java高级之多线程
1.1，多线程的作用:
*线程是程序执行的一条路径, 一个进程中可以包含多条线程
*多线程并发执行可以提高程序的效率, 可以同时完成多项工作
1.2，多线程的应用场景:
* 红蜘蛛同时共享屏幕给多个电脑
* 迅雷开启多条线程一起下载
* QQ同时和多个人一起视频
* 服务器同时处理多个客户端请求
1.3，线程并发与并行的区别：
* 并发是指两个任务都请求运行，而处理器只能按受一个任务，就把这两个任务安排轮流进行，由于时间间隔较短，使人感觉两个任务都在运行。
* 并行就是两个任务同时运行，就是甲任务进行的同时，乙任务也在进行。(需要多核CPU)
* 如果用一台电脑我先给甲发个消息，然后立刻再给乙发消息，然后再跟甲聊，再跟乙聊。这就叫并发。
* 比如我跟两个网友聊天，左手操作一个电脑跟甲聊，同时右手用另一台电脑跟乙聊天，这就叫并行。
1.4，线程的生命周期:
新建状态（New）：当线程对象对创建后，即进入了新建状态，如：Thread t = new MyThread();
就绪状态（Runnable）：当调用线程对象的start()方法（t.start();），线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程，只是说明此线程已经做好了准备，随时等待CPU调度执行，并不是说执行了t.start()此线程立即就会执行；
运行状态（Running）：当CPU开始调度处于就绪状态的线程时，此时线程才得以真正执行，即进入到运行状态。注：就 绪状态是进入到运行状态的唯一入口，也就是说，线程要想进入运行状态执行，首先必须处于就绪状态中；
阻塞状态（Blocked）：处于运行状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权，停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：
1.等待阻塞：运行状态中的线程执行wait()方法，使本线程进入到等待阻塞状态；
2.同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态；
3.其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。
1.5，线程的三种创建方式:
1.5.1，继承Thread类，重写run方法：
public class Demo01_Thread {
public static void main(String[] args) {
MyThread mh = new MyThread(); //4.创建Thread类的子类对象
mh.start(); //5.开启线程
}
}
class MyThread extends Thread{ //1.继承Thread
@Override
public void run() { //2.重写run方法
for (int i = ; i < ; i++) { //3.将要执行的代码写在run方法中
System.out.println(getName+"继承线程已执行"+i);
}
}
}
如上图所示，创建MyThread实例进入新建状态，然后调用start（）方法启动，但是线程不一定会立马启动，因为要看cpu的资源分配
1.5.2，实现Runnable，重写run方法:
public static void main(String[] args) {
MyRunnable mr = new MyRunnable(); //4.创建Runnable中的子类实例
Thread tr = new Thread(mr); //将Runnable中的子类变量放入Thread类中
tr.start();
}
}
class MyRunnable implements Runnable{ //1.定义类实现Runnable
@Override
public void run() {
for (int i = ; i < ; i++) { //2.重写Run方法
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"Runnable中的线程执行:"+i); //3.将要执行代码写在run方法中
}
}
}
1.5.3，继承Thread与Runnable有什么区别:
源码的区别:
* a.继承Thread : 由于子类重写了Thread类的run(), 当调用start()时, 直接找子类的run()方法
* b.实现Runnable : 构造函数中传入了Runnable的引用, 成员变量记住了它, start()调用run()方法时内部判断成员变量Runnable的引用是否为空, 不为空编译时看的是Runnable的run(),运行时执行的是子类的run()方法
总结的好处与坏处:
* 继承Thread * 实现Runnable接口
* 好处是:可以直接使用Thread类中的方法,代码简单 * 好处是:即使自己定义的线程类有了父类也没关系,因为有了父类也可以实现接口,而且接口是可以多实现的
* 弊端是:如果已经有了父类,就不能用这种方法 * 弊端是:不能直接使用Thread中的方法需要先获取到线程对象后,才能得到Thread的方法,代码复杂
1.6，实现Callable创建线程(了解就好，弊处代码太复杂一般不用):
// 创建线程池对象
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(); // 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
Future<Integer> f1 = pool.submit(new MyCallable());
Future<Integer> f2 = pool.submit(new MyCallable()); // V get()
Integer i1 = f1.get();
Integer i2 = f2.get(); System.out.println(i1);
System.out.println(i2); // 结束
pool.shutdown(); public class MyCallable implements Callable<Integer> { private int number; public MyCallable(int number) {
this.number = number;
} @Override
public Integer call() throws Exception {
int sum = ;
for (int x = ; x <= number; x++) {
sum += x;
}
return sum;
} }
上面是线程的作用，以及五种状态的详细讲解还有线程的创建方式，下面是对线程进行的一些操作。
1.7，多线程之同步代码块:
什么情况下需要同步？
* 当多线程并发, 有多段代码同时执行时, 我们希望某一段代码执行的过程中CPU不要切换到其他线程工作. 这时就需要同步.
* 如果两段代码是同步的, 那么同一时间只能执行一段, 在一段代码没执行结束之前, 不会执行另外一段代码.
同步代码块？
* 使用synchronized关键字加上一个锁对象来定义一段代码, 这就叫同步代码块
* 多个同步代码块如果使用相同的锁对象, 那么他们就是同步的
1.7.1，非静态方法使用锁让代码进行同步，锁对象可以是任意对象，只要相同就好:
class Printer {
Demo d = new Demo();
public static void print1() {
synchronized(d){ //锁对象可以是任意对象,但是被锁的代码需要保证是同一把锁,不能用匿名对象
System.out.print("我");
System.out.print("爱");
System.out.print("程");
System.out.print("序");
System.out.print("员");
System.out.print("\r\n");
}
}
public static void print2() {
synchronized(d){
System.out.print("噢");
System.out.print("我");
System.out.print("不");
System.out.print("信");
System.out.print("\r\n");
}
}
}
1.7.2，静态方法使用锁，让代码进行同步:
class Printer {
public static void print1() {
synchronized(Printer.class){ //锁对象可以是任意对象,但是被锁的代码需要保证是同一把锁,不能用匿名对象
System.out.print("黑");
System.out.print("马");
System.out.print("程");
System.out.print("序");
System.out.print("员");
System.out.print("\r\n");
}
}
/*
* 非静态同步函数的锁是:this
* 静态的同步函数的锁是:字节码对象
*/
public static synchronized void print2() {
System.out.print("传");
System.out.print("智");
System.out.print("播");
System.out.print("客");
System.out.print("\r\n");
}
}
1.8，多线程之多线程休眠(顾名思义就是休眠线程的):
* Thread.sleep(毫秒,纳秒), 控制当前线程休眠若干毫秒1秒= 1000毫秒 1秒 = 1000 * 1000 * 1000纳秒 1000000000
public static void main(String[] args) {
new Thread(){
@Override
public void run() {
for (int i = ; i < ; i++) {
try {
Thread.sleep();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println(getName()+"aaaaaaaaaaaa");
}
}
}.start();
new Thread(){
@Override
public void run() {
for (int i = ; i < ; i++) {
try {
Thread.sleep();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println(getName()+"bb");
}
}
}.start();
}
}
1.9，多线程之守护线程:
*setDaemon(), 设置一个线程为守护线程, 该线程不会单独执行, 当其他非守护线程都执行结束后, 自动退出
Thread t1 = new Thread() {
public void run() {
for(int i = ; i < ; i++) {
System.out.println(getName() + "...aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
try {
Thread.sleep();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
Thread t2 = new Thread() {
public void run() {
for(int i = ; i < ; i++) {
System.out.println(getName() + "...bb");
try {
Thread.sleep();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
t1.setDaemon(true); //将t1设置为守护线程
t1.start();
t2.start();
2.0，多线程之加入线程:
* join(), 当前线程暂停, 等待指定的线程执行结束后, 当前线程再继续
* join(int), 可以等待指定的毫秒之后继续
final Thread t1 = new Thread() {
public void run() {
for(int i = ; i < ; i++) {
System.out.println(getName() + "...aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa");
try {
Thread.sleep();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
Thread t2 = new Thread() {
public void run() {
for(int i = ; i < ; i++) {
if(i == ) {
try {
//t1.join(); //插队,加入
t1.join(); //加入,有固定的时间,过了固定时间,继续交替执行
Thread.sleep();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(getName() + "...bb");
}
}
};
t1.start();
t2.start();
2.1，多线程之礼让线程（了解）:
public static void main(String[] args) {
new MyTread().start();
new MyTread().start();
}
}
class MyTread extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i = ; i < ; i++) {
if(i % == ){
Thread.yield();//让出cpu
}
System.out.println(getName()+"..."+i);
}
}
}
2.2，多线程之设置线程的优先级（了解）:
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(){
public void run() {
for (int i = ; i < ; i++) {
System.out.println(getName()+"aaaaaaaaaaaaa\t\t\t"+i);
}
};
};
Thread t2 = new Thread(){
public void run() {
for (int i = ; i < ; i++) {
System.out.println(getName()+"bb\t\t\t"+i);
}
};
};
// t1.setPriority(10); //设置最大优先级
// t2.setPriority(1);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); //最小
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //最大
t1.start();
t2.start();
}
}
2.3，多线程之死锁(了解)
* 多线程同步的时候, 如果同步代码嵌套, 使用相同锁, 就有可能出现死锁
* 尽量不要嵌套使用
private static String s1 = "筷子左";
private static String s2 = "筷子右";
public static void main(String[] args) {
new Thread() {
public void run() {
while(true) {
synchronized(s1) {
System.out.println(getName() + "...拿到" + s1 + "等待" + s2);
synchronized(s2) {
System.out.println(getName() + "...拿到" + s2 + "开吃");
}
}
}
}
}.start(); new Thread() {
public void run() {
while(true) {
synchronized(s2) {
System.out.println(getName() + "...拿到" + s2 + "等待" + s1);
synchronized(s1) {
System.out.println(getName() + "...拿到" + s1 + "开吃");
}
}
}
}
}.start();
}
2.4，多线程(两个线程间的通信)(掌握)：
* 1.什么时候需要通信
* 多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的
* 如果我们希望他们有规律的执行, 就可以使用通信, 例如每个线程执行一次打印
* 2.怎么通信
* 如果希望线程等待, 就调用wait()
* 如果希望唤醒等待的线程, 就调用notify();
* 这两个方法必须在同步代码中执行, 并且使用同步锁对象来调用
public static void main(String[] args) {
MyThread mt = new MyThread();
new Thread(){
@Override
public void run() {
while(true){
try {
mt.print1();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}.start();
new Thread(){
@Override
public void run() {
while(true){
try {
mt.print2();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}.start();
}
}
class MyThread{
int flag =;
public void print1() throws InterruptedException{
synchronized(this){
if(flag !=){ //当前线程等待
this.wait();
}
System.out.print("第一个线程~");
System.out.print("\r\n");
flag = ;
this.notify(); //随机唤醒等待的线程
}
}
public void print2() throws InterruptedException{
synchronized(this){
if(flag !=){
this.wait();
}
System.out.print("第二个线程~");
System.out.print("\r\n");
flag = ;
this.notify();
}
}
}
2.5，多线程(三个或三个以上间的线程通信):
* 多个线程通信的问题
* notify()方法是随机唤醒一个线程
* notifyAll()方法是唤醒所有线程
* JDK5之前无法唤醒指定的一个线程
* 如果多个线程之间通信, 需要使用notifyAll()通知所有线程, 用while来反复判断条件
public static void main(String[] args) {
MyThread1 mt = new MyThread1();
new Thread(){
@Override
public void run() {
while(true){
try {
mt.print1();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}.start();
new Thread(){
@Override
public void run() {
while(true){
try {
mt.print2();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}.start();
new Thread(){
@Override
public void run() {
while(true){
try {
mt.print3();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}.start();
}
}
class MyThread1{
int flag =;
public void print1() throws InterruptedException{
synchronized(this){
while(flag !=){ //当前线程等待
this.wait();
}
System.out.print("第一条线程~");
System.out.print("\r\n");
flag = ;
// this.notify(); //随机唤醒等待的线程
this.notifyAll(); //唤醒全部~
}
}
public void print2() throws InterruptedException{
synchronized(this){
while(flag !=){
this.wait();
}
System.out.print("第二条线程~");
System.out.print("\r\n");
flag = ;
// this.notify();
this.notifyAll(); //唤醒全部~
}
}
public void print3() throws InterruptedException{
synchronized(this){
while(flag !=){ //线程3再次等待,if语句是在那里等待就在那里起来
this.wait();
}
System.out.print("第三条线程~");
System.out.print("\r\n");
flag = ;
// this.notify();
this.notifyAll(); //唤醒全部~
}
}
}
2.6，JDK1.5的新特性互斥锁)(掌握):
* 1.同步
* 使用ReentrantLock类的lock()和unlock()方法进行同步
* 2.通信
* 使用ReentrantLock类的newCondition()方法可以获取Condition对象
* 需要等待的时候使用Condition的await()方法, 唤醒的时候用signal()方法
* 不同的线程使用不同的Condition, 这样就能区分唤醒的时候找哪个线程了
public static void main(String[] args) {
MyThread2 mt = new MyThread2();
new Thread(){
public void run(){
while(true){
try {
mt.print1();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
}.start();
new Thread(){
public void run(){
while(true){
try {
mt.print2();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
}.start();
new Thread(){
public void run(){
while(true){
try {
mt.print3();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
};
}.start();
}
}
class MyThread2{
private ReentrantLock r = new ReentrantLock();
private Condition c1 = r.newCondition();
private Condition c2 = r.newCondition();
private Condition c3 = r.newCondition();
private int flag =;
public void print1() throws InterruptedException{
r.lock(); //获取锁
if(flag !=){
c1.await(); //await线程等待
}
System.out.print("第一条线程~");
System.out.print("\r\n");
flag = ;
c2.signal(); //线程唤醒
r.unlock();//释放锁
}
public void print2() throws InterruptedException{
r.lock();
if(flag !=){
c2.await();
}
System.out.print("第二条线程~");
System.out.print("\r\n");
flag = ;
c3.signal();
r.unlock();
}
public void print3() throws InterruptedException{
r.lock();
if(flag !=){
c3.await();
}
System.out.print("第三条线程~");
System.out.print("\r\n");
flag = ;
c1.signal();
r.unlock();
}
}
2.7_多线程(线程组的概述和使用)(了解):
* A:线程组概述
* Java中使用ThreadGroup来表示线程组，它可以对一批线程进行分类管理，Java允许程序直接对线程组进行控制。
* 默认情况下，所有的线程都属于主线程组。
* public final ThreadGroup getThreadGroup()//通过线程对象获取他所属于的组
* public final String getName()//通过线程组对象获取他组的名字
* 我们也可以给线程设置分组
* 1,ThreadGroup(String name) 创建线程组对象并给其赋值名字
* 2,创建线程对象
* 3,Thread(ThreadGroup?group, Runnable?target, String?name)
* 4,设置整组的优先级或者守护线程
* B:案例演示
* 线程组的使用,默认是主线程组
public static void main(String[] args) {
// demo1();
ThreadGroup tg = new ThreadGroup("我是一个新的线程组"); //创建新的线程组
MyThread4 mt = new MyThread4(); //创建Runnable的子类对象
Thread m1 = new Thread(tg, mt,"张三"); //将线程m1放在族中
Thread m2 = new Thread(tg, mt,"李四"); //将线程m1放在族中
System.out.println(m1.getThreadGroup().getName()); //获取组名
System.out.println(m2.getThreadGroup().getName());
}
private static void demo1() {
MyThread4 mt = new MyThread4();
Thread m1 = new Thread(mt,"张三");
Thread m2 = new Thread(mt,"李四");
ThreadGroup tg1 =m1.getThreadGroup();
ThreadGroup tg2 =m2.getThreadGroup();
System.out.println(tg1.getName());
System.out.println(tg2.getName());
}
}
class MyThread4 implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = ; i < ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..."+i);
}
}
}
2.8_多线程(线程池的概述和使用)(了解)：
* A:线程池概述
* 程序启动一个新线程成本是比较高的，因为它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池可以很好的提高性能，尤其是当程序中要创建大量生存期很短的线程时，更应该考虑使用线程池。线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。在JDK5之前，我们必须手动实现自己的线程池，从JDK5开始，Java内置支持线程池
* B:内置线程池的使用概述
* JDK5新增了一个Executors工厂类来产生线程池，有如下几个方法
* public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
* public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
public static void main(String[] args) {
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(); //创建一个线程池,可容纳俩线程
pool.submit(new MyThread4()); //把线程放入线程池中
pool.submit(new MyThread4());
pool.shutdown();//关闭线程池
}
}
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