[技术笔记] [杭州校区][技术笔记] 多线程

本帖最后由小江哥于 2018-4-24 19:49 编辑

今日内容介绍
  多线程概述
   线程实现
   多线程安全问题产生 & 解决方案
第1章多线程概述
学习多线程之前，我们先要了解几个关于多线程有关的概念。
A:进程：进程指正在运行的程序。确切的来说，当一个程序进入内存运行，即变成一个进程，进程是处于运行过程中的程序，并且具有一定独立功能。
B:线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。
C:简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程
什么是多线程呢？即就是一个程序中有多个线程在同时执行。
第2章线程实现

2.1实现线程一:继承Thread类
  该如何创建线程呢？通过API中搜索，查到Thread类。通过阅读Thread类中的描述。Thread是程序中的执行线程。Java 虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程。

A:创建线程的步骤：
1.定[img]义一个类继承Thread。
2.重写run方法。
3.创建子类对象，就是创建线程对象。
4.调用start方法，开启线程并让线程执行，同时还会告诉jvm去调用run方法
2.1.1

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package com.itheima_01;

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



package com.itheima_01;
/*
 * 多线程的实现方式：
 *                 方式1：一种方法是将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。接下来可以分配并启动该子类的实例
 * 
 * Thread
 *                 String getName()      返回该线程的名称。 
 *                 void   setName(String name) 改变线程名称，使之与参数 name 相同。
 * 
 * 
 * CPU执行程序的随机性
 */
public class ThreadDemo2 {
        public static void main(String[] args) {
                //创建线程实例
                MyThread mt = new MyThread();
                //修改线程名字
                mt.setName("张三");
                
                //启动线程
                mt.start();
                
                //创建线程实例
                MyThread mt2 = new MyThread();
                mt2.setName("老王");
                
                //启动线程
                mt2.start();
        }
}

[/img]案例代码一:
2.2实现线程二:实现Runnable接口
创建线程的另一种方法是声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象，传入到某个线程的构造方法中，开启线程。
为何要实现Runnable接口，Runable是啥玩意呢？继续API搜索。
查看Runnable接口说明文档：Runnable接口用来指定每个线程要执行的任务。包含了一个 run 的无参数抽象方法，需要由接口实现类重写该方法。

创建线程的步骤。
1、定义类实现Runnable接口。
2、覆盖接口中的run方法。。
3、创建Thread类的对象
4、将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。
5、调用Thread类的start方法开启线程。
2.2.1案例代码二:

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public class MyThread2 implements Runnable {
        int num;
        
        public MyThread2(int num) {
                this.num = num;
        }
        
        @Override
        public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                        //Thread t = Thread.currentThread();
                        //System.out.println(t.getName() + ":" + i);
                        
                        //链式编程
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i + num);
                }
        }

}

第3章多线程安全问题产生&解决方案
3.1多线程卖票案例
需求:用三个线程模拟三个售票窗口,共同卖100张火车票,每个线程打印出卖第几张票
3.1.1 案例代码三:

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 package com.itheima_03;
public class TicketThread implements Runnable {
        int tickets = 100;//火车票数量
        
        @Override
        public void run() {
                //出售火车票
                while(true) {
                        //当火车票小于0张，则停止售票
                        if(tickets > 0) {
                                /*
                                 * t1,t2,t3
                                 * 假设只剩一张票
                                 * t1过来了，他一看有票，他就进来了，但是他突然肚子不舒服，然后他就去上卫生间了
                                 * t2也过来了，他一看也有票，他也进来了，但是他的肚子也不舒服，他也去上卫生间了
                                 * 
                                 * t1上完了卫生间回来了，开始售票
                                 *         tickets = 0;
                                 * t2也上完卫生间回来了，他也进行售票
                                 *  tickets = -1;
                                 * 
                                 * 
                                 */
                                try {
                                        Thread.sleep(100);
                                } catch (InterruptedException e) {
                                        // TODO Auto-generated catch block
                                        e.printStackTrace();
                                }
                                
                                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" +tickets--);
                        }
                }
        }

}

3.2多线程安全问题解决
3.2.1使用同步代码块解决
格式:
synchronized(锁对象){
//需要同步的代码
}

3.2.1.1案例代码四:

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 package com.itheima_04;
/*
 * 问题出现的原因：
 *                 要有多个线程
 *                 要有被多个线程所共享的数据
 *                 多个线程并发的访问共享的数据
 * 
 * 在火车上上厕所
 * 张三来了，一看门是绿的，他就进去了，把门锁上了，门就变红了
 * 李四来了，一看门市红色的，他就只能憋着
 * 张三用完了厕所，把锁打开了，门就变成了绿色
 * 李四一看门变绿了，他就进去了，把门锁上，门就变红了
 * 王五来了，一看们是红色的，他也只能憋着
 * 李四用完测试了，把锁打开了，肚子又不舒服了，扭头回去了，又把门锁上了，
 * 
 * synchronized:同步（锁），可以修饰代码块和方法，被修饰的代码块和方法一旦被某个线程访问，则直接锁住，其他的线程将无法访问
 * 
 * 同步代码块：
 *                         synchronized(锁对象){
 * 
 *                         }
 * 
 * 注意：锁对象需要被所有的线程所共享
 * 
 * 
 * 同步：安全性高，效率低
 * 非同步：效率高，但是安全性低
 * 
 */
public class TicketThread implements Runnable {
        int tickets = 100;//火车票数量
        Object obj = new Object();
        
        @Override
        public void run() {
                //出售火车票
                while(true) {
                        synchronized (obj) {

                                if(tickets > 0) {
                                        
                                        try {
                                                Thread.sleep(100);
                                        } catch (InterruptedException e) {
                                                // TODO Auto-generated catch block
                                                e.printStackTrace();
                                        }
                                        
                                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" +tickets--);
                                }
                        }
                        
                }
        }

}


package com.itheima_04;

public class TicktetTest {
        public static void main(String[] args) {
                //创建线程对象
                TicketThread tt = new TicketThread();
                
                Thread t = new Thread(tt);
                t.setName("窗口1");
                Thread t2 = new Thread(tt);
                t2.setName("窗口2");
                Thread t3 = new Thread(tt);
                t3.setName("窗口3");
                
                //启动线程对象
                t.start();
                t2.start();
                t3.start();
        }
}

3.2.2使用同步方法解决
格式:
修饰符 synchronized 返回值方法名(){

}
3.2.2.1案例代码五:

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package com.itheima_05;
/*
 * 同步方法:使用关键字synchronized修饰的方法，一旦被一个线程访问，则整个方法全部锁住，其他线程则无法访问
 * 
 * synchronized
 * 注意：
 *                 非静态同步方法的锁对象是this
 *                 静态的同步方法的锁对象是当前类的字节码对象
 */
public class TicketThread implements Runnable {
        static int tickets = 100;// 火车票数量
        Object obj = new Object();

        @Override
        public void run() {
                // 出售火车票
                while (true) {
                        /*synchronized (obj) {
                                method();
                        }*/
                        
                        //method();
                        method2();

                }
        }

        private synchronized void method() {
                if (tickets > 0) {
           
                        try {
                                Thread.sleep(100);
                        } catch (InterruptedException e) {
                                // TODO Auto-generated catch block
                                e.printStackTrace();
                        }

                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tickets--);
                }
        }
        
        
        private static synchronized void method2() {
        
                if (tickets > 0) {

                        try {
                                Thread.sleep(100);
                        } catch (InterruptedException e) {
                                // TODO Auto-generated catch block
                                e.printStackTrace();
                        }

                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tickets--);
                }
        }

        

}


package com.itheima_05;

public class TicktetTest {
        public static void main(String[] args) {
                //创建线程对象
                TicketThread tt = new TicketThread();
                
                Thread t = new Thread(tt);
                t.setName("窗口1");
                Thread t2 = new Thread(tt);
                t2.setName("窗口2");
                Thread t3 = new Thread(tt);
                t3.setName("窗口3");
                
                //启动线程对象
                t.start();
                t2.start();
                t3.start();
        }
}

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