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Java多線程的基本使用
導語：多線程是Java中不可避免的一個重要主體，今天我們就來講講它的基本使用，一起來學習下吧：
一、概念
1.進程
1.1進程：是一個正在進行中的程序，每一個進程執行都有一個執行順序，該順序是一個執行路徑，或者叫一個控制單元。
1.2線程：就是進程中一個獨立的控制單元，線程在控制著進程的執行，一個進程中至少有一個線程。
1.3舉例java VM：
Java VM啟動的時候會有一個進程java.exe,該進程中至少有一個線程在負責java程序的運行，而且這個線程運行的代碼存在于main方法中，該線程稱之為主線程。擴展：其實更細節說明jvm,jvm啟動不止一個線程，還有負責垃圾回收機制的線程
2.多線程存在的意義：提高執行效率
二、多線程的創建
1.多線程創建的第一種方式，繼承Thread類
1.1定義類繼承Thread，復寫Thread類中的run方法是為了將自定義的代碼存儲到run方法中，讓線程運行
1.2調用線程的start方法，該方法有兩個作用：啟動線程，調用run方法
1.3多線程運行的時候，運行結果每一次都不同，因為多個線程都獲取cpu的執行權，cpu執行到誰，誰就運行，明確一點，在某一個時刻，只能有一個程序在運行。(多核除外)，cpu在做著快速的切換，以到達看上去是同時運行的效果。我們可以形象把多線程的運行行為在互搶cpu的執行權。這就是多線程的一個特性，隨機性。誰搶到，誰執行，至于執行多久，cpu說了算。
public class Demo extends Thread{
public void run(){
for (int x = 0; x < 60; x++) {
System.out.println(this.getName()+"demo run---"+x);
}
}
public static void main(String[] args) {
Demo d=new Demo();//創建一個線程
d.start();//開啟線程，并執行該線程的run方法
d.run(); //僅僅是對象調用方法，而線程創建了但并沒有運行
for (int x = 0; x < 60; x++) {
System.out.println("Hello World---"+x);
}
}
}
2 創建多線程的第二種方式，步驟：
2.1定義類實現Runnable接口
2.2覆蓋Runnable接口中的run方法：將線程要運行的代碼存放到run方法中
2.3.通過Thread類建立線程對象
2.4.將Runnable接口的子類對象作為實際參數傳遞給Thread類的構造函數
為什么要將Runnable接口的子類對象傳遞給Thread的構造函數：因為自定義的run方法所屬的對象是Runnable接口的子類對象，所以要讓線程去執行指定對象的run方法，就必須明確該run方法的所屬對象
2.5.調用Thread類的start方法開啟線程并調用Runnable接口子類的方法
/*
* 需求:簡易買票程序,多個窗口同時賣票
*/
public class Ticket implements Runnable {
private static int tick = 100;
Object obj = new Object();
boolean flag=true;
public void run() {
if(flag){
while (true) {
synchronized (Ticket.class) {
if (tick > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "code:" + tick--);
}
}
}
}else{
while(true){
show();
}
}
}
public static synchronized void show() {
if (tick > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "show:"
+ tick--);
}
}
}
class ThisLockDemo {
public static void main(String[] args) {
Ticket t = new Ticket();
Thread t1 = new Thread(t);
try {
Thread.sleep(10);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
t.flag=false;
Thread t2 = new Thread(t);
//Thread t3 = new Thread(t);
//Thread t4 = new Thread(t);
t1.start();
t2.start();
//t3.start();
//t4.start();
}
}
3.實現方式和繼承方式有什么區別
3.1.實現方式避免了單繼承的局限性，在定義線程時建議使用實現方式
3.2.繼承Thread類：線程代碼存放在Thread子類run方法中
3.3.實現Runnable:線程代碼存放在接口的子類run方法中
4.多線程-run和start的特點
4.1為什么要覆蓋run方法呢:
Thread類用于描述線程，該類定義了一個功能，用于存儲線程要運行的代碼，該存儲功能就是run方法，也就是說該Thread類中的run方法，用于存儲線程要運行的代碼
5.多線程運行狀態
創建線程-運行---sleep()/wait()--凍結---notify()---喚醒
創建線程-運行---stop()—消亡
創建線程-運行---沒搶到cpu執行權—臨時凍結
6.獲取線程對象及其名稱
6.1.線程都有自己默認的名稱，編號從0開始
6.2.static Thread currentThread():獲取當前線程對象
6.3.getName():獲取線程名稱
6.4.設置線程名稱:setName()或者使用構造函數
public class Test extends Thread{
Test(String name){
super(name);
}
public void run(){
for (int x = 0; x < 60; x++) {
System.out.println((Thread.currentThread()==this)+"..."+this.getName()+" run..."+x);
}
}
}
class ThreadTest{
public static void main(String[] args) {
Test t1=new Test("one---");
Test t2=new Test("two+++");
t1.start();
t2.start();
t1.run();
t2.run();
for (int x = 0; x < 60; x++) {
System.out.println("main----"+x);
}
}
}
三、多線程的安全問題
1.多線程出現安全問題的原因：
1.1.當多條語句在操作同一個線程共享數據時，一個線程對多條語句只執行了一部分，還沒有執行完，另一個線程參與進來執行，導致共享數據的錯誤
1.2.解決辦法：對多條操作共享數據的語句，只能讓一個線程都執行完，在執行過程中，其他線程不可以參與執行
1.3.java對于多線程的安全問題提供了專業的解決方式，就是同步代碼塊：
Synchronized(對象){需要被同步的代碼}，對象如同鎖，持有鎖的線程可以在同步中執行，沒有持有鎖的線程即使獲取cpu執行權，也進不去，因為沒有獲取鎖
2.同步的前提：
2.1.必須要有2個或者2個以上線程
2.2.必須是多個線程使用同一個鎖
2.3.好處是解決了多線程的安全問題
2.4.弊端是多個線程需要判斷鎖，較消耗資源
2.5.同步函數
定義同步函數,在方法錢用synchronized修飾即可
/*
* 需求:
* 銀行有一個金庫，有兩個儲戶分別存300元,每次存100元,存3次
* 目的:該程序是否有安全問題,如果有,如何解決
* 如何找問題:
* 1.明確哪些代碼是多線程代碼
* 2.明確共享數據
* 3.明確多線程代碼中哪些語句是操作共享數據的
*/
public class Bank {
private int sum;
Object obj = new Object();
//定義同步函數,在方法錢用synchronized修飾即可
public synchronized void add(int n) {
//synchronized (obj) {
sumsum = sum + n;
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println("sum=" + sum);
//}
}
}
class Cus implements Runnable {
private Bank b = new Bank();
public void run() {
for (int x = 0; x < 3; x++) {
b.add(100);
}
}
}
class BankDemo {
public static void main(String[] args) {
Cus c = new Cus();
Thread t1 = new Thread(c);
Thread t2 = new Thread(c);
t1.start();
t2.start();
}
}
6.同步的鎖
6.1函數需要被對象調用，那么函數都有一個所屬對象引用，就是this.,所以同步函數使用的鎖是this
6.2.靜態函數的鎖是class對象
靜態進內存時，內存中沒有本類對象，但是一定有該類對應的字節碼文件對象，類名.class,該對象的類型是Class
6.3.靜態的同步方法，使用的鎖是該方法所在類的字節碼文件對象，類名.class
/*
* 需求:簡買票程序,多個窗口同時賣票
*/
public class Ticket implements Runnable {
private static int tick = 100;
Object obj = new Object();
boolean flag=true;
public void run() {
if(flag){
while (true) {
synchronized (Ticket.class) {
if (tick > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "code:" + tick--);
}
}
}
}else{
while(true){
show();
}
}
}
public static synchronized void show() {
if (tick > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "show:"
+ tick--);
}
}
}
class ThisLockDemo {
public static void main(String[] args) {
Ticket t = new Ticket();
Thread t1 = new Thread(t);
try {
Thread.sleep(10);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
t.flag=false;
Thread t2 = new Thread(t);
//Thread t3 = new Thread(t);
//Thread t4 = new Thread(t);
t1.start();
t2.start();
//t3.start();
//t4.start();
}
}
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