1、多线程:

操作系统支持同时运行多个任务,一个任务通常是一个程序,所有运行中的程序就是一个进程()。程序内部包含多个顺序执行流,每个顺序执行流就是一个线程

并发:两个或者多个事件在同一个时间段内交替发生;

并行:两个或者多个事件在同一时刻同时发生;

某时间段内宏观上有多个程序同时运行,在单cpu系统中,每一时刻只有单个程序在运行,但在微观上cpu是交替执行他们的。

多cpu系统中,这些多任务被分配到多个cpu上,这样多个任务就是同时运行。

1.1 线程与进程

进程:进程是并发执行程序在执行过程中资源分配和管理的基本单位(资源分配的最小单位)。进程可以理解为一个应用程序的执行过程,

应用程序一旦执行,就是一个进程。每个进程都有自己独立的地址空间,每启动一个进程,

系统就会为它分配地址空间,建立数据表来维护代码段、堆栈段和数据段。

线程:程序执行的最小单位。一个进程至少有一个线程,拥有多线程的应用程序被称为多线程程序。

1.2 线程调度

分时调度:所有线程轮流使用cpu,平均分配每个orffff线程占用cpu的时间

抢占式调度:优先让优先级高的线程使用cpu,优先级相同则随机选择。java使用抢占式调度。

设置线程优先级:任务管理器打开详细信息,右键设置线程优先级

1.3 创建线程类

java.lang.Thread类代表线程,所有线程类都必须是Thread类或者是其子类的实例,每个线程的作用是

完成一定的任务,即是执行一段程序流即一段顺序执行的代码,java使用线程执行体来代表这段程序流。

通过继承Thread类来创建并启动多线程:

1.定义Thread的子类,重写run()方法,其方法体代表线程执行的任务,该run()方法叫线程执行体、

2.创建子类的对象

3.调用线程对象的start()方法来启动该线程

//定义测试类
public class Demo01 {
public static void main(String[] args){
Demo02 thread1 = new Demo02("线程1");
thread1.run();
}
}
//定义自定义线程类
class Demo02 extends Thread{ //定义指定线程名称的构造方法
public Demo02(String name){
//调用父类的String参数的构造方法,指定线程的名称
super(name);
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <10 ; i++) {
System.out.println(getName()+" is runnimg "+i);
}
}
}

2、了解Thread类

java.lang.Thread

构造方法:

public Thread() :分配一个新的线程对象。

public Thread(String name) :分配一个指定名字的新的线程对象。

public Thread(Runnable target) :分配一个带有指定目标新的线程对象。

public Thread(Runnable target,String name) :分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字。

常用方法:

public String getName() :获取当前线程名称。

public void start() :导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法。

public void run() :此线程要执行的任务在此处定义代码。

public static void sleep(long millis) :使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停(暂时停止执行)。

public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用。

2.1 创建线程的方式有两种:

一种是继承Thread类,另一种是实现Runnable接口方式

推荐实现Runnable接口:

1.定义该接口的实现类,并重写该接口的run()方法,即为线程的执行体

2.创建该实现类的实例,并以该例作为Thread的target来创建Thread线程对象,该对象为真正的线程对象

3.调用线程对象的start()方法启动线程

2.2 Thread类和Runnable类的区别

如果一个类继承Thread,则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话,则很容易的实现资源共享。

总结:

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势:

  1. 适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。
  2. 可以避免java中的单继承的局限性。
  3. 增加程序的健壮性,实现解耦操作,代码可以被多个线程共享,代码和线程独立。
  4. 线程池只能放入实现Runable或Callable类线程,不能直接放入继承Thread的类。

    扩充:在java中,每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程,一个是垃圾收集线程。因为每当使用

    java命令执行一个类的时候,实际上都会启动一个JVM,每一个JVM其实在就是在操作系统中启动了一个进

    程。
public class Demo04 implements Runnable {//定义实现类

    //重写run方法
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <3 ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
}
} }
class test1 {
public static void main(String[] args) {
//创建实现类对象
Demo04 obj = new Demo04();
//将该实现类对象给创建的线程对象,并赋名。参考Thread类的构造方法
Thread thread1 = new Thread(obj,"线程");
thread1.start();
}
}

2.3匿名内部类方式实现线程的创建

使用该方式,可以方便的实现每个线程执行不同的任务操作

使用该方式实现Runnable接口:

public class Demo05 {
public static void main(String[] args) {
// new Runnable(){
// @Override
// public void run() {
// for (int i = 0; i < 3; i++) {
// System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
// }
// }
// };
Runnable r = new Runnable(){
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}; new Thread(r).start(); for (int i = 0; i <4 ; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
}
}
}

后面学习使用lambda表达式优化写法。

3、线程安全问题

线程安全:多个线程同时运行,执行同一段代码时,如果程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,同时其他变量的值和预期也是一样。

3.1 线程同步

要解决多线程并发访问同一资源可能出现的安全问题。可通过同步机制来解决(synchronized)

要求在某个线程修改共享资源的时候,其他线程不能修改该资源,等待修改完毕且同步后,

才能去抢夺cpu资源,完成对应的操作,保证了数据的同步性,从而保证线程安全。

有三种方法完成同步操作:

1、同步代码块

2、同步方法

3、锁机制

同步代码块:

synchronized 关键字可以用于方法中的某个区块中,表示只对这个区块的资源实行互斥访问

线程开始执行同步代码块之前,必须先获得同步监视器的锁定。任何时刻只能有一个线程可以获得对同步监视器的锁定,当同步代码块执行完成后,该线程会释放对该同步监视器的锁定。

格式:

synchronized(同步锁/同步监视器){

需要同步操作的代码

}

同步锁:

理解为给对象上锁,

1、锁对象,可以是任意类型

2、多个线程对象,要使用同一把锁

注意:任何时候,最多允许一个线程拥有同步锁,谁拿到锁就进入代码块,其他线程只能在外等着。

public class Demo07 implements Runnable{
private int num = 10;
//创建lock
Object lock = new Object(); @Override
public void run() {
while(true) {//一直执行
//添加同步锁
synchronized(lock) {
if (num > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(name + "数字为:" + num--);
}
}
}
}
}
class test2{
public static void main(String[] args) {
Demo07 x = new Demo07();
Thread a = new Thread(x,"线程a");
Thread b = new Thread(x,"线程b");
Thread c = new Thread(x,"线程c");
a.start();
b.start();
b.start();
}
}

此时打印的内容已经没有重复的出现了,已经线程安全

同步方法:

概念:使用synchronized修饰的方法,叫做同步方法,保证a线程执行该方法的时候,其他方法只能在外面等着。

格式:

public synchronized void method(){

可能会产生线程安全问题的代码

}

同步锁,

对于非static方法,同步锁就是this,

对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)

public class Demo08 implements Runnable {
private int num = 10; @Override
public void run() {
while(true){//一直执行
method1();
}
}
//同步方法
public synchronized void method1(){
if (num>0){
try{
Thread.sleep(100);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
//获取当前线程的名字
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(name+"数字为:"+num--);
}
}
}

3.2 Lock锁

java.util.concurrent.locks.Lock机制提供了比synchronized代码块和synchronized方法更加广泛的锁定操作,同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有,除此之外更强大,更体现面向对象。

Lock锁又称同步锁,加锁与释放锁方法化了,如下:

public void lock():加同步锁。

public void unlock():释放同步锁。

public class Demo09 implements Runnable {
private int num = 10;
//创建lock
Lock lock = new ReentrantLock(); @Override
public void run() {
while (true) {//一直执行
//添加同步锁
lock.lock();
if (num > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
//释放同步锁,finally确保一定会执行
lock.unlock();
}
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(name + "数字为:" + num--);
}
}
}
}
class test5{
public static void main(String[] args) {
Demo09 obj = new Demo09();
Thread thread = new Thread(obj,"线程x");
thread.start();
}
}

4、线程状态

当线程被创建并启动以后,它既不是一启动就进入了执行状态,也不是一直处于执行状态。在线程的生命周期中,有几种状态呢?在API中java.lang.Thread.State 这个枚举中给出了六种线程状态:

Object中两个方法 wait()和notify()方法,

1.NEW(新建) :

线程刚被创建,但是并未启动。还没调用start方法。

2.Runnable(可运行):

线程可以在java虚拟机中运行的状态,可能正在运行自己代码,也可能没有,这取决于操

作系统处理器。

3.Blocked(锁阻塞):

当一个线程试图获取一个对象锁,而该对象锁被其他的线程持有,则该线程进入Blocked状

态;当该线程持有锁时,该线程将变成Runnable状态。

4.Waiting(无限等待):

一个线程在等待另一个线程执行一个(唤醒)动作时,该线程进入Waiting状态。进入这个

状态后是不能自动唤醒的,必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能够唤醒。

5.Timed Waiting(计时等待):

同waiting状态,有几个方法有超时参数,调用他们将进入Timed Waiting状态。这一状态

将一直保持到超时期满或者接收到唤醒通知。带有超时参数的常用方法有Thread.sleep 、

Object.wait。

6.Teminated(被终止):

因为run方法正常退出而死亡,或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。

4.1 Timed Waiting(计时等待)

一个正在限时等待另一个线程执行一个(唤醒)动作的线程处于这一状态。在run方法中添加sleep语句,就强制当前正在执行的线程休眠(暂停执行),以减慢线程。

当我们调用了sleep方法之后,当前正在执行是线程进入休眠状态。

1.调用sleep方法,单独的线程可以调用,不一定非要有协作关系

2.为了让其他线程有机会执行,可以将Thread.sleep()调用放在线程run()之内。以保证

该线程执行过程中会睡眠。

3.sleep与锁无关,线程睡眠到期自动苏醒,并返回到Runnable(可运行状态)

4.sleep中指定的时间是线程暂停运行的最短时间,不能保证时间到期后立即就会执行

4.2 BLOCKED(锁阻塞):

一个正在阻塞等待一个监视器锁(锁对象)的线程处于这一状态。

线程a和线程b使用同一个锁,如果线程a获取到锁,则进入Runnable状态,那么线程b进入

到Blocked锁阻塞状态(即b没有争取到锁对象)。

public class Demo10 extends Thread {
//实现一个计数器,计数到100,
// 在每个数字之间暂停1秒,每隔10个数字输出一个字符串
public void run(){
for (int i = 0;i < 100;i++){
if ((i) % 10 == 0){
System.out.println("——————" + i);
}
System.out.println(i);
try{
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args){
new Demo10().start();
}
}

4.3 Waiting(无限等待)

一个正在无限期等待另一个线程执行一个特别的(唤醒)动作的线程处于这一状态。

Onject中的两个方法:

void wait():在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法前,让当前线程等待。

void notify():唤醒此对象监视器上等待的单线程,继续执行wait之后的代码

void notify():唤醒所有正在等待的线程

public class Demo11 {
//创建锁对象,保证唯一
public static Object obj = new Object(); public static void main(String[] args) {
//演示Waiting
//
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
//添加同步锁,保证只有一个线程执行
synchronized (obj) {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取到锁对象,调用wait方法,进入waiting状态,释放锁对象");
obj.wait();//无限等待 } catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "===从waiting状态醒来,获取到锁对象,继续执行了");
}
}
}
}, "等待线程").start(); new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// while(true){ try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "——等待3秒钟");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} synchronized (obj) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取到时锁对象,调用notify方法。释放锁对象");
obj.notify();
}
}
}, "唤醒线程").start();
}
}

5、线程池:

如果避免频繁启动和销毁线程(尤其是大量生命短的线程),造成系统性能下降,使用线程池的方法。

线程池创建大量空闲线程,当线程池接收创建的Runnable对象,便会将一个空闲的线程执行该对象的run()方法,执行结束后回归空闲状态,暂时不进行销毁。

线程池还能控制并发线程的数量,通过他的最大线程数目的参数。

java5后Executors工厂类生产线程池,静态方法:

newFixedThreadPool(int nThreads):创建一个可重用的、具有固定线程数的线程池.

newScheduledThreadPool(int corePoolSize):创建一个线程池,指定延迟后执行。

java8新增:

newWorkStealingPool(in parallelism):

创建持有足够的线程池来支持给定的并行级别,该方法还会使用多个队列减少竞争,可以无参数,自动匹配当前可支持最高并行级别,ExecutorService代表尽快执行的线程池,提交Runnable对象则会尽快执行该任务。静态方法:

Future<?> submit(Runnable task):

提交Runnable对象,线程池将在有空闲时执行该任务。run()执行完后返回null。

Future<>T submit(Runnable task, T result):

提交给一个Runnable对象给线程池,空闲时执行。run()方法结束后返回result。

用完后,调用该线程池的shutdown()方法,变不再接受新的任务,但会将之前提交的任务完成。全部完成后,池中所有线程会死亡。

调用shutdownNow()方法,则立刻停止所有正在执行的活动任务,暂停正在等待的任务,并返回等待执行的任务的列表。

总步骤

1、调用Executors类的静态工厂方法创建一个ExecutorService对象,该对象代表一个线程池。

2、创建Runnable实现类,作为线程执行任务。

3、调用ExecutorService对象的submit()方法来提交Runnable实例。

4、当不想提交任何任务时,调用ExecutorService对象的submit()方法来结束线程池。

public class Demo12_ThreadPool {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//创建一个固定6个线程的线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(6);
Runnable obj1 = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行");
}
};
Runnable obj2 = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行");
}
};
pool.submit(obj1);
pool.submit(obj2);
//关闭线程池
pool.shutdown();
}
}

下一期记录lambda表达式的使用方法。

Java自学第8期——多线程的更多相关文章

  1. Java自学第6期——Collection、Map、迭代器、泛型、可变参数、集合工具类、集合数据结构、Debug

    集合:集合是java中提供的一种容器,可以用来存储多个数据. 集合和数组既然都是容器,它们有啥区别呢? 数组的长度是固定的.集合的长度是可变的. 数组中存储的是同一类型的元素,可以存储基本数据类型值. ...

  2. Java自学第7期——异常(Exception)

    1.概念: 异常 :指的是程序在执行过程中,出现的非正常的情况,终会导致JVM的非正常停止. 在Java等面向对象的编程语言中,异常本身是一个类, 产生异常就是创建异常对象并抛出了一个异常对象. Ja ...

  3. Java自学第10期——File类与IO流(输入输出流、处理流、转换流、缓冲流、Properties集合、打印流)

    1.IO简介 IO(输入输出)通过java.io包下的类和接口来支持,包下包括输入.输出两种IO流,每种输入输出流又可分为字符流和字节流两大类. 2.File类 File类是io包下与平台无关的文件和 ...

  4. java自学第5期——Object、Date、Calender、System、StringBuilder、基本类型包装类

    一.Object类 作用:对象操作 位置:java.lang.Object 方法: public String toString() :返回对象的字符串表示形式. public boolean equ ...

  5. java自学第4期——:Scanner类、匿名对象介绍、Random类、ArrayList集合、标准类格式、String类、static静态、Arrays工具类、Math类(1)

    一.Scanner类 1.api简介: 应用程序编程接口 2.Scanner类: 作用:获取键盘输入的数据 位置: java.util.Scanner. 使用:使用成员方法nextInt() 和 ne ...

  6. java自学第3期——继承、多态、接口、抽象类、final关键字、权限修饰符、内部类

    一.继承: 关键字extends /* 定义一个父类:人类 定义父类格式:public class 父类名称{ } 定义子类格式:public class 子类名称 extends 父类名称{ } * ...

  7. Java自学第2期——注释、数据类型、运算符、方法

    2.1.注释 注释用于说明某段代码的作用,某个类的用途,某个方法的功能,参数和返回值数据类型的意义等等: 注释非常非常非常重要,回顾代码时通过注释找回思路:团队沟通需要,让别人读懂你的代码,增加效率: ...

  8. Java自学第9期——Lambda表达式

    1.入门 使用场景:如果创建函数式接口(该接口的抽象方法只能有一个)的实例时,使用Lambda表达式更加简洁方便. 2.格式: (形参列表) -> { 代码块 } 3.简化 只有一个参数时,可以 ...

  9. 大学四年,总结一套适合小白的Java自学路线和方法

    前言篇 大家好,我是bigsai 好久不见,甚是想念,文章同时收录在回车课堂(文底阅读原文可达). 无论你是大学生还是在职人员,想学Java时,都会面临两个选择,自学或者报班.报班通常太费钱,时间又不 ...

随机推荐

  1. 快速导出jekyll博客文件进行上传部署

    快速导出jekyll博客文件进行上传部署 在使用markdown书写jekyll博客时,经常需要写一个头部信息用以让jekyll读取博文信息,这是一件比较麻烦的事,因此我使用HTML实现了一个快速导出 ...

  2. 关于数位DP的学习

    ---恢复内容开始--- 因为最近做比赛经常会出现数位DP,便尝试着去学学看数位DP. 先给出两篇论文的链接: <数位计数问题解法研究> <浅谈数位类统计问题> 然后也是寻找了 ...

  3. gym100923C. Por Costel and Bujor (高斯消元)

    题意:简化一下 就是解N个 系数矩阵一样 等式右边列矩阵不一样的方程组 题解:系数矩阵一样 为什么我却毫无办法???? 其实只要把等式右边的矩阵都排在后面就好了啊 就变成解一个N x 2N的方程组了 ...

  4. 洛谷P3796

    题目链接  题意:有n个由小写字母组成的模式串以及一个文本串T.每个模式串可能会在文本串中出现多次.哪些模式串在文本串T中出现的次数最多. 题解:ac自动机模板加强版,开一个数组单独记录各个字符串出现 ...

  5. B-number HDU - 3652

    题意: 找出区间[li,ri]有多少个符合要求的数: 1.这个数里面有13 2.这个数可以被13整除 题解: 这个题目和之前的有点不一样就是这个题目要我们求包含13的(之前做过的都是不包含).但是都差 ...

  6. Dapr 已在塔架就位 将发射新一代微服务

    微服务是云原生架构的核心,通常使用Kubernetes 来按需管理服务扩展. 微软一直走在 Cloud Native Computing Foundation的 最前沿,并通过使用Kubernetes ...

  7. 【.NET 与树莓派】PWM 调节LED小灯的亮度

    在开始本文内容之前,老周先纠正一个错误.在上一篇中,提到过 Arduino 开发板的 Vin 引脚,文中老周说这个供电口的输入电压不能高于 5.5V.这里有错,被卖家给的使用说明忽悠了,上 Ardui ...

  8. Python——Django框架——Form框架

    一.引入Form包 from django import forms 二.定义规则 class Forms_Login(forms.Form): 用户名 = forms.CharField(requi ...

  9. Linux系统诊断必备技能之三:查看信息系统常用命令

    一.概述 Linux操作系统的学习中,CLI下进行操作,需要掌握大量命令,Linux的命令有很多,对于命令的学习大家记住只能是熟能生巧,所以现在把日常使用命令为大家罗列一部分,仅供参考. 二.常用命令 ...

  10. C# 类(9) - 接口 Interface

    Interface 接口 类似 抽象类,也不能被实例化...(前面说的静态类,加上抽象类,还有这个,都3个了)接口其实比 抽象类 更加抽象.接口的方法(这个方法还不能有实体代码,和抽象类的抽象方法差不 ...