线程——创建方式、常用方法、线程安全问题、通信
一、创建线程方式
1、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()2、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。*3、创建线程的方式三：实现Callable接口。 --- JDK 5.0新增* 1.创建一个实现Callable的实现类* 2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中* 3.创建Callable接口实现类的对象* 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* 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()* 6.获取Callable中call方法的返回值/*** 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** @author shkstart* @create 2019-02-15 下午 6:01*///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@Overridepublic 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();}}}import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;4、创建线程的方式四：使用线程池/*** 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{@Overridepublic void run() {for(int i = 0;i <= 100;i++){if(i % 2 == 0){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);}}}}class NumberThread1 implements Runnable{@Overridepublic 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Runnableservice.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();}}
二、线程的常用方法
* 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。
三、线程安全问题
一、 同步代码块解决
* 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。
* 方式二：同步方法。
* 如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的。
*
*
* 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
* 使用同步代码块解决继承Thread类的方式的线程安全问题
*
* 例子：创建三个窗口卖票，总票数为100张.使用继承Thread类的方式
*
* 说明：在继承Thread类创建多线程的方式中，慎用this充当同步监视器，考虑使用当前类充当同步监视器。
1、使用继承Thread的方式
重要: 使用Window.clss作为同步锁, 原因: 因为我们每一个this都不是同一个对象, 因为我们创建了三个窗口, 所以如果要使用Window.clss来充当唯一的锁;
public class Windows extends Thread {
private static int ticket = 100; // 多个Thread对象要共享ticket票
// private static Object obj = new Object(); // 需要加static, 因为同步监视器要是唯一的
@Override
public void run() {
while (true) {
// synchronized (obj) { // 正确
// synchronized (this) { // 错误的方式,使用继承来创建thread,因为this不是同一个对象,不能充当共享资源的同步锁
synchronized (Window.class) { // 类对象,只会加载一次,所以也是唯一的
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 WindowsTest2 {
public static void main(String[] args) {
Windows t1 = new Windows();
Windows t2 = new Windows();
Windows t3 = new Windows();
t1.setName("窗口1");
t2.setName("窗口2");
t3.setName("窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
2、使用实现Runnable方式
重点: 因为只创建了一个Window对象, 所有线程都可以共享该对象, 所以使用this,充当同步锁
public class Windows1 implements Runnable {
private int ticket = 100;
@Override
public void run() {
while (true) {
// 任何对象都可以充当其 同步监视器, 因为始终创建了一个实现Rnnable接口的实例;
synchronized (this) {
if (ticket > 0) {
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票,票号为: " + ticket);
ticket--;
} else {
break;
}
}
}
}
}
public class WindowsTest1 {
public static void main(String[] args) {
Windows1 w = new Windows1();
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();
}
}
二、同步方法来解决
重点:
* 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
重点:
在synchronized前面加上static, 如果是静态的同步方法, 所有的对象都共享; 相当于 Xxx.class的方式
1、通过继承Thread来实现线程同步:
// private synchronized void show () { // 此时同步锁不是唯一的了.
private static synchronized void show () { // 锁就是 当前类对象, Xxx.class
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--;
}
}
重点:
只需要加上synchronized, 因为只创建一个window对象, 所以不需要加static, 相当于this
2、通过实现Runnable接口来创建线程:
private synchronized void show() { // 同步监视器(同步锁) 就是 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--;
}
}
三、 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
四、线程通信问题
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。
class Thread1 implements Runnable {
private int number = 1;
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (this) {
this.notify(); // 唤醒被wait()的线程
if (number <= 100) {
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": number" + number);
number++;
try {
// 调用wait()方法的线程,进入阻塞状态
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} else {
break;
}
}
}
}
}
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