多线程编程

2021/4/30 22:25:26

编程Tag： 编程 new 线程多线程 system thread public void

本文主要是介绍多线程编程，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

多线程

1.1 线程和进程

进程：**程序的一次执行过程。**进程是一个具有一定独立功能的程序在一个数据集上的一次动态执行的过程，是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位，是应用程序运行的载体。

线程：线程是CPU调度和分派的基本单位，它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。

1.2 线程创建

三种方式：

继承Thread类（重点）
实现Runnab接口（重点）
实现Callable（了解）

1.2.1 继承Thread类

自定义线程类继承Thread类
重写run()方法，编写线程实现体
创建线程对象，调用start()方法启动线程

/*
创建线程方式一：
继承Thread类，重写run()方法，调用start开启线程
 */

//总结：注意：线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行
public class TestThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码————"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //mian线程，主线程

        //创建一个线程对象
        TestThread testThread1 = new TestThread();

        //调用start()方法开启线程
        testThread1.start();

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程----"+i);
        }
    }
}

输出结果（每次执行，结果都不同）

我在学习多线程----0
我在学习多线程----1
我在学习多线程----2
我在学习多线程----3
我在学习多线程----4
我在看代码————0
我在学习多线程----5
我在学习多线程----6
我在学习多线程----7
我在学习多线程----8
我在学习多线程----9
我在学习多线程----10
我在学习多线程----11
我在学习多线程----12
我在学习多线程----13
我在学习多线程----14
我在学习多线程----15
我在学习多线程----16
我在学习多线程----17
我在学习多线程----18
我在学习多线程----19
我在看代码————1
我在看代码————2
我在看代码————3
我在看代码————4
我在看代码————5
我在看代码————6
我在看代码————7
我在看代码————8
我在看代码————9
我在看代码————10
我在看代码————11
我在看代码————12
我在看代码————13
我在看代码————14
我在看代码————15
我在看代码————16
我在看代码————17
我在看代码————18
我在看代码————19

网图下载

使用了Conmon.io包

//练习Thread，实现多线程同步下载图片
public class TestThread02 extends Thread {

    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    public TestThread02(String url,String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片，线程的执行体
    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为："+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread02 t1 = new TestThread02("https://i0.hdslb.com/bfs/sycp/creative_img/202104/f177da5e56fcb6586bb9359c6f66f959.jpg","1.jpg");
        TestThread02 t2 = new TestThread02("https://i0.hdslb.com/bfs/sycp/creative_img/202104/3f196dd9ffe07cd999f29b8b7d97e167.jpg@880w_388h_1c_95q","2.jpg");
        TestThread02 t3 = new TestThread02("https://i0.hdslb.com/bfs/live/39e4fb709d21005bf170c30209449ac500b0b0bb.jpg@320w_330h_1c_100q.webp","3.jpg");

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

    }
}

//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    public void downloader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downlo方法出现问题");
        }
    }
}

1.2.2 实现Runnable接口

定义MyRunnable类实现Runnable接口
实现run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start()方法启动线程

/*
创建线程方式二：
实现Runnable接口，重写run()方法，执行线程需要丢入runnable接口实现类，调用start方法。
 */
public class TestThread03 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码————"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建runnable接口的实现类对象
        TestThread03 testThread03 = new TestThread03();

        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程，代理
//        Thread thread = new Thread(testThread03);
//
//        thread.start();

        new Thread(testThread03).start();

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程----"+i);
        }
    }
}

系统输出

我在学习多线程----0
我在学习多线程----1
我在学习多线程----2
我在学习多线程----3
我在学习多线程----4
我在学习多线程----5
我在学习多线程----6
我在学习多线程----7
我在看代码————0
我在看代码————1
我在看代码————2
我在看代码————3
我在看代码————4
我在看代码————5
我在看代码————6
我在学习多线程----8
我在学习多线程----9
我在学习多线程----10
我在学习多线程----11
我在学习多线程----12
我在学习多线程----13
我在学习多线程----14
我在学习多线程----15
我在学习多线程----16
我在看代码————7
我在看代码————8
我在看代码————9
我在学习多线程----17
我在学习多线程----18
我在学习多线程----19
我在看代码————10
我在看代码————11
我在看代码————12
我在看代码————13
我在看代码————14
我在看代码————15
我在看代码————16
我在看代码————17
我在看代码————18
我在看代码————19

1.2.3 实现Callable接口（了解即可）

实现Callable接口，需要返回值类型
重写call方法，需要抛出异常
创建目标对象
创建执行服务：ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
提交执行：Future result = ser.submit(t1);
获取结果：boolean r1 = result.get()
关闭服务：ser.shutdownNow();

//线程创建方式三：实现Callable接口
/*
callable的好处：
1、可以定义返回值
2、可以抛出异常。
 */
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    public TestCallable(String url,String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下载图片，线程的执行体
    @Override
    public Boolean call() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为："+name);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1 = new TestCallable("https://i0.hdslb.com/bfs/sycp/creative_img/202104/f177da5e56fcb6586bb9359c6f66f959.jpg","1.jpg");
        TestCallable t2 = new TestCallable("https://i0.hdslb.com/bfs/sycp/creative_img/202104/3f196dd9ffe07cd999f29b8b7d97e167.jpg@880w_388h_1c_95q","2.jpg");
        TestCallable t3 = new TestCallable("https://i0.hdslb.com/bfs/live/39e4fb709d21005bf170c30209449ac500b0b0bb.jpg@320w_330h_1c_100q.webp","3.jpg");

        //创建执行服务
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);

        //提交执行
        Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);
        Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);
        Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);

        //获取结果
        boolean rs1 = r1.get();
        boolean rs2 = r2.get();
        boolean rs3 = r3.get();

        System.out.println(rs1);
        System.out.println(rs2);
        System.out.println(rs3);

        //关闭服务
        ser.shutdownNow();

    }
}

//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    public void downloader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downlo方法出现问题");
        }
    }
}

1.2.4 小结

继承Thread类
- 子类继承Thread类具备多线程能力
- 启动线程：子类对象.start()
- 不建议使用：避免OOP单继承局限性
实现Runnable接口
- 实现接口Runnable具备多线程能力
- 启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
- 推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

1.3 并发问题

//多个线程同时操作同一个对象
//买火车票的例子

//发现问题：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱
public class TestThread04 implements Runnable {

    //票数
    private  int ticketNum = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true){

            if (ticketNum<=0){
                break;
            }

            //模拟延时
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNum--+"张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread04 ticket = new TestThread04();

        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛").start();
    }
}

输出结果：

小明-->拿到了第10张票
老师-->拿到了第8张票
黄牛-->拿到了第9张票
黄牛-->拿到了第7张票
老师-->拿到了第5张票
小明-->拿到了第6张票
黄牛-->拿到了第4张票
小明-->拿到了第3张票
老师-->拿到了第4张票
黄牛-->拿到了第2张票
老师-->拿到了第0张票
小明-->拿到了第1张票

案例：龟兔赛跑

首先来一个赛道距离，然后要离终点越来越近
判断比赛是否结束
打印出胜利者
龟兔赛跑开始
故事是乌龟胜利，兔子需要睡觉，所以要模拟兔子睡觉
终于，乌龟赢得比赛

//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable {

    //胜利者,使用静态变量，确保只有一个winner
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {

            //模拟兔子休息
            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10==0){
                try {
                    Thread.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            //如果比赛结束了，就停止程序
            if (flag){
                break;
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");
        }
    }

    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
        //判断是否有胜利者
        if (winner!=null){//已经存在胜利者了
            return true;
        }{
            if (steps>=100){
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is"+winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Race race = new Race();

        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}

1.4 静态代理模式

静态代理

比如你要结婚，婚庆公司会帮助你结婚，你只要专注自己的事情就可以。

/*
静态代理模式总结：
1、真实对象和代理对象都要实现同一个接口
2、代理对象要代理真实角色
 */

/*
好处：
    1、代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
    2、真实对象专注做自己的事情就行
 */
public class StaticProxy {

    public static void main(String[] args) {

        You you = new You();//你要结婚

        new Thread(()-> System.out.println("我爱你")).start();

        new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();

    }
}

interface Marry{
    void HappyMarry();
}

//真实角色，你去结婚
class You implements Marry{

    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("小明要结婚了，特别开心");
    }
}

//代理角色，帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry{

    private Marry target;

    //代理谁--> 真实目标角色
    public WeddingCompany(Marry target){
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void HappyMarry() {
        before();
        this.target.HappyMarry();//这是真实对象
        after();
    }

    private void after() {
        System.out.println("结婚之后，收尾款");
    }

    private void before() {
        System.out.println("结婚之前，布置现场");
    }
}

1.5 Lamda表达式

避免匿名内部类定义过多
可以使代码看起来更加简洁
去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑

/*
推导lambda表达式
 */
public class TestLambda1 {

    //3、静态内部类
    static class Like2 implements ILike{

        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("i like lambda2");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ILike like = new Like();
        like.lambda();

        like = new Like2();
        like.lambda();

        //4、局部内部类
        class Like3 implements ILike{

            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda3");
            }
        }

        like = new Like3();
        like.lambda();

        //5、匿名内部类，没有类的名称，必须借助接口或者父类
        like = new ILike() {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda4");
            }
        };
        like.lambda();

        //6、用lambda简化
        like = ()->{
            System.out.println("i like lambda5");
        };
        like.lambda();

    }
}

//1、定义一个函数式接口：只有一个方法的接口
interface ILike{
    void lambda();
}

//2、实现类
class Like implements ILike{

    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("i like lambda");
    }
}

public class Testlambda2 {

    public static void main(String[] args) {

        ILove love = null;

        /*//1、lambda表示简化
        ILove love = (int a)-> {
                System.out.println("I love you-->"+a);
            };

        //简化1：参数类型
        love = (a)-> {
            System.out.println("I love you-->"+a);
        };*/

        /*//简化2：简化括号
        love = a->{
            System.out.println("I love you-->"+a);
        };*/

        //简化3：简化花括号
        love = a->System.out.println("I love you-->"+a);

        /*
        总结：
        1、lambda表达式只有一行代码的情况下才能简化为一行，如果有多行，那么用代码块包裹
        2、前提是接口必须为函数式接口（即接口里只有一个方法）
        3、多个参数也可以去掉参数类型，要去掉都取消，必须用括号包裹
         */

        love.love(520);
    }
}

interface ILove{
    void love(int a);
}

1.6 线程状态

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Cvgk7jY0-1619790260246)(多线程.assets/image-20210429234920463.png)]

创建状态就绪状态运送状态阻塞状态死亡状态

1.6.1 停止线程

不推荐使用JDK提供的stop()、destroy()方法。【已废弃】
推荐线程自己停止下来
建议使用一个标志位进行终止变量，当flag=false，则终止线程运行。

//测试stop
/*
1、建议线程正常停止--->利用次数，不建议死循环
2、建议使用标志位u--->设置一个标志位
3、不要用stop或者destroy等过时或者JDK不建议使用的方法
 */
public class TestStop implements Runnable {

    //1、设置一个标志位
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while (flag){
            System.out.println("run......Thread"+i++);
        }
    }

    //2、设置一个公开的方法停止线程，转换标志位
    public void stop(){
        this.flag = false;
    }


    public static void main(String[] args) {
        TestStop testStop = new TestStop();

        new Thread((testStop)).start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main"+i);
            if (i==900){
                //调用stop方法转换标志位，让线程停止
                testStop.stop();
                System.out.println("线程该停止了");
            }
        }
    }

}

1.6.2 线程休眠

sleep（时间）指定当前线程阻塞的毫秒数；
sleep存在异常interruptedException；
sleep时间达到后线程进入就绪状态；
sleep可以模拟网络延时，倒计时等；
每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁；

//模拟网络延时:放大问题的发生性
public class TestSleep implements Runnable {


    //票数
    private  int ticketNum = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true){

            if (ticketNum<=0){
                break;
            }

            //模拟延时
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNum--+"张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestSleep ticket = new TestSleep();

        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛").start();

    }
}

//模拟倒计时
public class TestSleep2 {

    public static void main(String[] args) {

        //打印当前系统时间
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统当前时间

        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//更新系统当前时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        /*try {
            tenDown();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }*/
    }

    //模拟倒计时
    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num = 10;

        while (true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if (num<=0){
                break;
            }
        }

    }

}

1.6.3 线程礼让

礼让线程，让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞
将线程从运行状态转为就绪状态
让cpu重新调度，礼让不一定成功！由cpu决定

//测试礼让线程
// 礼让不一定成功，由cpu决定
public class TestYield {
    public static void main(String[] args) {
        MyYield myYield = new MyYield();

        new Thread(myYield,"a").start();
        new Thread(myYield,"b").start();
    }
}

class MyYield implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始执行");
        Thread.yield();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
    }
}

输出结果1：（礼让成功）

a线程开始执行
b线程开始执行
b线程停止执行
a线程停止执行

输出结果2：（礼让不成功）

a线程开始执行
a线程停止执行
b线程开始执行
b线程停止执行

1.6.4 Join

Join合并线程，待此线程执行完成后，再执行其他线程，其他线程阻塞
可以想象成插队

//测试Join方法
public class TestJoin implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("线程VIP来了"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        //启动线程
        TestJoin testJoin = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(testJoin);
        //thread.start();

        //主线程
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            if (i==200){
                thread.start();
                thread.join();//插队
            }
            System.out.println("main"+i);
        }
    }
}

1.6.5 线程状态观测

Thread.State

线程状态。线程可以处于以下状态之一：

NEW

尚未启动的线程处于此状态
RUNNABLE

在Java虚拟机中执行的线程处于此状态
BLOCKED

被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态
WAITING

正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态
TIMED_WAITING

正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态
TERMINATED

已退出的线程处于此状态

一个线程可以在给定时间点处于一个状态。这些状态是不反映任何操作系统线程状态的虚拟机状态。

//观测测试线程的状态
public class TestState {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("------------");
        });

        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);//NEW

        //观察启动后
        thread.start();
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);//RUN

        while (state != Thread.State.TERMINATED){//只要线程不终止，就一直输出状态
            Thread.sleep(100);
            state = thread.getState();//更新线程状态
            System.out.println(state);//输出状态
        }
        /*thread.start();*///死亡后的线程不能继续启动
    }

}

输出结果：

NEW
RUNNABLE
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
------------
TERMINATED

1.6.6 线程优先级

优先级高不一定会执行，只是给了较多的资源，提高被调度几率。

Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，线程调度器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行。
线程的优先级用数字表示，范围从1-10.
- Thread.MIN_PRIORITY = 1;
- Thread.MAX_PRIORITY = 10;
- Thread.NORM_PRIORITY = 5;
使用以下方式改变或者获取优先级
- getPriority()；setPriority(int XXX);

//测试线程优先级
public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
        //主线程默认优先级
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());

        MyPriority myPriority = new MyPriority();

        Thread t1 = new Thread(myPriority);
        Thread t2 = new Thread(myPriority);
        Thread t3 = new Thread(myPriority);
        Thread t4 = new Thread(myPriority);
        Thread t5 = new Thread(myPriority);
        Thread t6 = new Thread(myPriority);

        //先设置优先级，再启动
        t1.start();

        t2.setPriority(1);
        t2.start();

        t3.setPriority(4);
        t3.start();

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//10
        t4.start();

        /*t5.setPriority(-1);
        t5.start();

        t6.setPriority(11);
        t6.start();*/

    }
}

class MyPriority implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

输出结果：

main--->5
Thread-0--->5
Thread-2--->4
Thread-1--->1
Thread-3--->10

1.6.7 守护（daemon）线程

线程分为用户线程和守护线程
虚拟机必须确保用户线程执行完毕
虚拟机不用等待守护线程执行完毕
如：后台记录操作日志、监控内存、垃圾回收等待

//测试守护线程
//上帝守护你
public class TestDaemon {

    public static void main(String[] args) {
        God god = new God();
        You you = new You();

        Thread thread = new Thread(god);
        thread.setDaemon(true);//默认是false表示用户线程，正常的线程都是用户线程

        thread.start();//上帝守护线程启动

        new Thread(you).start();//用户线程启动

    }
}


//上帝
class God implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝保护着你");
        }
    }
}

//你
class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("你一生都开心地活着");
        }
        System.out.println("=========goodbye! world=========");
    }
}

1.7 线程同步

多个线程操作同一个资源

1.7.1 并发

同一个对象被多个线程同时操作。

例子：上万人同时抢100张票
处理多线程问题时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象，这时候我们就需要线程同步。线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用。

1.7.2 队列和锁

线程同步的形成条件，需要队列和锁确保安全性。

由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突问题，为了保证数据在方法中被访问时的正确性，在访问时加入了锁机制synchronized，当一个线程获得对象的排它锁，独占资源，其他线程必须等待，使用后释放锁即可。

存在以下问题：
- 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起；
- 在多线程竞争下，加锁、释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题；
- 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁，会导致优先级倒置，引起性能问题。

//不安全的买票
//线程不安全，存在买到负数的票
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();

        new Thread(station,"源赖光").start();
        new Thread(station,"孙悟空").start();
        new Thread(station,"鲁迅").start();

    }
}

class BuyTicket implements Runnable{

    //票
    private int ticketNum = 10;
    boolean flag = true;//外部停止方式

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag){
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    private void buy() throws InterruptedException {
        //判断是否有票
        if (ticketNum<=0){
            flag=false;
            return;
        }

        //模拟延时
        Thread.sleep(100);

        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNum--);
    }
}

//不安全的取钱
//两个人去银行取钱
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(100,"结婚基金");

        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account,100,"girlFriend");

        you.start();
        girlFriend.start();

    }
}

//账户
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名

    public int getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(int money) {
        this.money = money;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{

    Account account;//账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int nowMoney;

    public Drawing(Account account,int drawingMoney, String name){
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;

    }

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        if (account.money-drawingMoney<0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
            return;
        }

        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //卡内余额 = 余额 - 取的钱
        account.money = account.money - drawingMoney;
        //你手里的钱
        nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

        System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);
        //Thread.currentThread().getName() = this.getName();
        System.out.println(this.getName()+"手里的钱："+nowMoney);
    }
}

输出结果：

结婚基金余额为：-50
你手里的钱：50
结婚基金余额为：-50
girlFriend手里的钱：100

//线程不安全的集合
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

输出结果：

1.7.3 同步方法

由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问，所以我们只需要针对方法提出一套机制，这套机制就是synchronized关键字，它包括两种用法：synchronized方法和synchronized块。
```
同步方法：public synchronized void method(int args){}
```
synchronized方法控制对“对象”的访问，每个对象对应一把锁，每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行，否则线程会阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到该方法返回才释放锁，后面被阻塞的线程才能获得这个锁，继续执行
```
缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized将会影响效率
```
方法里面需要修改的内容才需要锁，锁的太多，浪费资源

1.7.4 同步块

同步块：synchronized(Obj){}
Obj称为同步监视器
- Obj可以是任何对象，但是推荐使用共享资源作为同步监视器
- 同步方法中无需指定同步监视器，因为同步方法的同步监视器就是this，也就是这个对象本身，或者是class
同步监视器的执行过程
1. 第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码
2. 第二个线程访问，发现同步监视器，无法访问
3. 第一个线程访问完毕，解锁同步监视器
4. 第二个线程访问，发现同步监视器没有锁，然后锁定并访问

//两个人去银行取钱
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(1000,"结婚基金");

        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account,100,"girlFriend");

        you.start();
        girlFriend.start();

    }
}

//账户
class Account{
    int money;//余额
    String name;//卡名

    public int getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(int money) {
        this.money = money;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

//银行：模拟取款
class Drawing extends Thread{

    Account account;//账户
    //取了多少钱
    int drawingMoney;
    //现在手里有多少钱
    int nowMoney;

    public Drawing(Account account,int drawingMoney, String name){
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;

    }

    //取钱
    //synchronized默认锁的是this，也就是自己
    @Override
    public void run() {

        //锁的对象就是变化的量，需要增删改的对象
        synchronized (account){

            //判断有没有钱
            if (account.money-drawingMoney<0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
                return;
            }

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            //卡内余额 = 余额 - 取的钱
            account.money = account.money - drawingMoney;
            //你手里的钱
            nowMoney = nowMoney + drawingMoney;

            System.out.println(account.name+"余额为："+account.money);
            //Thread.currentThread().getName() = this.getName();
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱："+nowMoney);

        }
    }
}

输出结果：

结婚基金余额为：950
你手里的钱：50
结婚基金余额为：850
girlFriend手里的钱：100

1.7.5 CopyOnWriteArrayList

//测试JUC安全类型的集合
public class TestJUC {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
               list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }

        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(list.size());

    }
}

1.7.6 死锁

多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止运行的情形。某一个同步块同时拥有“两个以上对象的锁”时，就可能会发生**“死锁”**的问题。

产生死锁的四个必要条件：
1. 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
2. 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
3. 不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完前，不能强行剥夺。
4. 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
```
上面是出现死锁的四个必要条件，只要想办法破坏其中一个或一个以上的条件，就可以避免死锁发生。
```

//死锁：多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持。
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        Makeup g1 = new Makeup(0,"灰姑娘");
        Makeup g2 = new Makeup(1,"白雪公主");

        g1.start();
        g2.start();
    }
}

//口红
class Lipstick{

}

//镜子
class Mirror{

}

class Makeup extends Thread{

    //需要的资源只有一份，用static来保证只有一份
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice;//选择
    String girlName;//使用化妆品的人

    Makeup(int choice,String girlName){
        this.choice = choice;
        this.girlName = girlName;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            makeup();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //化妆，互相持有对方的锁，就是需要拿到对方的资源
    private void makeup() throws InterruptedException {
        if (choice==0){
            synchronized (lipstick){//获得口红的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得口号的锁");
                Thread.sleep(1000);

                synchronized (mirror){//一秒钟后获得镜子的锁
                    System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                }
            }
        }else {
            synchronized (mirror){//获得镜子的锁
                System.out.println(this.girlName+"获得镜子的锁");
                Thread.sleep(2000);

                synchronized (lipstick){//两秒钟后获得口红的锁
                    System.out.println(this.girlName+"获得口红的锁");
                }
            }
        }
    }
}

1.7.7 lock（锁）

ReentrantLock类（可重入锁）实现了Lock。可以显示加入锁和释放锁。

//测试Lock锁
public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock2 testLock2 = new TestLock2();

        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
        new Thread(testLock2).start();
    }
}

class TestLock2 implements Runnable{

    int ticketNum = 10;

    //定义Lock锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true){

            try{
                lock.lock();//加锁
                if (ticketNum>0){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNum--);
                }else {
                    break;
                }
            }finally {
                //解锁
                lock.unlock();
            }

        }
    }
}

1.8 线程协作

生产者消费者模式

这篇关于多线程编程的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！

多线程编程

多线程

1.1 线程和进程

1.2 线程创建

1.2.1 继承Thread类

1.2.2 实现Runnable接口

1.2.3 实现Callable接口（了解即可）

1.2.4 小结

1.3 并发问题

1.4 静态代理模式

1.5 Lamda表达式

1.6 线程状态

1.6.1 停止线程

1.6.2 线程休眠

1.6.3 线程礼让

1.6.4 Join

1.6.5 线程状态观测

1.6.6 线程优先级

1.6.7 守护（daemon）线程

1.7 线程同步

1.7.1 并发

1.7.2 队列和锁

1.7.3 同步方法

1.7.4 同步块

1.7.5 CopyOnWriteArrayList

1.7.6 死锁

1.7.7 lock（锁）

1.8 线程协作

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