多线程
- 进程的概念:进行中的程序
每一个进程执行都有一个执行顺序,该顺序是一个执行路径,或者叫一个控制单元。
- 线程:就是进程中的一个独立的控制单元
线程控制着进程的执行
一个进程中至少有一个线程。
Java VM启动的时候会有以一个进程java.exe
而且这个线程运行的代码存在main内中。
该线程称之为主线程。
单核CPU多线程同时进行进程,实际上是系统CPU快速切换,
多线程具有随机性
- 多线程运行状态
- 线程具有自己的默认名称。
通过直接调用父类Thread的 getName()
返回该线程的名称
- 并可以修改线程的名称
调用父类的Thread将name传回
或者setName();
- 返回线程的对象
currentThread()
static Thread currentThread();获取当前线程对象
拓展
虚拟机jvm,其实是多线程,不是单线程
主线程调用方法,其他线程负责垃圾回收。
Thread
查看API文档
Thread有两种方法创建新执行线程
继承Thread类
- 定义类继承Thread
- 复写Thread类中的run方法
目的:将自定义代码存储在run方法,让线程运行。
- 调用了线程的start方法,有两个作用
启动线程,调用run方法。
直接调用run方法的话
仅仅是对象调用方法,线程创建了却没有运行,即变成单线程程序。
- 为什么要覆盖run方法呢?
Thread类用于描述线程
该类定义了一个功能,
用于存储线程要运行的代码。该存储功能就是run方法。
声明实现Runnable接口的类,该类然后实现了run方法,然后可以分配该类的实例。
class 类 implements Runnable
Thread(传入一个目标对象)
1.定义类实现Runnable接口
2.覆盖Runnable接口中的run方法
将线程要运行的代码存放在该run方法中
3.通过Thread类建立线程对象
4.将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数
为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread类的构造函数
因为自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。
所以要让线程去指定指定对象的run方法,就必须明确该run方法的所属对象
5.调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法
实现方式和继承方式的区别
- 实现方式:
实现Runnable:线程代码存在接口的子类的run方法。
避免了单继承的局限性,定义线程时,建议使用实现方式
可以继承可以接口
- 继承方式
继承Thread:线程代码存放在Thread子类run方法中。
只可以单继承
多线程的安全问题
*设计出车票程序,发现,打印出0,-1,-2等错票。
* 问题的原因:
当多条语句在操作同一个线程共享数据时,一个线程对多条语句只执行了一部分,还没执行完,另一个线程参与进来执行,倒是共享时数据错误。
* 解决办法:
对多条操作共享数据的语句,只能让一个线程都执行完,在执行过程中,不可以参与进行。
* java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式。
就是同步代码块。
synchronized(对象)
{
需要被同步的代码
}
使用在那些共享的数据
同步锁
Object obj=new Object
synchronized(obj)
{
需要被同步的代码
}
对象如同锁,持有锁的线程可以在同步中执行。没有持有锁的线程即使获取了CPU的执行权,也进不去,因为没有获取锁。
同步的前提
- 必须要有两个或者两个以上的线程。
- 必须是多个线程使用同一个锁上。
- 必须保证同步中只能保持一个在运行。
好处
解决了安全问题
坏处
多个线程都需要判断锁,消耗资源
需求:
银行有一个金库,有两个储户分别存300元,每次存100元,存三次。
目的:该程序是否有安全问题,如果有,如何解决?
如何找问题:
1.明确哪些代码是多线程运行代码
2.明确共享数据
3.明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的
同步函数
public synchronized void add(int n)
{
}
同步函数需要被对象调用,那么函数都有一个所属对象的引用,就是this,所以同步函数使用的锁匙this。
当同步函数与同步代码块进行切换使用时,需要注意的是用同一把锁,比如都用this或者同一个对象去调用。
如果同步函数被静态修饰后,使用的锁匙什么呢?
通过验证,发现不在是this,因为静态方法中不可以定义this。
静态的同步方法:静态进内存时,内存中没有本类对象,但是一定有该类对应的字节码文件对象
类名.class 该对象的类型是class
为什么要sleep?出现数据重复的原因是什么?
单例设计模式
懒汉式优化
class Single
{
private static Single s=null;
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
if(s==null)
{
synchronized(Single.class)
{
if(s==null)
s=new Single();
}
}
return s;
}
}
死锁
就是说调用同一把锁·
或者说是两把锁互相嵌套,程序无法进行下去。
同步中嵌套同步
多线程间的通信问题
其实就是多个线程在操作同一个资源,但是操作的动作不同。
通过private 类 变量名
当多线程之间输入输出信息不同步时,使用同步锁synchronized,应该用同一把锁,
多线程-等待唤醒机制
对象监视器相当于锁
输入信息,标记成功录入,睡眠,跳转输出,标记成功输出,激活输入信息,再次输入信息,循环该流程。
等待线程都在线程池内,唤醒是在线程池内唤醒,通常唤醒第一个被等待。
notify()唤醒
wait() 放弃执行资格
sleep()
wait:
notify();
notifyAll;
都使用在同步中,因为要对持有监视器(锁)的线程操作,
所以要使用在同步中,因为只有同步才具有锁。
为什么这些操作线程的方法。
为什么这些操作线程的方法要定义object类中呢?
因为这些方法在操作同步中线程时,都必须要标识他们所操作线程只有的锁,
只有同一个锁上的被等待线程,可以被同一个锁上notify唤醒。
不可以对不同锁中的线程进行唤醒。
也就是说,等待和唤醒必须是同一把锁。
而锁可以是任意对象,所以可以被任意对象调用的方法定义object类中。
生产者消费者例子
对于多个生产者和消费者
为什么要定义while标记
原因:让被唤醒的线程再一次判断标记
为什么要定义notifyAll,
因为需要唤醒对方线程,因为只用notify,容易出现只唤醒本方线程的情况,导致程序中所有线程都在等待
Lock接口(jdk1.5新特性)
lock();获取锁
unlock();释放锁
condition.await();
condition.signal();唤醒一个线程
condition.signalAll();唤醒线程
同步synchroized替换成显式的Lock操作
将object中的wait ,notify notifyAll,替换成Condition对象
该对象可以Lock锁进行获取
该实例中,实现了本方只唤醒对方的操作。
停止线程
stop():过时,有安全问题,将线程强制停止
suspend():过时,发生死锁现象。
正确方法只有一种:run方法结束
开启多线程运行,运行代码通常是循环结构。
只要控制住循环,就可以让run方法结束,也就是线程结束。
特殊情况:当线程处于冻结状态,就不会读取到标记,那么线程就不会结束。
interrupt():中断线程,即中断状态将被清楚,比如现在处于冻结状态,就是冻结状态强制恢复
到运行状态。
当没有指定的方式让冻结的线程恢复到运行状态时,这时需要对冻结进行清除。
强制让线程恢复到运行状态中来,这样就可以操作标记让线程结束
Thread类提供该方法 interrupt();
守护线程
setDaemom(true or false);
必须要启动线程前启动,即只剩下标记的守护线程,JVM虚拟机自动退出。
当前台线程结束后,后台线程会自动结束。
join方法
申请CPU执行权,
当A线程执行到了B线程的.join()方法,A就会等待,等待B线程都执行完,A才会执行
class Demo2 implements Runnable//Runable接口中可以定义run()方法
{
public void run()
{
for(int x=0;x<70;x++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...."+x);//打印线程
}
}
}
class joinway
{
public static void main(String[] args) throws Exception//未报告的异常错误InterruptedException,必须对其进行捕获或声明以便抛出.
{
Demo2 d= new Demo2();
Thread t1=new Thread(d);//创建线程1
Thread t2=new Thread(d);//创建线程2,在同一个对象。
t1.start();//开启线程1
t1.join();//等待线程t1结束线程,线程2才可以跑起来
t2.start();//开启线程2
//t1.join();若将上面剪切到这,t1,t2抢线程,即使t2结束了,但t1没有结束了,主线程不能开始
for (int x=0; x<80;x++ )
{
System.out.println("main......"+x);
}
System.out.println("over");
}
}
//join等待该线程终止
/*
当A线程执行到B线程的.join()方法,必须等待B结束了,主线程才能开始。
*/
优先级
toString()
setPriority(int newPriority):更改线程的优先级,默认线程优先级为5,一共可以10级
setPriority(Thread.MAX_PRIORITY)//设置最高优先级
setPriority(Thread.NORM_PRIORITY)//设置默认优先级5
setPriority(Thread.MIN _PRIORITY)
//设置最低优先级
MAX_PRIORITY定义为
public static final MAX_PRIORITY
yield方法
暂停正在执行的线程对象,并执行其他线程,即释放执行权,可达到平均运行的效果.
Thread.yield
比如三个for循环,必须等一个循环停止采可以结束。
class Threadtest//匿名内部类和Runnable接口使用
{
public static void main(String[] args)
{
new Thread()//通过建立一个匿名内部类Thread建立一个线程
{
public void run()
{
for(int x=0;x<100;x++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...."+x);
}
}
}.start();
for (int x=0;x<100;x++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..."+x);
}
Runnable r = new Runnable()
{
public void run()
{
for(int x=0;x<100;x++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...."+x);
}
}
};
new Thread(r).start();
}
}