多线程

1. 实现多线程

Thread 方法

下表列出了Thread类的一些重要方法:

序号 方法描述
1 public void start() 使该线程开始执行;Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。
2 public void run() 如果该线程是使用独立的 Runnable 运行对象构造的,则调用该 Runnable 对象的 run 方法;否则,该方法不执行任何操作并返回。
3 public final void setName(String name) 改变线程名称,使之与参数 name 相同。
4 public final void setPriority(int priority) 更改线程的优先级。
5 public final void setDaemon(boolean on) 将该线程标记为守护线程或用户线程。
6 public final void join(long millisec) 等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。
7 public void interrupt() 中断线程。
8 public final boolean isAlive() 测试线程是否处于活动状态。

测试线程是否处于活动状态。 上述方法是被Thread对象调用的。下面的方法是Thread类的静态方法。

序号 方法描述
1 public static void yield() 暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。
2 public static void sleep(long millisec) 在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行),此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。
3 public static boolean holdsLock(Object x) 当且仅当当前线程在指定的对象上保持监视器锁时,才返回 true。
4 public static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用。
5 public static void dumpStack() 将当前线程的堆栈跟踪打印至标准错误流。

1.0 线程的生命周期

  • 新建状态:

    使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后,该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。

  • 就绪状态:

    当线程对象调用了start()方法之后,该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中,要等待JVM里线程调度器的调度。

  • 运行状态:

    如果就绪状态的线程获取 CPU 资源,就可以执行 run(),此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂,它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。

  • 阻塞状态:

    如果一个线程执行了sleep(睡眠)、suspend(挂起)等方法,失去所占用资源之后,该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种:

    • 等待阻塞:运行状态中的线程执行 wait() 方法,使线程进入到等待阻塞状态。
    • 同步阻塞:线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
    • 其他阻塞:通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时,线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时,join() 等待线程终止或超时,或者 I/O 处理完毕,线程重新转入就绪状态。
  • 死亡状态:

    一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时,该线程就切换到终止状态。

1.1进程和线程

  • 进程:是正在运行的程序
    • 是系统进行资源分配和调用的独立单位
    • 每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源
  • 线程:是进程中的单个顺序控制流,是一条执行路径
    • 单线程:一个进程如果只有一条执行路径,则称为单线程程序
    • 多线程:一个进程如果有多条执行路径,则称为多线程程序

1.2 实现多线程方式一:继承Thread类

  • 方法介绍
方法名 说明
void run() 在线程开启后,此方法将被调用执行
void start() 使此线程开始执行,Java虚拟机会调用run方法()
  • 实现步骤
    • 定义一个类MyThread继承Thread类
    • 在MyThread类中重写run()方法
    • 创建MyThread类的对象
    • 启动线程

代码演示

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for(int i=0; i<100; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}
public class MyThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread my1 = new MyThread();
        MyThread my2 = new MyThread();
        my1.start();
        my2.start();
    }
}
  • 为什么要重写run()方法?
    • 因为run()是用来封装被线程执行的代码
  • run()方法和start()方法的区别?
    • run():封装线程执行的代码,直接调用,相当于普通方法的调用
    • start():启动线程;然后由JVM调用此线程的run()方法

1.3 设置和获取线程名称

  • 方法介绍

方法名 说明

void setName(String name) 将此线程的名称更改为等于参数name

不能直接通过有参构造设置线程名称,除非实现super(name);

 public MyThread() {}

    public MyThread(String name) {
        super(name);
    }

String getName() 返回此线程的名称 Thread-0[自增]

Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用main线程最先执行

System.out.println(Thread.currentThread().getName());

  • 代码演示

  • public class MyThread extends Thread {
    
        public MyThread() {}
    
        public MyThread(String name) {
            super(name);
        }
    
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(getName()+":"+i);
            }
        }
    }
    
    public class MyThreadDemo {
        public static void main(String[] args) {
    //        MyThread my1 = new MyThread();
    //        MyThread my2 = new MyThread();
    //
    //        //void setName(String name):将此线程的名称更改为等于参数 name
    //        my1.setName("高铁");
    //        my2.setName("飞机");
    
            //Thread(String name)
    //        MyThread my1 = new MyThread("高铁");
    //        MyThread my2 = new MyThread("飞机");
    //
    //        my1.start();
    //        my2.start();
    
            //static Thread currentThread​() 返回对当前正在执行的线程对象的引用
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        }
    }
    

1.4 线程优先级

  • 线程调度

    • 两种调度方式

      • 分时调度模型:所有线程轮流使用 CPU 的使用权,平均分配每个线程占用 CPU 的时间片
      • 抢占式调度模型:优先让优先级高的线程使用 CPU,如果线程的优先级相同,那么会随机选择一个,优先级高的线程获取的 CPU 时间片相对多一些
    • Java使用的是抢占式调度模型

    • 随机性

      • 假如计算机只有一个 CPU,那么 CPU 在某一个时刻只能执行一条指令,线程只有得到CPU时间片,也就是使用权,才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性,因

        为谁抢到CPU的使用权是不一定的

  • 优先级相关方法

方法名 说明

final int getPriority() 返回此线程的优先级
final void setPriority(int newPriority)
更改此线程的优先级 线程默认优先级是5;线程优先级的范围是:1-10
public final int getPriority():返回此线程的优先级
System.out.println(tp1.getPriority()); //5
System.out.println(tp2.getPriority()); //5
System.out.println(tp3.getPriority()); //5

public final void setPriority(int newPriority):更改此线程的优先级
tp1.setPriority(10000); //IllegalArgumentException 不合法参数
System.out.println(Thread.MAX_PRIORITY); //10 最高
System.out.println(Thread.MIN_PRIORITY); //1  最低
System.out.println(Thread.NORM_PRIORITY); //5 默认

说明:线程优先级高只能表明抢占CPU成功机率大

代码演示

public class ThreadPriority extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName() + ":" + i);
        }
    }

}

public class ThreadPriorityDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPriority tp1 = new ThreadPriority();
        ThreadPriority tp2 = new ThreadPriority();
        ThreadPriority tp3 = new ThreadPriority();

        tp1.setName("高铁");
        tp2.setName("飞机");
        tp3.setName("汽车");

        //设置正确的优先级
        tp1.setPriority(5);
        tp2.setPriority(10);
        tp3.setPriority(1);

        tp1.start();
        tp2.start();
        tp3.start();
    }
}

1.5 线程控制

  • 相关方法

方法名 说明

static void sleep(long millis) 

使当前正在执行的线程停留(暂停执行)指定的毫秒数

void join() 等待这个线程死亡

void setDaemon(boolean on)

将此线程标记为守护线程,当运行的线程都是守护线程时,Java虚拟机将退出

代码演示

static void sleep(long millis)

使当前正在执行的线程停留(暂停执行)指定的毫秒数

public class ThreadSleep extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName() + ":" + i);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

public class ThreadSleepDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadSleep ts1 = new ThreadSleep();
        ThreadSleep ts2 = new ThreadSleep();
        ThreadSleep ts3 = new ThreadSleep();

        ts1.setName("曹操");
        ts2.setName("刘备");
        ts3.setName("孙权");

        ts1.start();
        ts2.start();
        ts3.start();
    }
}

void join()

等待这个线程死亡

public class ThreadJoin extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName() + ":" + i);
        }
    }
}
public class ThreadJoinDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadJoin tj1 = new ThreadJoin();
        ThreadJoin tj2 = new ThreadJoin();
        ThreadJoin tj3 = new ThreadJoin();

        tj1.setName("康熙");
        tj2.setName("四阿哥");
        tj3.setName("八阿哥");

        tj1.start();
        try {
            tj1.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        tj2.start();
        tj3.start();
    }
}

void setDaemon(boolean on)

将此线程标记为守护线程,当运行的线程都是守护线程时,Java虚拟机将退出

public class ThreadDaemon extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(getName() + ":" + i);
        }
    }
}

public class ThreadDaemonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDaemon td1 = new ThreadDaemon();
        ThreadDaemon td2 = new ThreadDaemon();

        td1.setName("关羽");
        td2.setName("张飞");

        //设置主线程为刘备
        Thread.currentThread().setName("刘备");

        //设置守护线程
        td1.setDaemon(true);
        td2.setDaemon(true);

        td1.start();
        td2.start();

        for(int i=0; i<10; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
}

1.6 实现多线程方式二:实现Runnable接口

  • Thread构造方法

方法名 说明

Thread(Runnable target) 分配一个新的Thread对象
Thread(Runnable target, String name) 分配一个新的Thread对象
  • 实现步骤
    • 定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
    • 在MyRunnable类中重写run()方法
    • 创建MyRunnable类的对象
    • 创建Thread类的对象,把MyRunnable对象作为构造方法的参数
    • 启动线程

代码演示

注意:不能直接通过getName()获取线程名,要使用Thread.currentThread().getName()

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for(int i=0; i<100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
}
public class MyRunnableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建MyRunnable类的对象
        MyRunnable my = new MyRunnable();

        //创建Thread类的对象,把MyRunnable对象作为构造方法的参数

        //Thread(Runnable target, String name)
        Thread t1 = new Thread(my,"高铁");
        Thread t2 = new Thread(my,"飞机");

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

//默认线程名
//Thread(Runnable target)
Thread t1 = new Thread(my);
Thread t2 = new Thread(my);
  • 多线程的实现方案有两种
    • 继承Thread类
    • 实现Runnable接口
  • 相比继承Thread类,实现Runnable接口的好处
    • 避免了Java单继承的局限性
    • 适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况,把线程和程序的代码、数据有效分离,较好的体现了面向对象的设计思想

2. 线程同步

2.1卖票

案例需求

某电影院目前正在上映国产大片,共有100张票,而它有3个窗口卖票,请设计一个程序模拟该电影院卖票

  • 实现步骤
    1. 定义一个类SellTicket实现Runnable接口,里面定义一个成员变量:private int tickets = 100;
    2. 在SellTicket类中重写run()方法实现卖票,代码步骤如下
      1. 判断票数大于0,就卖票,并告知是哪个窗口卖的
      2. 卖了票之后,总票数要减1
      3. 票没有了,也可能有人来问,所以这里用死循环让卖票的动作一直执行
    3. 定义一个测试类SellTicketDemo,里面有main方法,代码步骤如下
      1. 创建SellTicket类的对象
      2. 创建三个Thread类的对象,把SellTicket对象作为构造方法的参数,并给出对应的窗口名称
      3. 启动线程

代码实现

//定义一个类SellTicket实现Runnable接口,里面定义一个成员变量:private int tickets = 100;
public class SellTicket implements Runnable {
    private int tickets = 100;

    //在SellTicket类中重写run()方法实现卖票,代码步骤如下

    @Override
    public void run() {
//        A:判断票数大于0,就卖票,并告知是哪个窗口卖的
//        B:卖了票之后,总票数要减1
//        C:票没有了,也可能有人来问,所以这里用死循环让卖票的动作一直执行

        while (true) {
            if (tickets > 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
                tickets--;
            }
        }
    }
}
public class SellTicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建SellTicket类的对象
        SellTicket st = new SellTicket();

        //创建三个Thread类的对象,把SellTicket对象作为构造方法的参数,并给出对应的窗口名称
        Thread t1 = new Thread(st,"窗口1");
        Thread t2 = new Thread(st,"窗口2");
        Thread t3 = new Thread(st,"窗口3");

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

2.2卖票案例的问题

  • 卖票出现了问题

    • 相同的票出现了多次

    • @Override
      public void run() {
        相同的票出现了多次
          while (true) {
            //tickets = 100;
            //t1,t2,t3
            //假设t1线程抢到CPU的执行权
            if (tickets > 0) {
              //通过sleep()方法来模拟出票时间
              try {
                Thread.sleep(100);
                //t1线程休息100毫秒
                //t2线程抢到了CPU的执行权,t2线程就开始执行,执行到这里的时候,t2线程休息100毫秒
                //t3线程抢到了CPU的执行权,t3线程就开始执行,执行到这里的时候,t3线程休息100毫秒
              } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
              }
              //假设线程按照顺序醒过来
              //t1抢到CPU的执行权,在控制台输出:窗口1正在出售第100张票
              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
              //t2抢到CPU的执行权,在控制台输出:窗口2正在出售第100张票
              //t3抢到CPU的执行权,在控制台输出:窗口3正在出售第100张票
              tickets--;
              //如果这三个线程还是按照顺序来,这里就执行了3次--的操作,最终票就变成了97
            }
          }
      }
      
    • 出现了负数的票

    • @Override
      public void run() {
        //出现了负数的票
        while (true) {
          //tickets = 1;
          //t1,t2,t3
          //假设t1线程抢到CPU的执行权
          if (tickets > 0) {
            //通过sleep()方法来模拟出票时间
            try {
              Thread.sleep(100);
              //t1线程休息100毫秒
              //t2线程抢到了CPU的执行权,t2线程就开始执行,执行到这里的时候,t2线程休息100毫秒
              //t3线程抢到了CPU的执行权,t3线程就开始执行,执行到这里的时候,t3线程休息100毫秒
            } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
            }
            //假设线程按照顺序醒过来
            //t1抢到了CPU的执行权,在控制台输出:窗口1正在出售第1张票
            //假设t1继续拥有CPU的执行权,就会执行tickets--;操作,tickets = 0;
            //t2抢到了CPU的执行权,在控制台输出:窗口1正在出售第0张票
            //假设t2继续拥有CPU的执行权,就会执行tickets--;操作,tickets = -1;
            //t3抢到了CPU的执行权,在控制台输出:窗口3正在出售第-1张票
            //假设t2继续拥有CPU的执行权,就会执行tickets--;操作,tickets = -2;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
            tickets--;
          }
        }
      }
      
  • 问题产生原因

    • 线程执行的随机性导致的

2.3同步代码块解决数据安全问题

  • 安全问题出现的条件
    • 是多线程环境
    • 有共享数据
    • 有多条语句操作共享数据
  • 如何解决多线程安全问题呢?
    • 基本思想:让程序没有安全问题的环境
  • 怎么实现呢?
    • 把多条语句操作共享数据的代码给锁起来,让任意时刻只能有一个线程执行即可
    • Java提供了同步代码块的方式来解决
  • 同步代码块格式:
synchronized(任意对象) {
 多条语句操作共享数据的代码
}

代码实现

public class SellTicket implements Runnable {
    private int tickets = 100;
    private Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            //tickets = 100;
            //t1,t2,t3
            //假设t1抢到了CPU的执行权
            //假设t2抢到了CPU的执行权
            synchronized (obj) {
                //t1进来后,就会把这段代码给锁起来
                if (tickets > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                        //t1休息100毫秒
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //窗口1正在出售第100张票
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
                    tickets--; //tickets = 99;
                }
            }
            //t1出来了,这段代码的锁就被释放了
        }
    }
}
public class SellTicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SellTicket st = new SellTicket();

        Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
        Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
        Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

错误写法:

synchronized(new Object()) {
 多条语句操作共享数据的代码
}

正确写法:

private Object obj = new Object();
synchronized(obj) {
 多条语句操作共享数据的代码
}

synchronized(任意对象):就相当于给代码加锁了,任意对象就可以看成是一把锁

  • 同步的好处和弊端
    • 好处:解决了多线程的数据安全问题
    • 弊端:当线程很多时,因为每个线程都会去判断同步上的锁,这是很耗费资源的,无形中会降低程序的运行效率
  • 代码演示

2.4同步方法解决数据安全问题

  • 同步方法的格式

同步方法:就是把synchronized关键字加到方法上

修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {
 方法体;
}

同步方法的锁对象是什么呢?

this

  • 静态同步方法

同步静态方法:就是把synchronized关键字加到静态方法上

同步静态方法的锁对象是什么呢?

修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {
 方法体;
}

类名.class

  • 代码演示

  • package com.itheima_09;
    
    public class SellTicket implements Runnable {
    //    private int tickets = 100;
        private static int tickets = 100;
        private Object obj = new Object();
        private int x = 0;
    
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                if (x % 2 == 0) {
    //                synchronized (obj) {
    //                synchronized (this) {
                    synchronized (SellTicket.class) {
                        if (tickets > 0) {
                            try {
                                Thread.sleep(100);
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
                            tickets--;
                        }
                    }
                } else {
    //                synchronized (obj) {
    //                    if (tickets > 0) {
    //                        try {
    //                            Thread.sleep(100);
    //                        } catch (InterruptedException e) {
    //                            e.printStackTrace();
    //                        }
    //                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
    //                        tickets--;
    //                    }
    //                }
                    sellTicket();
                }
                x++;
            }
        }
    
    //    private void sellTicket() {
    //        synchronized (obj) {
    //            if (tickets > 0) {
    //                try {
    //                    Thread.sleep(100);
    //                } catch (InterruptedException e) {
    //                    e.printStackTrace();
    //                }
    //                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
    //                tickets--;
    //            }
    //        }
    //    }
    
    //    private synchronized void sellTicket() {
    //        if (tickets > 0) {
    //            try {
    //                Thread.sleep(100);
    //            } catch (InterruptedException e) {
    //                e.printStackTrace();
    //            }
    //            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
    //            tickets--;
    //        }
    //    }
    
        private static synchronized void sellTicket() {
            if (tickets > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
                tickets--;
            }
        }
    }
    
    

    优化过程:

    1.使用方法代替代码块

    synchronized (obj) {...}
    else {
     //使用方法代替代码块
      sellTicket();
    }
    private void sellTicket() {
      synchronized (obj) {
        if (tickets > 0) {
          try {
            Thread.sleep(100);
          } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
          }
          System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
          tickets--;
        }
      }
    }
    

    2.把锁加到普通方法上

    synchronized (this) {...}
    private synchronized void sellTicket() {
      if (tickets > 0) {
        try {
          Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
        tickets--;
      }
    }
    

    2.把锁加到静态方法上

    synchronized (sellTicket.class) {...}
    
    private static synchronized void sellTicket() {
      if (tickets > 0) {
        try {
          Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
        tickets--;
      }
    }
    

2.5线程安全的类

  • StringBuffer

    • 线程安全,可变的字符序列
    • 从版本JDK 5开始,被StringBuilder 替代。 通常应该使用StringBuilder类,因为它支持所有相同的操作,但它更快,因为它不执行同步
  • Vector

    • 从Java 2平台v1.2开始,该类改进了List接口,使其成为Java Collections Framework的成员。 与新的集合实现不同, Vector被同步。 如果不需要线程安全的实现,建议使用ArrayList代替Vector
  • Hashtable

    • 该类实现了一个哈希表,它将键映射到值。 任何非null对象都可以用作键或者值
    • 从Java 2平台v1.2开始,该类进行了改进,实现了Map接口,使其成为Java Collections Framework的成员。 与新的集合实现不同, Hashtable被同步。 如果不需要线程安全的实现,建议使用HashMap代替Hashtable
    /*
        线程安全的类:
            StringBuffer
            Vector
            Hashtable
     */
    public class ThreadDemo {
        public static void main(String[] args) {
            StringBuffer sb = new StringBuffer();
            StringBuilder sb2 = new StringBuilder();
    
            Vector<String> v = new Vector<String>();
            ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();
    
            Hashtable<String,String> ht = new Hashtable<String, String>();
            HashMap<String,String> hm = new HashMap<String, String>();
    
            //static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list) 返回由指定列表支持的同步(线程安全)列表
            List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
        }
    }
    

2.6Lock锁

虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题,但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁,在哪里释放了锁,为了更清晰的表达如何加锁和释放锁,JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock

Lock是接口不能直接实例化,这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化

ReentrantLock构造方法

方法名 说明
ReentrantLock() 创建一个ReentrantLock的实例

加锁解锁方法

方法名 说明
void lock() 获得锁
void unlock() 释放锁

代码演示

public class SellTicket implements Runnable {
    private int tickets = 100;
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                lock.lock();
                if (tickets > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
                    tickets--;
                }
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

public class SellTicketDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SellTicket st = new SellTicket();

        Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
        Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
        Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

3.生产者消费者

3.1生产者和消费者模式概述

  • 概述

生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式,弄懂生产者消费者问题能够让我们对多线程编程的理解更加深刻。

所谓生产者消费者问题,实际上主要是包含了两类线程:

一类是生产者线程用于生产数据

一类是消费者线程用于消费数据

为了解耦生产者和消费者的关系,通常会采用共享的数据区域,就像是一个仓库

生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中,并不需要关心消费者的行为

消费者只需要从共享数据区中去获取数据,并不需要关心生产者的行为

  • Object类的等待和唤醒方法

方法名 说明
void wait() 导致当前线程等待,直到另一个线程调用该对象的 notify()方法或 notifyAll()方法
void notify() 唤醒正在等待对象监视器的单个线程
void notifyAll() 唤醒正在等待对象监视器的所有线程

3.2生产者和消费者案例

案例需求

生产者消费者案例中包含的类:

奶箱类(Box):定义一个成员变量,表示第x瓶奶,提供存储牛奶和获取牛奶的操作

生产者类(Producer):实现Runnable接口,重写run()方法,调用存储牛奶的操作

消费者类(Customer):实现Runnable接口,重写run()方法,调用获取牛奶的操作

测试类(BoxDemo):里面有main方法,main方法中的代码步骤如下

①创建奶箱对象,这是共享数据区域

②创建消费者创建生产者对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用存储牛奶的操作对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用获取牛奶的操作

③创建2个线程对象,分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递

④启动线程

代码实现

public class Box {
    //定义一个成员变量,表示第x瓶奶
    private int milk;
    //定义一个成员变量,表示奶箱的状态
    private boolean state = false;

    //提供存储牛奶和获取牛奶的操作
    public synchronized void put(int milk) {
        //如果有牛奶,等待消费
        if(state) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果没有牛奶,就生产牛奶
        this.milk = milk;
        System.out.println("送奶工将第" + this.milk + "瓶奶放入奶箱");

        //生产完毕之后,修改奶箱状态
        state = true;

        //唤醒其他等待的线程
        notifyAll();
    }

    public synchronized void get() {
        //如果没有牛奶,等待生产
        if(!state) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果有牛奶,就消费牛奶
        System.out.println("用户拿到第" + this.milk + "瓶奶");

        //消费完毕之后,修改奶箱状态
        state = false;

        //唤醒其他等待的线程
        notifyAll();
    }
}

public class Producer implements Runnable {
    private Box b;

    public Producer(Box b) {
        this.b = b;
    }

    @Override
    public void run() {
        for(int i=1; i<=30; i++) {
            b.put(i);
        }
    }
}

public class Customer implements Runnable {
    private Box b;

    public Customer(Box b) {
        this.b = b;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            b.get();
        }
    }
}

/*
    生产者消费者案例中包含的类:
        1:奶箱类(Box):定义一个成员变量,表示第x瓶奶,提供存储牛奶和获取牛奶的操作
        2:生产者类(Producer):实现Runnable接口,重写run()方法,调用存储牛奶的操作
        3:消费者类(Customer):实现Runnable接口,重写run()方法,调用获取牛奶的操作
        4:测试类(BoxDemo):里面有main方法,main方法中的代码步骤如下
            A:创建奶箱对象,这是共享数据区域
            B:创建生产者对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用存储牛奶的操作
            C:创建消费者对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用获取牛奶的操作
            D:创建2个线程对象,分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递
            E:启动线程
 */
public class BoxDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建奶箱对象,这是共享数据区域
        Box b = new Box();

        //创建生产者对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用存储牛奶的操作
        Producer p = new Producer(b);
        //创建消费者对象,把奶箱对象作为构造方法参数传递,因为在这个类中要调用获取牛奶的操作
        Customer c = new Customer(b);

        //创建2个线程对象,分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递
        Thread t1 = new Thread(p);
        Thread t2 = new Thread(c);

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

原文地址:https://www.cnblogs.com/wanwanyuan/p/14346282.html