Java语言的JVM允许程序运行多个线程，它通过java.lang.Thread 类来体现。
Thread类的特性
每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的，经常 把run()方法的主体称为线程体。
通过该Thread对象的start()方法来启动这个线程，而非直接调用run()。
线程创建示意图
package atguigu.java; /** * 测试Thread中的常用方法： * 1. start():启动当前线程；调用当前线程的run() * 2. run(): 通常需要重写Thread类中的此方法，将创建的线程要执行的操作声明在此方法中 * 3. currentThread():静态方法，返回执行当前代码的线程 * 4. getName():获取当前线程的名字 * 5. setName():设置当前线程的名字 * 6. yield():释放当前cpu的执行权 * 7. join():在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b完全执行完以后，线程a才 * 结束阻塞状态。 * 8. stop():已过时。当执行此方法时，强制结束当前线程。 * 9. sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内，当前 * 线程是阻塞状态。 * 10. isAlive():判断当前线程是否存活 * * * 线程的优先级： * 1. * MAX_PRIORITY：10 * MIN _PRIORITY：1 * NORM_PRIORITY：5 -->默认优先级 * 2.如何获取和设置当前线程的优先级： * getPriority():获取线程的优先级 * setPriority(int p):设置线程的优先级 * * 说明：高优先级的线程要抢占低优先级线程cpu的执行权。但是只是从概率上讲，高优先级的线程高概率的情况下 * 被执行。并不意味着只有当高优先级的线程执行完以后，低优先级的线程才执行。 * * */ class HelloThread extends Thread{ @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { if(i % 2 == 0){ // try { // sleep(10); // } catch (InterruptedException e) { // e.printStackTrace(); // } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().getPriority() + ":" + i); } // if(i % 20 == 0){ // yield(); // } } } public HelloThread(String name){ super(name); } } public class ThreadMethodTest { public static void main(String[] args) { HelloThread h1 = new HelloThread("Thread：1"); // h1.setName("线程一"); //设置分线程的优先级 h1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); h1.start(); //给主线程命名 Thread.currentThread().setName("主线程"); Thread.currentThread().setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); for (int i = 0; i < 100; i++) { if(i % 2 == 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().getPriority() + ":" + i); } // if(i == 20){ // try { // h1.join(); // } catch (InterruptedException e) { // e.printStackTrace(); // } // } } // System.out.println(h1.isAlive()); } }
有4种创建方式：一，继承Thread类的方式 二，实现Runnable接口的方式 三，实现Callable接口 四，使用线程池
package atguigu.java; /** * 多线程的创建，方式一：继承于Thread类 * 1. 创建一个继承于Thread类的子类 * 2. 重写Thread类的run() --> 将此线程执行的操作声明在run()中 * 3. 创建Thread类的子类的对象 * 4. 通过此对象调用start() * <p> * 例子：遍历100以内的所有的偶数 * */ //1. 创建一个继承于Thread类的子类 class MyThread extends Thread { //2. 重写Thread类的run() @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { if(i % 2 == 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i); } } } } public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { //3. 创建Thread类的子类的对象 MyThread t1 = new MyThread(); //4.通过此对象调用start():①启动当前线程 ② 调用当前线程的run() t1.start(); //问题一：我们不能通过直接调用run()的方式启动线程。 // t1.run(); //问题二：再启动一个线程，遍历100以内的偶数。不可以还让已经start()的线程去执行。会报IllegalThreadStateException // t1.start(); //我们需要重新创建一个线程的对象 MyThread t2 = new MyThread(); t2.start(); //如下操作仍然是在main线程中执行的。 for (int i = 0; i < 100; i++) { if(i % 2 == 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i + "***********main()************"); } } } }
package atguigu.java; /** * 创建多线程的方式二：实现Runnable接口 * 1. 创建一个实现了Runnable接口的类 * 2. 实现类去实现Runnable中的抽象方法：run() * 3. 创建实现类的对象 * 4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象 * 5. 通过Thread类的对象调用start() * * * 比较创建线程的两种方式。 * 开发中：优先选择：实现Runnable接口的方式 * 原因：1. 实现的方式没有类的单继承性的局限性 * 2. 实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况。 * * 联系：public class Thread implements Runnable * 相同点：两种方式都需要重写run(),将线程要执行的逻辑声明在run()中。 * * @author shkstart * @create 2019-02-13 下午 4:34 */ //1. 创建一个实现了Runnable接口的类 class MThread implements Runnable{ //2. 实现类去实现Runnable中的抽象方法：run() @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { if(i % 2 == 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i); } } } } public class ThreadTest1 { public static void main(String[] args) { //3. 创建实现类的对象 MThread mThread = new MThread(); //4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象 Thread t1 = new Thread(mThread); t1.setName("线程1"); //5. 通过Thread类的对象调用start():① 启动线程 ②调用当前线程的run()-->调用了Runnable类型的target的run() t1.start(); //再启动一个线程，遍历100以内的偶数 Thread t2 = new Thread(mThread); t2.setName("线程2"); t2.start(); } }
package com.atguigu.java2; import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.FutureTask; /** * 创建线程的方式三：实现Callable接口。 --- JDK 5.0新增 * * * 如何理解实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大？ * 1. call()可以有返回值的。 * 2. call()可以抛出异常，被外面的操作捕获，获取异常的信息 * 3. Callable是支持泛型的 * */ //1.创建一个实现Callable的实现类 class NumThread implements Callable{ //2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中 @Override public Object call() throws Exception { int sum = 0; for (int i = 1; i <= 100; i++) { if(i % 2 == 0){ System.out.println(i); sum += i; } } return sum; } } public class ThreadNew { public static void main(String[] args) { //3.创建Callable接口实现类的对象 NumThread numThread = new NumThread(); //4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象 FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread); //5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start() new Thread(futureTask).start(); try { //6.获取Callable中call方法的返回值 //get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值。 Object sum = futureTask.get(); System.out.println("总和为：" + sum); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } } }
package com.atguigu.java2; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; /** * 创建线程的方式四：使用线程池 * * 好处： * 1.提高响应速度（减少了创建新线程的时间） * 2.降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建） * 3.便于线程管理 * corePoolSize：核心池的大小 * maximumPoolSize：最大线程数 * keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止 * * * 面试题：创建多线程有几种方式？四种！ * @author shkstart * @create 2019-02-15 下午 6:30 */ class NumberThread implements Runnable{ @Override public void run() { for(int i = 0;i <= 100;i++){ if(i % 2 == 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i); } } } } class NumberThread1 implements Runnable{ @Override public void run() { for(int i = 0;i <= 100;i++){ if(i % 2 != 0){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i); } } } } public class ThreadPool { public static void main(String[] args) { //1. 提供指定线程数量的线程池 ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10); ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service; //设置线程池的属性 // System.out.println(service.getClass()); // service1.setCorePoolSize(15); // service1.setKeepAliveTime(); //2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象 service.execute(new NumberThread());//适合适用于Runnable service.execute(new NumberThread1());//适合适用于Runnable // service.submit(Callable callable);//适合使用于Callable //3.关闭连接池 service.shutdown(); } }
线程同步方法有3种
package com.atguigu.java; /** * 例子：创建三个窗口卖票，总票数为100张.使用实现Runnable接口的方式 * * 1.问题：卖票过程中，出现了重票、错票 -->出现了线程的安全问题 * 2.问题出现的原因：当某个线程操作车票的过程中，尚未操作完成时，其他线程参与进来，也操作车票。 * 3.如何解决：当一个线程a在操作ticket的时候，其他线程不能参与进来。直到线程a操作完ticket时，其他线程才可以开始操作ticket。这种情况即使线程a出现了阻塞，也不能被改变。 * * * 4.在Java中，我们通过同步机制，来解决线程的安全问题。 * * 方式一：同步代码块 * * synchronized(同步监视器){ * //需要被同步的代码 * * } * 说明：1.操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码。 -->不能包含代码多了，也不能包含代码少了。 * 2.共享数据：多个线程共同操作的变量。比如：ticket就是共享数据。 * 3.同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁。 * 要求：多个线程必须要共用同一把锁。 * * 补充：在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。 * * * * 5.同步的方式，解决了线程的安全问题。---好处 * 操作同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，效率低。 ---局限性 * */ class Window1 implements Runnable{ private int ticket = 100; // Object obj = new Object(); // Dog dog = new Dog(); @Override public void run() { // Object obj = new Object(); while(true){ synchronized (this){//此时的this:唯一的Window1的对象 //方式二：synchronized (dog) { if (ticket > 0) { try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket); ticket--; } else { break; } } } } } public class WindowTest1 { public static void main(String[] args) { Window1 w = new Window1(); Thread t1 = new Thread(w); Thread t2 = new Thread(w); Thread t3 = new Thread(w); t1.setName("窗口1"); t2.setName("窗口2"); t3.setName("窗口3"); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } } class Dog{ }
package com.atguigu.java; /** * 使用同步方法解决实现Runnable接口的线程安全问题 * * * 关于同步方法的总结： * 1. 同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明。 * 2. 非静态的同步方法，同步监视器是：this * 静态的同步方法，同步监视器是：当前类本身 * * @author shkstart * @create 2019-02-15 上午 11:35 */ class Window3 implements Runnable { private int ticket = 100; @Override public void run() { while (true) { show(); } } private synchronized void show(){//同步监视器：this //synchronized (this){ if (ticket > 0) { try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket); ticket--; } //} } } public class WindowTest3 { public static void main(String[] args) { Window3 w = new Window3(); Thread t1 = new Thread(w); Thread t2 = new Thread(w); Thread t3 = new Thread(w); t1.setName("窗口1"); t2.setName("窗口2"); t3.setName("窗口3"); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
package com.atguigu.java1; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /** * 解决线程安全问题的方式三：Lock锁 --- JDK5.0新增 * * 1. 面试题：synchronized 与 Lock的异同？ * 相同：二者都可以解决线程安全问题 * 不同：synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器 * Lock需要手动的启动同步（lock()），同时结束同步也需要手动的实现（unlock()） * * 2.优先使用顺序： * Lock 同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源） 同步方法（在方法体之外） * * * 面试题：如何解决线程安全问题？有几种方式 */ class Window implements Runnable{ private int ticket = 100; //1.实例化ReentrantLock private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); @Override public void run() { while(true){ try{ //2.调用锁定方法lock() lock.lock(); if(ticket > 0){ try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：售票，票号为：" + ticket); ticket--; }else{ break; } }finally { //3.调用解锁方法：unlock() lock.unlock(); } } } } public class LockTest { public static void main(String[] args) { Window w = new Window(); Thread t1 = new Thread(w); Thread t2 = new Thread(w); Thread t3 = new Thread(w); t1.setName("窗口1"); t2.setName("窗口2"); t3.setName("窗口3"); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
线程通信(必须使用在同步代码块或同步方法中)
package com.atguigu.java2; /** * 线程通信的例子：使用两个线程打印 1-100。线程1, 线程2 交替打印 * * 涉及到的三个方法： * wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。 * notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。 * notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。 * * 说明： * 1.wait()，notify()，notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。 * 2.wait()，notify()，notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。 * 否则，会出现IllegalMonitorStateException异常 * 3.wait()，notify()，notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。 * * 面试题：sleep() 和 wait()的异同？ * 1.相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。 * 2.不同点：1）两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait() * 2）调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中 * 3）关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。 * * @author shkstart * @create 2019-02-15 下午 4:21 */ class Number implements Runnable{ private int number = 1; private Object obj = new Object(); @Override public void run() { while(true){ synchronized (obj) { obj.notify(); if(number <= 100){ try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + number); number++; try { //使得调用如下wait()方法的线程进入阻塞状态 obj.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }else{ break; } } } } } public class CommunicationTest { public static void main(String[] args) { Number number = new Number(); Thread t1 = new Thread(number); Thread t2 = new Thread(number); t1.setName("线程1"); t2.setName("线程2"); t1.start(); t2.start(); } }
package com.guigu04; /** * * 线程通信的应用：经典例题：生产者/消费者问题 * * 生产者(Productor)将产品交给店员(Clerk)，而消费者(Customer)从店员处取走产品， * 店员一次只能持有固定数量的产品(比如:20），如果生产者试图生产更多的产品，店员 * 会叫生产者停一下，如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；如果店中没有产品 * 了，店员会告诉消费者等一下，如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。 * * 分析： * 1. 是否是多线程问题？是，生产者线程，消费者线程 * 2. 是否有共享数据？是，店员（或产品） * 3. 如何解决线程的安全问题？同步机制,有三种方法 * 4. 是否涉及线程的通信？是 * Created by Zhuxiang on 2020/2/25. */ public class Thread05 { public static void main(String[] args) { Clerk clerk = new Clerk(0); Productor productor = new Productor(1, clerk); Thread p1 = new Thread(productor, "p1"); Customer01 customer01 = new Customer01(1, clerk); Thread c1 = new Thread(customer01, "c1"); p1.start(); c1.start(); } } class Clerk{ int goods=0; public Clerk() { } public Clerk(int goods){ this.goods=goods; } public void addgood(int addgoods){ synchronized (Thread05.class){ goods+=addgoods; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"加sum="+goods); if (goods<20){ Thread05.class.notify(); }else{ System.out.println("拿不了了，等一会"); try { Thread05.class.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public void buggood(int buygoods){ synchronized (Thread05.class){ goods-=buygoods; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"减sum="+goods); Thread05.class.notify(); if (goods<1){ System.out.println("没货了，等一会"); try { Thread05.class.wait(); }catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }} class Productor implements Runnable{ int addgoods; Clerk c; public Productor(int addgoods,Clerk c) { this.addgoods = addgoods; this.c=c; } @Override public void run() { while (true){ c.addgood(addgoods); //同效果 // synchronized (Thread05.class){ // c.goods+=addgoods; // System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"加sum="+c.goods); // if (c.goods<20){ // Thread05.class.notify(); // }else{ // System.out.println("拿不了了，等一会"); // try { // Thread05.class.wait(); // } catch (InterruptedException e) { // e.printStackTrace(); // } // } // } } } } class Customer01 implements Runnable{ int buygoods; Clerk c; public Customer01(int buygoods,Clerk c) { this.buygoods = buygoods; this.c=c; } @Override public void run() { while (true){ c.buggood(buygoods); } } }
线程的死锁问题(编程中尽量避免)
package com.atguigu.java1; /** * 演示线程的死锁问题 * * 1.死锁的理解：不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃， * 都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁 * * 2.说明： * 1）出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所有的线程都处于阻塞状态，无法继续 * 2）我们使用同步时，要避免出现死锁。 * */ public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { StringBuffer s1 = new StringBuffer(); StringBuffer s2 = new StringBuffer(); new Thread(){ @Override public void run() { synchronized (s1){ s1.append("a"); s2.append("1"); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (s2){ s1.append("b"); s2.append("2"); System.out.println(s1); System.out.println(s2); } } } }.start(); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { synchronized (s2){ s1.append("c"); s2.append("3"); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (s1){ s1.append("d"); s2.append("4"); System.out.println(s1); System.out.println(s2); } } } }).start(); } }
使用同步机制将单例模式中的懒汉式改写为线程安全的
package com.atguigu.java1; /** * 使用同步机制将单例模式中的懒汉式改写为线程安全的 * * @author shkstart * @create 2019-02-15 下午 2:50 */ public class BankTest { } class Bank{ private Bank(){} private static Bank instance = null; public static Bank getInstance(){ //方式一：效率稍差 // synchronized (Bank.class) { // if(instance == null){ // // instance = new Bank(); // } // return instance; // } //方式二：效率更高 if(instance == null){ synchronized (Bank.class) { if(instance == null){ instance = new Bank(); } } } return instance; } }