java 多线程

进程 : 正在执行的程序称作为一个进程。 进程负责了内存空间的划分。

问题: windows号称是多任务的操作系统,那么windows是同时运行多个应用程序吗?

  • 从宏观的角度: windows确实是在同时运行多个应用程序。
  • 从微观角度: cpu是做了一个快速切换执行的动作,由于速度态度,所以我感觉不到在切换 而已。

线程: 线程在一个进程 中负责了代码的执行,就是进程中一个执行路径,

多线程: 在一个进程中有多个线程同时在执行不同的任务。

疑问 :线程负责了代码 的执行,我们之前没有学过线程,为什么代码可以执行呢?
运行任何一个java程序,jvm在运行的时候都会创建一个main线程执行main方法中所有代码。

一个java应用程序至少有几个线程?

至少有两个线程, 一个是主线程负责main方法代码的执行,一个是垃圾回收器线程,负责了回收垃圾。

多线程的好处:
  1. 解决了一个进程能同时执行多个任务的问题。
  2. 提高了资源的利用率。
多线程 的弊端:
  1. 增加cpu的负担。
  2. 降低了一个进程中线程的执行概率。
  3. 引发了线程安全 问题。
  4. 出现了死锁现象。

如何创建多线程:

方式一:
  1. 自定义一个类继承Thread类。
  2. 重写Thread类的run方法 , 把自定义线程的任务代码写在run方法中
  3. 创建Thread的子类对象,并且调用start方法开启线程

疑问: 重写run方法的目的是什么?
每个线程都有自己的任务代码,jvm创建的主线程的任务代码就是main方法中的所有代码, 自定义线程的任务代码就写在run方法中,自定义线程负责了run方法中代码。

注意: 一个线程一旦开启,那么线程就会执行run方法中的代码,run方法千万不能直接调用,直接调用run方法就相当调用了一个普通的方法而已并没有开启新的线程。

public class Demo1 extends Thread {
    
    @Override  //把自定义线程的任务代码写在run方法中。
    public void run() {
        for(int i  = 0 ; i < 100 ; i++){
            System.out.println("自定义线程:"+i);
        }
    }
    
    
    public static void main(String[] args) {
        //创建了自定义的线程对象。
        Demo1 d = new Demo1();
        //调用start方法启动线程
        d.start();
        
        for(int i  = 0 ; i < 100 ; i++){
            System.out.println("main线程:"+i);
        }
    }

}

需求: 模拟QQ视频与聊天同时在执行。



class TalkThread extends Thread{
    
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            System.out.println("hi,你好!开视频呗...");
        }
    }
}

class VideoThread extends Thread{
    
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            System.out.println("视频视频....");
        }
    }
}

public class Demo2 {
    
    public static void main(String[] args) {
        TalkThread talkThread = new TalkThread();
        talkThread.start();
        VideoThread videoThread = new VideoThread();
        videoThread.start();
    }
}
方式二:
  1. 自定义一个类实现Runnable接口。
  2. 实现Runnable接口 的run方法,把自定义线程的任务定义在run方法上。
  3. 创建Runnable实现类对象。
  4. 创建Thread类 的对象,并且把Runnable实现类的对象作为实参传递。
  5. 调用Thread对象 的start方法开启一个线程。

问题1: 请问Runnable实现类的对象是线程对象吗?
Runnable实现类的对象并 不是一个线程对象,只不过是实现了Runnable接口 的对象而已。
只有是Thread或者是Thread的子类才是线程 对象。

问题2:为什么要把Runnable实现类的对象作为实参传递给Thread对象呢?作用是什么?
作用就是把Runnable实现类的对象的run方法作为了线程的任务代码去执行了。

推荐使用: 第二种。 实现Runable接口的。
原因: 因为java单继承 ,多实现的。


public class Demo3 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        /*System.out.println("this:"+ this);
        System.out.println("当前线程:"+ Thread.currentThread());
        这个在实现Thread类中是一样的,但是在这里是不一样的,this是Runnable实现类
        但是当前线程是主方法中创建的Thread对象启用的线程
        */
        for(int i = 0 ; i < 100 ; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        //创建Runnable实现类的对象
        Demo3 d = new Demo3();
        //创建Thread类的对象, 把Runnable实现类对象作为实参传递。
        Thread thread = new Thread(d,"狗娃");  //Thread类使用Target变量记录了d对象,
        //调用thread对象的start方法开启线程。
        thread.start();
        
        
        for(int i = 0 ; i < 100 ; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
        
    } 
    
    /*
      Thread类 的run方法
      
     *  @Override
        public void run() {
            if (target != null) {
                target.run();  //就相当于Runnable实现类的对象的run方法作为了Thread对象的任务代码了。
            }
        }
    */
}

线程常用的方法:

Thread(String name)     初始化线程的名字
setName(String name)    设置线程对象名
getName()             返回线程的名字
sleep()                 线程睡眠指定的毫秒数。 静态的方法, 那个线程执行了sleep方法代码那么就是那个线程睡眠。
currentThread()      返回当前的线程对象,该方法是一个静态的方法, 注意: 那个线程执行了currentThread()代码就返回那个线程 的对象。
getPriority()             返回当前线程对象的优先级   默认线程的优先级是5
setPriority(int newPriority) 设置线程的优先级    虽然设置了线程的优先级,但是具体的实现取决于底层的操作系统的实现(最大的优先级是10 ,最小的1 , 默认是5)。
    
public class Test07 extends Thread {
   
   public Test07(String name){
       super(name); //调用了Thread类的一个参数的构造方法.(设置线程名称)
   }
   
   
   @Override
   public void run() {
       /*System.out.println("this:"+ this);
       System.out.println("当前线程对象:" + Thread.currentThread()); */
       
       for (int i = 0; i < 100 ; i++) {
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
           
           /*try {
               Thread.sleep(100);  //为什么在这里不能抛出异常,只能捕获?? Thread类的run方法没有抛出异常类型,所以子类不能抛出异常类型。
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           } */
       }
       
       
   }
   
   
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       //创建了一个线程对象
       Test07 d = new Test07("狗娃");
       //d.sleep(1000); 虽然是d调用的sleep方法,但是该方法是在主线程中执行的,所以是主线程睡眠
       d.setPriority(10); //设置线程 的优先级。 优先级的数字越大,优先级越高  , 优先级的范围是1~10
       d.start();
       
       for (int i = 0; i < 100 ; i++) {
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
       }
       
       /*
       System.out.println("自定义线程的优先级:"+d.getPriority());  //线程的优先级默认是5
       System.out.println("主线程的优先级:"+Thread.currentThread().getPriority());
       
       
       d.start();
       
       d.setName("铁蛋"); //setName设置线程的名字
       d.start(); //开启线程 
       
       Thread mainThread = Thread.currentThread();
       System.out.println("主线程的名字:"+ mainThread.getName());
   */
   }
}

需求: 模拟3个窗口同时在售50张 票 。

问题1 :为什么50张票被卖出了150次?

原因: 因为num是非静态的,非静态的成员变量数据是在每个对象中都会维护一份数据的,三个线程对象就会有三份。

解决方案:把num票数共享出来给三个线程对象使用。使用static修饰。

问题2: 出现了线程安全问题 ?

线程 安全问题的解决方案:sun提供了线程同步机制让我们解决这类问题的。

java线程同步机制的方式:

    方式一:同步代码块
        
        同步代码块的格式:
            
            synchronized(锁对象){
                需要被同步的代码...
            }

同步代码块要注意事项:
1. 任意的一个对象都可以做为锁对象。
2. 在同步代码块中调用了sleep方法并不是释放锁对象的。
3. 只有真正存在线程安全问题的时候才使用同步代码块,否则会降低效率的。
4. 多线程操作的锁 对象必须 是唯一共享 的。否则无效。

需求: 一个银行账户5000块,两夫妻一个拿着 存折,一个拿着卡,开始取钱比赛,每次只能取一千块,要求不准出现线程安全问题。

    方式二:同步函数  :  同步函数就是使用synchronized修饰一个函数。

同步函数要注意的事项 :
    1. 如果是一个非静态的同步函数的锁 对象是this对象,如果是静态的同步函数的锁 对象是当前函数所属的类的字节码文件(class对象)。
    2. 同步函数的锁对象是固定的,不能由你来指定 的。


推荐使用: 同步代码块。
    原因:
        1. 同步代码块的锁对象可以由我们随意指定,方便控制。同步函数的锁对象是固定 的,不能由我们来指定。
        2. 同步代码块可以很方便控制需要被同步代码的范围,同步函数必须是整个函数 的所有代码都被同步了。

*/

class SaleTicket extends Thread{

 static int num = 50;//票数  非静态的成员变量,非静态的成员变量数据是在每个对象中都会维护一份数据的。
 
 static Object o = new Object();

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

@Override
public void run() {
    while(true){
        //同步代码块
        synchronized ("锁") { //静态字符常量也可以,因为常量区只会存在一份    
            if(num>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售出了第"+num+"号票");
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                num--;
            }else{
                System.out.println("售罄了..");
                break;
            }
        }
        
    }
}   

}

public class Demo4 {

public static void main(String[] args) {
    //创建三个线程对象,模拟三个窗口
    SaleTicket thread1 = new SaleTicket("窗口1");
    SaleTicket thread2 = new SaleTicket("窗口2");
    SaleTicket thread3 = new SaleTicket("窗口3");
    //开启线程售票
    thread1.start();
    thread2.start();
    thread3.start();
    
}

}

/*
java中同步机制解决了线程安全问题,但是也同时引发死锁现象。

死锁现象:

死锁现象出现 的根本原因:
1. 存在两个或者两个以上的线程。
2. 存在两个或者两个以上的共享资源。

死锁现象的解决方案: 没有方案。只能尽量避免发生而已。

*/

class DeadLock extends Thread{

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


public void run() {
    if("张三".equals(Thread.currentThread().getName())){
        synchronized ("遥控器") {
            System.out.println("张三拿到了遥控器,准备 去拿电池!!");
            synchronized ("电池") {
                System.out.println("张三拿到了遥控器与电池了,开着空调爽歪歪的吹着...");
            }
        }
    }else if("狗娃".equals(Thread.currentThread().getName())){
        synchronized ("电池") { 
            System.out.println("狗娃拿到了电池,准备去拿遥控器!!");
            synchronized ("遥控器") {
                System.out.println("狗娃拿到了遥控器与电池了,开着空调爽歪歪的吹着...");
            }
        }
        
    }   
}

}

public class Demo2 {

public static void main(String[] args) {
    DeadLock thread1 = new DeadLock("张三");
    DeadLock thread2 = new DeadLock("狗娃");
    //开启线程
    thread1.start();
    thread2.start();
}

}







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