上面,run方法中的 this 就是 hero对象,结果:

原因:

  • 亚瑟线程先执行,走到 Thread.sleep(2000) 时,休眠2秒,但这时它已经持有 this (也就是hero对象)
  • main线程休眠100毫秒后,执行show方法尝试获取this,无法获取到,于是等待1.9秒
  • 所以最终结果。。。。。
3.静态同步方法

synchronized 放到静态方法上,就是静态同步方法,锁对象是:Hero.class

  • Hero.class 也是对象,称为Class对象或字节码对象,是jvm把Hero.class加载到内存后创建一个对象

修改代码:
  1. 1 class Hero implements Runnable{
  2. 2     //1. 定义一个静态变量,多个线程同时操作它
  3. 3     public static int num = 10;
  4. 4     @Override
  5. 5     public void run() {
  6. 6         while (true){// while中用true,这是死循环,谨慎使用,这里是为了演示效果
  7. 7             //2. run方法中,对num--,当num<=0时,跳出循环
  8. 8             if(num > 0){
  9. 9                 //sleep(5),让当前线程休眠5毫秒,此时CPU会执行其他线程
  10. 10                 try { Thread.sleep(5); } catch (InterruptedException e) {}
  11. 11                 num--;
  12. 12                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "***********" + num);
  13. 13             }else{
  14. 14                 break;
  15. 15             }
  16. 16         }
  17. 17     }
  18. 18 }
  19. 19 public class ThreadDemo {
  20. 20     public static void main(String[] args) {
  21. 21         Hero hero = new Hero();
  22. 22         Thread yase = new Thread(hero, "yase");
  23. 23         Thread daji = new Thread(hero, "daji");
  24. 24         //3. 开启两个线程操作num
  25. 25         yase.start();
  26. 26         daji.start();
  27. 27     }
  28. 28 }
复制代码
结果:
 4.死锁

A 线程等待 B 线程释放锁,同时 B 线程也在等到 A 线程释放锁,比如:

通常发生在同步嵌套

  • 同步嵌套:synchronized 中 还有 synchronized
示例:
  1. 1 public static Object obj = new Object();
  2. 2 @Override
  3. 3 public void run() {
  4. 4     while (true){
  5. 5         //使用同步代码块,obj被称为锁对象
  6. 6         synchronized (obj){
  7. 7             if(num > 0){
  8. 8                 //sleep(5),让当前线程休眠5毫秒,此时CPU会执行其他线程
  9. 9                 try { Thread.sleep(5); } catch (InterruptedException e) {}
  10. 10                 num--;
  11. 11                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "***********" + num);
  12. 12             }else{
  13. 13                 break;
  14. 14             }
  15. 15         }
  16. 16     }
  17. 17 }
复制代码
结果:

上图中,死锁导致程序无法继续运行,但同时也一直不结束
执行过程分析:

  • 假设 yase 线程先执行,在获取的A锁后,睡觉
  • daji线程接着执行,在获取B锁后,睡觉
  • yase线程睡醒后,尝试获取B锁,但是已经被daji线程拿到了,于是阻塞
  • daji线程睡醒后,尝试获取A锁,但是已经被yase线程拿到了,也阻塞
  • yase线程需要获取B锁后,执行完代码,再能释放A锁
  • daji线程需要获取A锁后,执行完代码,再能释放B锁
  • 最终两个线程都阻塞,程序卡死
总结:死锁是开发中的禁忌,绝对禁止出现,所以开发中尽量避免同步代码块嵌套使用
7.等待唤醒机制

 1.体验

Object 类中有 wait()、notify() 这两个方法

  • wait():让当前线程进入等待状态



    • 使用方式:锁对象.wait(),必须放到 同步代码块 或 同步方法 中



  • notify():唤醒对应的正在wait()的线程



    • 使用方式:锁对象.notify(),必须放到 同步代码块 或 同步方法 中



  • 调用 wait() 和 notify() 的锁对象必须是同一个
作用:使用这两个方法可以让多个线程间产生通信
示例:
  1. 1 class Hero implements Runnable{
  2. 2     public static int num = 10;
  3. 3     public static Object obj = new Object();
  4. 4     @Override
  5. 5     public void run() {
  6. 6         //run方法中调用同步方法
  7. 7         this.show();
  8. 8     }
  9. 9     //同步方法
  10. 10     public synchronized void show(){
  11. 11         while (true){
  12. 12             if(num > 0){
  13. 13                 try { Thread.sleep(5); } catch (InterruptedException e) {}
  14. 14                 num--;
  15. 15                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "***********" + num);
  16. 16             }else{
  17. 17                 break;
  18. 18             }
  19. 19         }
  20. 20     }
  21. 21
  22. 22 }
  23. 23 public class ThreadDemo {
  24. 24     public static void main(String[] args) {
  25. 25         Hero hero = new Hero();
  26. 26         Thread yase = new Thread(hero, "yase");
  27. 27         Thread daji = new Thread(hero, "daji");
  28. 28         yase.start();
  29. 29         daji.start();
  30. 30     }
  31. 31 }
复制代码
结果:
 2.注意:

1.wait、notify必须放到同步代码块或同步方法中

2.必须是:锁对象.wait(),如果锁对象是this,那么:this.wait()
3.必须是:锁对象.notify()

4.调用 wait() 和 notify() 的锁对象必须是同一个
如果锁对象不一样,程序则不会结束原因:
        a. Hero.class.notify();只能唤醒锁对象是Hero.class 且执行了Hero.class.wait()的线程
        b. 而yase线程的锁对象是lock,执行了lock.wait(),一直在等待被人唤醒,所以程序一直不结束 5.执行 notify 后,正在 wait 的线程并不是立即运行,需要等待执行 notify 的线程释放锁 6.wait()等待时候,会释放锁对象上图可以看出,yase先执行,如果wait()不释放锁,那么就无法执行Hero.lock.notify()这句代码
 
7.如果有多个线程都在wait(),notify只会随机的唤醒一个
  1. 1 class Hero implements Runnable{
  2. 2     public static Object obj = new Object();
  3. 3     @Override
  4. 4     public void run(){
  5. 5         //1. 使用 this 作为锁对象
  6. 6         synchronized (this){
  7. 7             try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) {}
  8. 8             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+this);
  9. 9         }
  10. 10     }
  11. 11     //2. 同步方法的锁是 this
  12. 12     public synchronized void show(){
  13. 13         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+this);
  14. 14     }
  15. 15
  16. 16 }
  17. 17 public class ThreadDemo {
  18. 18     public static void main(String[] args) throws Exception {
  19. 19         Hero hero = new Hero();
  20. 20         //3. 启动 ‘亚瑟’ 线程,自动执行run方法
  21. 21         new Thread(hero,"亚瑟").start();
  22. 22
  23. 23         //4. 主线程休眠100毫秒后,执行show这个同步方法
  24. 24         Thread.sleep(100);
  25. 25         hero.show();
  26. 26     }
  27. 27 }
复制代码
结果:
上图,yase线程结束了,但是laoyase这个线程还在阻塞
 
7.notifyAll()

如果想全部唤醒,可以使用notifyAll(),或者执行多次notify(),比如:

 
 结果:
执行多次notify()方法也可以,全部唤醒
 
8.特殊情况下的notify会唤醒所有
  1. 1 class Hero implements Runnable{
  2. 2     public static Object obj = new Object();
  3. 3     @Override
  4. 4     public void run(){
  5. 5         //1. 锁对象换成了Hero.class,也就是Hero字节码对象
  6. 6         synchronized (Hero.class){
  7. 7             try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) {}
  8. 8             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+Hero.class);
  9. 9         }
  10. 10     }
  11. 11     //2. show方法改成static
  12. 12     public static synchronized void show(){
  13. 13         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+Hero.class);
  14. 14     }
  15. 15
  16. 16 }
  17. 17 public class ThreadDemo {
  18. 18     public static void main(String[] args) throws Exception {
  19. 19         Hero hero = new Hero();
  20. 20         new Thread(hero,"亚瑟").start();
  21. 21
  22. 22         Thread.sleep(100);
  23. 23         Hero.show();
  24. 24     }
  25. 25 }
复制代码
结果:
代码分析:


    • 首先创建一个yase线程对象
    • 然后创建了 daji、lvbu 两个线程,这两个线程都把 yase 对象作为锁对象




    • 这两个线程分别启动后都执行 wait 方法,进入等待模式




    • 最后yase线程启动,执行run方法时,调用 yase.notify();
    • 结果:daji、lvbu 都被唤醒

3.生产消费模式


wait()、notify() 经常用于生产消费模式,这是工作中最常见的设计方案:生产者生产数据,消费者消费数据
需求:生产者生产商品,如果货架上已经有商品就不再生产,消费者消费商品,如果货架上没有就通知生产者
代码:
  1. 1 class Hero implements Runnable{
  2. 2     //1. 搞两个锁对象 A、B
  3. 3     public static Object A = new Object();
  4. 4     public static Object B = new Object();
  5. 5     
  6. 6     public boolean bool;
  7. 7     Hero(boolean bool){
  8. 8         this.bool = bool;
  9. 9     }
  10. 10     @Override
  11. 11     public void run(){
  12. 12         //2. 当 bool 是 true
  13. 13         if(bool){
  14. 14             synchronized (A){//先获取 A 锁,然后睡一会儿,再获取 B 锁
  15. 15                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "------拿到A锁,准备获取B锁。。。。。。。");
  16. 16                 try { Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) {}
  17. 17                 synchronized (B){
  18. 18                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。");
  19. 19                 }
  20. 20             }
  21. 21         }else{//3. 当 bool 是 false
  22. 22             synchronized (B){ //先获取B锁,睡一会儿,再获取A锁
  23. 23                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "------拿到B锁,准备获取A锁。。。。。。。");
  24. 24                 try { Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) {}
  25. 25                 synchronized (A){
  26. 26                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。");
  27. 27                 }
  28. 28             }
  29. 29         }
  30. 30     }
  31. 31 }
  32. 32 public class ThreadDemo {
  33. 33     public static void main(String[] args) throws Exception {
  34. 34         new Thread(new Hero(true), "yase").start();
  35. 35         new Thread(new Hero(false), "daji").start();
  36. 36     }
  37. 37 }
复制代码
结果:
两个线程互相唤醒,交替执行 4.wait和sleep

相同点:

  • 都可以暂时停止一个线程
不同点:

  • sleep必须指定睡眠时间,wait可以指定也可以不指定
  • sleep是 Thread 的静态方法,wait是 Object 类的成员方法
  • sleep 不释放锁,wait 释放锁
  • sleep 等待一定时间后自定运行,wait需要 notify 或 notifyAll 唤醒
  • wait 必须配合synchronized使用,sleep不必
  • sleep 会让线程进入 TIMED_WAITING 状态,wait让线程进入 WAITING 状态



    • 之后会详细解释线程状态

8.停止线程

Thread类中有一个 stop 方法,可以停止线程,但是已经过时,不推荐使用
其实,停止线程的最好方式是让线程正常结束
具体方式:

  • 声明一个变量,设置一个开关
  1. 1 class Hero implements Runnable{
  2. 2     //1. 搞一个锁对象
  3. 3     public static Object lock = new Object();
  4. 4     @Override
  5. 5     public void run(){
  6. 6         synchronized (lock){
  7. 7             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。获取锁,然后进入等待状态");
  8. 8             try {
  9. 9                 //2. 当前线程等待,使用方式:锁对象.wait(),而且必须放到同步代码块或者同步方法中
  10. 10                 lock.wait();
  11. 11             } catch (InterruptedException e) { }
  12. 12             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。结束");
  13. 13         }
  14. 14     }
  15. 15 }
  16. 16 public class ThreadDemo {
  17. 17     public static void main(String[] args) throws Exception {
  18. 18         //3. 创建一个 yase 线程
  19. 19         Thread yase = new Thread(new Hero(),"yase");
  20. 20         yase.start();
  21. 21
  22. 22         //4. 主线程休眠2秒
  23. 23         Thread.sleep(2000);
  24. 24
  25. 25         //5. 使用notify唤醒yase线程,让他继续执行
  26. 26         synchronized (Hero.lock){
  27. 27             System.out.println("主线程唤醒yase。。。。。。。");
  28. 28             //使用方式:锁对象.notify(),唤醒对应的正在等待状态的线程,必须放到同步代码块或者同步方法中
  29. 29             Hero.lock.notify();
  30. 30         }
  31. 31     }
  32. 32 }
复制代码
结果:


  • interrupt 方法
    Thread 中有个 interrupt 方法,可以用来终止线程



    • 注意:interrupt 并不会终止线程,它只是将线程的中断标记设为true 
    • 使用 isInterrupted() 方法判断线程的终端标记是否为 true


  1. 1 public static void main(String[] args) throws Exception {
  2. 2     //创建 2 个线程
  3. 3     Thread yase = new Thread(new Hero(),"yase");
  4. 4     yase.start();
  5. 5     Thread laoyase = new Thread(new Hero(),"laoyase");
  6. 6     laoyase.start();
  7. 7     Thread.sleep(2000);
  8. 8     
  9. 9     //使用方式:锁对象.notify(),唤醒对应的正在等待状态的线程,必须放到同步代码块或者同步方法中
  10. 10     synchronized (Hero.lock){
  11. 11         System.out.println("主线程唤醒。。。。。。。");
  12. 12         Hero.lock.notify();//有多个线程都在wait(),notify只会随机的唤醒一个
  13. 13     }
  14. 14 }
复制代码
结果:

  • interrupt 和 sleep
上面代码中我们把sleep语句给去掉了,这时因为,如果线程在 sleep、wait 时被 interrupt
会抛出 InterruptedException,比如:

 
 结果:
9.守护线程

目前我们创建的线程是前台线程,也叫一般线程,线程中还有一种比较特殊的:守护线程

  • 通过 setDaemon 方法可以把一个线程设置为守护线程
守护线程跟一般线程差不多,只是结束的时有些区别

  • 当前台线程结束,守护线程会自动结束
示例:
  1. 1 class Hero extends Thread{
  2. 2     public void run(){
  3. 3         //1. 注意这里的锁对象是this
  4. 4         synchronized (this){
  5. 5             //2. 执行 notify 唤醒所有
  6. 6             this.notify();
  7. 7             System.out.println("lock线程运行----"+this.getName());
  8. 8         }
  9. 9     }
  10. 10 }
  11. 11 public class ThreadDemo {
  12. 12     public static void main(String[] args) throws Exception {
  13. 13         //3. 创建一个Thread对象,作为锁对象
  14. 14         Hero yase = new Hero();
  15. 15         yase.setName("yase");
  16. 16
  17. 17         new Thread(new Runnable() {
  18. 18             @Override
  19. 19             public void run() {
  20. 20                 System.out.println("线程daji开始运行。。。。。。");
  21. 21                 //4. 注意,这里的锁对象是一个线程对象
  22. 22                 synchronized (yase){
  23. 23                     try {
  24. 24                         yase.wait();
  25. 25                         System.out.println("线程daji结束----"+yase.getName());//输出lock线程的名称
  26. 26                     } catch (InterruptedException e) {
  27. 27                     }
  28. 28                 }
  29. 29             }
  30. 30         }, "daji").start();
  31. 31
  32. 32         new Thread(new Runnable() {
  33. 33             @Override
  34. 34             public void run() {
  35. 35                 System.out.println("线程lvbu开始运行。。。。。。");
  36. 36                 //4. 注意,这里的锁对象是一个线程对象
  37. 37                 synchronized (yase){
  38. 38                     try {
  39. 39                         yase.wait();
  40. 40                         System.out.println("线程vbul结束----"+yase.getName());
  41. 41                     } catch (InterruptedException e) {
  42. 42                     }
  43. 43                 }
  44. 44             }
  45. 45         }, "lvbu").start();
  46. 46
  47. 47         Thread.sleep(2000);
  48. 48         //5. 启动 yase 线程
  49. 49         yase.start();
  50. 50     }
  51. 51 }
复制代码
结果:
 
 main线程结束后,守护线程自动结束
另外,当所有前台线程结束后,守护线程才会结束
示例:
  1. 1 class Goods{
  2. 2     String name = "哈根达斯";
  3. 3
  4. 4     //0:表示货架上没有商品,需要生产
  5. 5     //1:表示货架上已有商品,需要消费
  6. 6     int count = 0;
  7. 7 }
  8. 8 //消费者
  9. 9 class Consumer implements Runnable{
  10. 10     private Goods goods;
  11. 11     Consumer(Goods goods){
  12. 12         this.goods = goods;
  13. 13     }
  14. 14     @Override
  15. 15     public void run(){
  16. 16         while (true){
  17. 17             synchronized (goods){
  18. 18                 if(goods.count == 1){
  19. 19                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。消费商品---"+goods.count);
  20. 20                     goods.count = 0;//消费商品
  21. 21                     goods.notify();//唤醒消费者
  22. 22                     //让自己自己等待
  23. 23                     try {goods.wait();} catch (InterruptedException e) {}
  24. 24                 }
  25. 25             }
  26. 26         }
  27. 27     }
  28. 28 }
  29. 29 //生产者
  30. 30 class Producer implements Runnable{
  31. 31
  32. 32     private Goods goods;
  33. 33     Producer(Goods goods){
  34. 34         this.goods = goods;
  35. 35     }
  36. 36     @Override
  37. 37     public void run(){
  38. 38         while (true){
  39. 39             synchronized (goods){
  40. 40                 if(goods.count == 0){
  41. 41                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。生产商品---------"+goods.count);
  42. 42                     goods.count = 1;//生产商品,设置count=1
  43. 43                     goods.notify();//唤醒消费者
  44. 44                     //自己等待
  45. 45                     try {goods.wait();} catch (InterruptedException e) {}
  46. 46                 }
  47. 47             }
  48. 48         }
  49. 49     }
  50. 50 }
  51. 51 public class ThreadDemo {
  52. 52     public static void main(String[] args) throws Exception {
  53. 53         Goods goods = new Goods();
  54. 54         new Thread(new Producer(goods), "伊利").start();
  55. 55         new Thread(new Consumer(goods), "亚瑟").start();
  56. 56     }
  57. 57 }
复制代码
结果:
上图,main线程执行最后一句代码后,yase 和 daji 线程依旧在运行

 
 
当 daji线程结束后,yase这个守护线程也随之结束
10.线程状态

Thread类中有 State 枚举类,罗列了线程状态

1. 初始(NEW):新创建了一个线程对象,但还没有调用start()方法
2. 运行(RUNNABLE):Java线程中将就绪(ready)和运行中(running)两种状态笼统的称为“运行”

  • 线程调用了start()方法后,这时线程位于可运行线程池中,等待获取CPU的使用权,此时处于就绪状态(ready)
  • 就绪状态的线程在获得CPU时间片后变为运行中状态(running)
3. 阻塞(BLOCKED):表示线程等待获取锁

  • 遇到synchronized变为阻塞状态
4. 等待(WAITING):进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作(唤醒或打断)

  • 遇到 wait、join 变为等待状态
5. 超时等待(TIMED_WAITING):跟WAITING不同,可在指定时间后自己运行

  • 遇到wait(毫秒数)变为超时等待
  • 如果在等待时被唤醒,立即执行
  • 等待超时后,先尝试获取锁,不能获取则阻塞,获取到就运行
6. 终止(TERMINATED):表示该线程已经执行完毕
状态切换时常用方法
start()

启动一个线程

run()

线程需要执行的代码,run方法结束,该线程结束

sleep(long millis)

线程休眠,但不释放锁

join()

等待该线程结束,可以让线程顺序执行

wait()/notify()/notifyAll()

wait()使当前线程等待,前提是 必须先获得锁,一般配合synchronized 关键字使用
只有当 notify/notifyAll() 被执行时候,才会唤醒该线程继续执行,直到执行完synchronized 代码块或是再次遇到wait()
notify/notifyAll() 的执行只是唤醒等待的线程,而不会立即释放锁,锁的释放要看代码块的具体执行情况。所以尽量在使用了notify/notifyAll() 后立即退出临界区,以唤醒其他线程让其获得锁

 4.设计模式

1.概述
设计模式:就是解决问题的方案,是前辈们对解决某些问题的一些经验总结
好处:提高代码重用性、健壮性,让代码更容易被他人理解
目前 java 中比较流行的有23种设计模式
2.单例模式
场景:多个程序需要操作同一个对象,程序A 修改后,程序B 需要拿到对象中的最新数据继续操作
如何实现?

  • 类的外部不能通过 new 关键字创建对象,所以构造方法应该是 private
  • 在这个类中自己 new 一个对象,并且提供 get 方法,让外部可以获取
示例:饿汉模式
  1. 1 class Hero extends Thread{
  2. 2     //1. 定义一个boolean值,控制线程是否结束
  3. 3     boolean bool;
  4. 4     public void run(){
  5. 5         for (int i = 0; i < 10; i++) {
  6. 6             if(bool){
  7. 7                 //2. 当bool=true时,跳出循环,run方法结束,线程也就停止了
  8. 8                 break;
  9. 9             }
  10. 10             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i);
  11. 11             try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {}
  12. 12         }
  13. 13         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束。。。。。。");
  14. 14     }
  15. 15 }
  16. 16 public class ThreadDemo {
  17. 17     public static void main(String[] args) throws Exception {
  18. 18         Hero hero = new Hero();
  19. 19         hero.start();
  20. 20
  21. 21         Thread.sleep(3000);
  22. 22         System.out.println("main线程休息2秒后,设置bool=true。。。。。。");
  23. 23         hero.bool = true;
  24. 24     }
  25. 25 }
复制代码
懒汉模式
  1. 1 class Hero extends Thread{
  2. 2     public void run(){
  3. 3         for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
  4. 4             //如果当前线程的中断标记是true,跳出循环,线程结束
  5. 5             if(Thread.currentThread().isInterrupted()){
  6. 6                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被打断,跳出循环。。。。。。");
  7. 7                 break;
  8. 8             }
  9. 9             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i);
  10. 10         }
  11. 11         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束。。。。。。");
  12. 12     }
  13. 13 }
  14. 14 public class ThreadDemo {
  15. 15     public static void main(String[] args) throws Exception {
  16. 16         Hero hero = new Hero();
  17. 17         hero.start();
  18. 18
  19. 19         Thread.sleep(1000);
  20. 20         System.out.println("main线程休息1秒后,执行interrupt。。。。。。");
  21. 21         hero.interrupt();
  22. 22     }
  23. 23 }
复制代码
 
11.多个线程顺序执行(了解)

某些情况下虽然开启了多个线程,但是还是希望他们能个一个接一个的执行,这就是顺序执行
Thread中有一个 join 方法,使用它可以让线程顺序执行
  1. 1 public static void main(String[] args) throws Exception {
  2. 2     //1. 创建一个线程
  3. 3     Thread yase = new Thread(new Runnable() {
  4. 4         @Override
  5. 5         public void run() {
  6. 6             for (int i = 0; i < 100; i++) {
  7. 7                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i);
  8. 8                 try {
  9. 9                     Thread.sleep(500);
  10. 10                 } catch (InterruptedException e) {
  11. 11                 }
  12. 12             }
  13. 13             System.out.println("yase线程结束。。。。。。。");
  14. 14         }
  15. 15     },"yase");
  16. 16     //2. 设置yase是守护线程
  17. 17     yase.setDaemon(true);
  18. 18     yase.start();
  19. 19
  20. 20     //3. main是一般线程,休眠3秒后结束
  21. 21     Thread.sleep(3000);
  22. 22     System.out.println("main线程休息3秒后,over。。。。。。");
  23. 23 }
复制代码
结果:
上面的代码一定要注意:t1.join()这句代码是由main线程执行的,所以main线程会等待
 
12.线程优先级(了解)

线程有优先级,优先级高的获取CPU执行权的概率就大

  • 通过getPriority、setPriority 获取和设置线程的优先级,最大是10,最小是1
  • 如果不设置,默认的优先级是5
    1. 1 public static void main(String[] args) throws Exception {
    2. 2     //1. 创建一个线程
    3. 3     Thread yase = new Thread(new Runnable() {
    4. 4         @Override
    5. 5         public void run() {
    6. 6             for (int i = 0; i < 100; i++) {
    7. 7                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i);
    8. 8                 try {
    9. 9                     Thread.sleep(500);
    10. 10                 } catch (InterruptedException e) {
    11. 11                 }
    12. 12             }
    13. 13             System.out.println("yase线程结束。。。。。。。");
    14. 14         }
    15. 15     },"yase");
    16. 16     //2. 设置yase是守护线程
    17. 17     yase.setDaemon(true);
    18. 18     yase.start();
    19. 19
    20. 20     //3. daji是一般线程
    21. 21     Thread daji = new Thread(new Runnable() {
    22. 22         @Override
    23. 23         public void run() {
    24. 24             for (int i = 0; i < 20; i++) {
    25. 25                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-----------------------"+i);
    26. 26                 try {
    27. 27                     Thread.sleep(500);
    28. 28                 } catch (InterruptedException e) {
    29. 29                 }
    30. 30             }
    31. 31             System.out.println("daji线程结束。。。。。。。");
    32. 32         }
    33. 33     },"daji");
    34. 34     daji.start();
    35. 35
    36. 36
    37. 37     //4. main是一般线程,休眠3秒后结束
    38. 38     Thread.sleep(3000);
    39. 39     System.out.println("main线程休息3秒后,over。。。。。。");
    40. 40 }
    复制代码
    结果:
    yase线程执行到了54万,daji线程才执行到39万,明显yase线程有更高的CPU执行权
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