02.Java多线程并发库API使用
1. 传统线程技术回顾
继承线程与实现Runnable的差异？为什么那么多人都采取第二种方式？
因为第二种方式更符合面向对象的思维方式。创建一个线程，线程要运行代码，而运行的代码都封装到一个独立的对象中去。一个叫线程，一个叫线程运行的代码，这是两个东西。两个东西一组合，就表现出了面向对象的思维。如果两个线程实现数据共享，必须用Runnable的方式。
查看Thread类的run()方法的源代码，可以看到其实这两种方式都是在调用Thread对象的run方法，如果Thread类的run方法没有被覆盖，并且为该Thread对象设置了一个Runnable对象，该run方法会调用Runnable对象的run方法。
问题：如果在Thread子类覆盖的run方法中编写了运行代码，也为Thread子类对象传递了一个Runnable对象，那么，线程运行时的执行代码是子类的run方法的代码？还是Runnable对象的run方法的代码？子类的run方法。
示例代码
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
while (true) {
System.out.println("run:runnable");
}
}
}) {
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
}
System.out.println("run:thread");
}
}
}.start();
该线程会运行重写的Thread中的run方法，而不是Runnable中的run方法，因为在传统的Thread的run方法是：
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
如果想要运行Runnable中的run方法，必须在Thread中调用，但是此时我重写了Thread中的run方法，导致if (target != null) { target.run(); }不存在，所以调用不了Runnable中的run方法。
注意：多线程的执行，会提高程序的运行效率吗？为什么会有多线程下载？
不会，有时候还会降低程序的运行效率。因为CPU只有一个，在CPU上下文切换的时候，可能还会耽误时间。
多线程下载：其实你的机器没有变快，而是你抢了服务器的带宽。如果你一个人下载，服务器给你提供的是20K的话，那么10个人的话，服务器提供的就是200K。这个时候你抢走200k，所以感觉变快了。
2. 传统定时器技术回顾（jdk1.5以前）Timer、TimerTask
Timer：一种工具，线程用其安排以后在后台线程中执行的任务。可安排任务执行一次，或者定期重复执行。
scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)：
安排指定的任务在指定的时间开始进行重复的固定速率执行。
schedule(TimerTask task, long delay, long period)： 安排指定的任务从指定的延迟后开始进行重复的固定延迟执行。
作业调度框架 Quartz（专门用来处理时间时间的工具）。你能够用它来为执行一个作业而创建简单的或复杂的调度。{ http://www.oschina.net/p/quartz}
问题：每天早晨3点来送报纸。
问题：每个星期周一到周五上班，周六道周日不上班。
示例代码：（间隔不同时间，执行不同事件）
package com.chunjiangchao.thread; import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
/**
* 重复执行某项任务，但是时间间隔性不同是2，4这种状态
* @author chunjiangchao
*
*/
public class TimerDemo02 { private static long count = 1;
public static void main(String[] args) {
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new Task(), 1000);
/*
测试打印结果如下：
执行任务，当前时间为：1460613231
执行任务，当前时间为：1460613235
执行任务，当前时间为：1460613237
执行任务，当前时间为：1460613241
*/ new Thread(new Runnable() {
public void run() {
while (true) {
System.out.println("run:runnable");
}
}
}) {
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
}
System.out.println("run:thread");
}
}
}.start(); } static class Task extends TimerTask{ @Override
public void run() {
System.out.println("执行任务，当前时间为："+System.currentTimeMillis()/1000);
new Timer().schedule(new Task(), 2000*(1+count%2));
count++;
} } }
3. 传统线程互斥技术
本道例题：关键在于说明：要想实现线程间的互斥，线程数量必须达到两个或者两个以上，同时，访问资源的时候要用同一把锁（这个是必须的）。如果两个线程都访问不同的同步代码块，而且它们的锁对象都不相同，那么这些线程就没有达到同步的目的。
示例代码：（访问同一个资源对象，但是锁对象不同，同样没有达到同步的目的）
package com.chunjiangchao.thread;
/**
* 线程间同步与互斥
* @author chunjiangchao
* 因为print1方法与print3方法锁对象相同，所以在调用的时候，会产生互斥的现象，而print2的锁是当前正在执行对象print2方法的对象，
* 与print1和print3同时执行，打印结果就不是期望的结果
*
*/
public class TraditionalThreadSynchronizedDemo { public static void main(String[] args) {
final MyPrint myPrint = new MyPrint();
//A
new Thread(new Runnable() { @Override
public void run() {
myPrint.print1("chunjiangchao");
}
}).start();
//B
// new Thread(new Runnable() {
//
// @Override
// public void run() {
// myPrint.print2("fengbianyun");
// }
// }).start();
//C
new Thread(new Runnable() { @Override
public void run() {
myPrint.print3("liushaoyue");
}
}).start();
}
static class MyPrint{
public void print1(String str){
synchronized (MyPrint.class) {
for(char c :str.toCharArray()){
System.out.print(c);
pSleep(200);
}
System.out.println("print1当前已经打印完毕");
} }
public synchronized void print2(String str){
for(char c :str.toCharArray()){
System.out.print(c);
pSleep(200);
}
System.out.println("print2当前已经打印完毕");
}
public synchronized static void print3(String str){
for(char c :str.toCharArray()){
System.out.print(c);
pSleep(200);
}
System.out.println("print3当前已经打印完毕");
}
private static void pSleep(long time){
try {
Thread.sleep(time);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} } }
4. 传统线程同步通信技术
在设计的时候，最好将相关的代码封装到一个类中，不仅可以方便处理，还可以实现内部的高耦合。
问题示例图
经验总结：要用到共同数据（包括同步锁）或共同算法的若干个方法应该归在同一个类身上，这种设计正好体现了高类聚和程序的健壮性。
同步通信，互斥的问题不是写在线程上面的，而是直接写在资源里面的，线程是直接拿过来使用就可以了。好处就是，以后我的类，交给任何一个线程去访问，它天然就同步了，不需要考虑线程同步的问题。如果是在线程上面写，明天又有第三个线程来调用我，还得在第三个线程上面写互斥写同步。（全部在资源类的内部写，而不是在线程的代码上面去写）
示例代码：（子线程循环10次，接着主线程循环100，接着又回到子线程循环10次，接着再回到主线程又循环100， 如此循环50次，请写出程序。）
package com.chunjiangchao.thread;
public class TraditionalThreadCommunication {
/**
* 经验：涉及到线程互斥共享，应该想到将同步方法写在资源里面，而不是写在线程代码块中 在资源中判断标记的时候，最好用while语句
*/
public static void main(String[] args) {
final Output output = new Output();
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
for (int i = 0; i < 50; i++) {
output.sub(10);
}
}
}).start();
for (int i = 0; i < 50; i++) {
output.main(i);
}
}
}
class Output {
private boolean flag = true;
public synchronized void sub(int i) {
while (!flag) {// 用while比用if更加健壮，原因是即使线程被唤醒了，也判断一下是不是真的该它执行了
// 防止伪唤醒的事件发生。
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
for (int j = 0; j < 10; j++) {
System.out.println(i + "子线程运行" + j);
}
flag = false;// 记得要改变一下标记的状态
this.notify();// 最后要唤醒其他要使用该锁的线程
}
public synchronized void main(int i) {
while (flag) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
for (int j = 0; j < 100; j++) {
System.out.println(i + "主线程运行" + j);
}
flag = true;
this.notify();
}
}
5. 线程范围内共享变量的概念与作用
线程范围内的数据共享：不管是A模块，还B模块，如果他们在同一个线程上运行，那么他们操作的数据应该是相同。而不应该是不管A模块和B模块在哪个线程上面运行他们的数据在每个线程中的数据是一样的。（应该是各自线程上的数据是独立的）
线程间的事务处理：
如图：
不能出现这样的情况：thread1转入的data，还没有来得及操作。CPU时间片转入到thread2，该thread2来执行，转入、转出，最后直接提交事务。导致thread1的数据出现错误。
线程范围内的变量有什么用？
我这件事务在线程范围内搞定，不要去影响别的线程的事务。但是我这个线程内，几个模块之间是独立的，这几个模块又要共享同一个对象。它们既要共享又要独立，在线程内共享，在线程外独立。【对于相同的程序代码，多个模块在同一个线程中运行时要共享一份数据，而在另外线程中运行时又共享另外一份数据。】
示例代码（不同线程之间共享同一个Map对象，但是Map中的每个元素表示的是不同线程的数据）
package com.chunjiangchao.thread; import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Random; /**
* 线程范围内共享数据
* @author chunjiangchao
*
*/
public class ThreadScopeShareDataDemo {
//所有线程共享的数据是datas，但是datas中的每个元素key是Thread，每个元素针对每个线程来说是独立的，value代表不同线程处理的数据
private static Map<Thread,Integer> datas = new HashMap<Thread,Integer>();
public static void main(String[] args) {
for(int i=0;i<2;i++){
new Thread(new Runnable() { @Override
public void run() {
int nextInt = new Random().nextInt();
datas.put(Thread.currentThread(), nextInt);
///A模块与B模块是独立的，但是A与B共享当前当前线程中的数据
new ModuleA().getThreadData();
new ModuleB().getThreadData();
}
}).start();
}
/*
打印的结果为
Thread-1的ModuleA获取的变量为：-918049793
Thread-0的ModuleA获取的变量为：-1424853148
Thread-0的ModuleB获取的变量为：-1424853148
Thread-1的ModuleB获取的变量为：-918049793 */
}
static class ModuleA{
public void getThreadData(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"的ModuleA获取的变量为："+datas.get(Thread.currentThread()));
}
}
static class ModuleB{
public void getThreadData(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"的ModuleB获取的变量为："+datas.get(Thread.currentThread()));
}
} }
6. ThreadLocal类及应用技巧
ThreadLocal就相当于一个Map。
一个ThreadLocal代表一个变量，故其中只能放一个数据，你有两个变量都要线程范围内共享，则要定义两个ThreadLocal对象，如果有一个一百个变量要线程共享？那么就应该定义一个对象来装着一百个变量，然后在ThreadLocal中存储这一个对象。
问题：怎么在线程结束的时候得到通知？提示：监听虚拟机结束（只是一种思路）。就我目前所学的知识来说，还没找到这个方法。
最重要的一点，就是里面涉及到的设计方法。
示例代码（演示ThreadLocal的使用，不同线程中使用相同类型对象的设计）
package com.chunjiangchao.thread; import java.util.Random; /**
* 使用ThreadLocal
* @author chunjiangchao
*
*/
public class ThreadLocalDemo {
private static ThreadLocal<Integer > localInteger = new ThreadLocal<Integer>();
public static void main(String[] args) {
//创建两个线程
for(int i=0;i<2;i++){
new Thread(new Runnable() { @Override
public void run() {
int randomInt = new Random().nextInt();
localInteger.set(randomInt);
new ModuleA().getDataShareData();
new ModuleB().getDataShareData(); //给线程中的变量进行赋值
ThreadScopeData threadInstance = ThreadScopeData.getThreadInstance();
threadInstance.setName("每个线程里面都有不同的ThreadScopeData对象---"+randomInt);
threadInstance.setHabbies("每个线程里面都有不同的ThreadScopeData对象---设置不同对象的成员变量"+randomInt);
//取出数据
new ModuleC().getDataShareData();
new ModuleD().getDataShareData(); }
}).start();
}
//测试的结果为：
/*
Thread-0在ModuleA中访问的数据为：-1711153118
Thread-1在ModuleA中访问的数据为：532928477
Thread-1在ModuleB中访问的数据为：532928477
Thread-0在ModuleB中访问的数据为：-1711153118
Thread-1在ModuleC中访问的数据为：
每个线程里面都有不同的ThreadScopeData对象---532928477
每个线程里面都有不同的ThreadScopeData对象---设置不同对象的成员变量532928477
Thread-0在ModuleC中访问的数据为：
每个线程里面都有不同的ThreadScopeData对象----1711153118
每个线程里面都有不同的ThreadScopeData对象---设置不同对象的成员变量-1711153118
Thread-1在ModuleD中访问的数据为：
每个线程里面都有不同的ThreadScopeData对象---532928477
每个线程里面都有不同的ThreadScopeData对象---设置不同对象的成员变量532928477
Thread-0在ModuleD中访问的数据为：
每个线程里面都有不同的ThreadScopeData对象----1711153118
每个线程里面都有不同的ThreadScopeData对象---设置不同对象的成员变量-1711153118
* */
}
static class ModuleA{
public void getDataShareData(){
int data = localInteger.get();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"在ModuleA中访问的数据为："+data);
}
}
static class ModuleB{
public void getDataShareData(){
int data = localInteger.get();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"在ModuleB中访问的数据为："+data);
}
}
static class ModuleC{
public void getDataShareData(){
ThreadScopeData data = ThreadScopeData.getThreadInstance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"在ModuleC中访问的数据为：");
System.out.println(data.getName());
System.out.println(data.getHabbies());
}
}
static class ModuleD{
public void getDataShareData(){
ThreadScopeData data = ThreadScopeData.getThreadInstance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"在ModuleD中访问的数据为：");
System.out.println(data.getName());
System.out.println(data.getHabbies());
}
} }
不同线程中使用相同类型的对象设计：
package com.chunjiangchao.thread;
/**
* 设计线程范围内共享的对象：我这个对象的实例是与每个线程都相关的，那么这个设计就交个我这个类去办，其他的用户在
* 在任意的线程中调用我的方法，自然的就是与这个线程有关的实例。我们的类设计出来就是与线程绑定的，在线程的任意地
* 方调用我的方法，我就会返回与这个线程有关的实例对象，这个实例对象不需要用户去创建。
* struts2就是这个思想：每一个请求来了，就激活一个线程（一个请求就是一个容器），这个线程就会有一个容器对象，
* 这个容器对象就会将这个请求相关的所有东西都装载容器里面，这个容器里面装的东西只对这个请求有效。即使来了另外一
* 个请求，那也会有另外一个容器，与当前的容器没有关系。
* 隐藏了ThreadLocal这个变量，不用对外面暴露。外面可以直接调用我的方法就可获取与当前线程有关的数据
* 这个模式与单例设计模式差不多，单例设计模式是无论在程序中的什么地方调用，返回的都是同一个对象。
* 而这种设计是：无论在一个线程范围内的什么地方调用，返回的都是同一个对象。在不同范围内调用返回的是不同对象。
*
*/
class ThreadScopeData{
//当前ThreadLocal成员变量隐藏起来
private static ThreadLocal<ThreadScopeData> threadLocal = new ThreadLocal<ThreadScopeData>();
private ThreadScopeData(){}
public static ThreadScopeData getThreadInstance(){
ThreadScopeData data = threadLocal.get();
if(data==null){
data = new ThreadScopeData();
threadLocal.set(data);
}
return data;
}
//设置成员变量
private String name;
private String habbies;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getHabbies() {
return habbies;
}
public void setHabbies(String habbies) {
this.habbies = habbies;
} }
未完待续……
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