Java線程創(chuàng)建(賣票)，線程同步(賣包子)的實(shí)現(xiàn)示例
更新時(shí)間：2021年05月06日 09:29:28 作者：碼農(nóng)編程錄
這篇文章主要介紹了Java線程創(chuàng)建(賣票)，線程同步(賣包子)的實(shí)現(xiàn)示例，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧
1.線程兩種創(chuàng)建方式：new Thread(new Runnable() {})
如下FileOutputStream源碼中拋出異常，為了讓寫代碼人自己寫try catch異常提示信息。
package com.itheim07.thread;
/*
* 進(jìn)程和線程
* 1. 進(jìn)程 : 航空母艦(資源: 燃油 彈藥)
* 2. 線程 : 艦載機(jī)
* 一個(gè)軟件運(yùn)行: 一個(gè)軍事活動(dòng), 必須有一艘航母出去，但執(zhí)行具體任務(wù)的是航母上的艦載機(jī)
* 一個(gè)軟件運(yùn)行,至少一個(gè)進(jìn)程, 一個(gè)進(jìn)程中至少一個(gè)線程。谷歌瀏覽器是多進(jìn)程，進(jìn)程多了，占用資源多，速度快
*
* cpu: 4核 8線程。線程要運(yùn)行，需要cpu授予執(zhí)行權(quán)(指揮室)，指揮室可以同時(shí)調(diào)度8架 飛機(jī)
* 1. 并行 : 同一時(shí)間,同時(shí)執(zhí)行 (并行只能8線程)
* 2. 并發(fā) : 同一段時(shí)間, 實(shí)際上是交替執(zhí)行, 速度快的時(shí)候看起來(lái)像是同時(shí)執(zhí)行（頻率快）(常見(jiàn): 并發(fā)1800線程)
*
* cpu調(diào)度算法（并發(fā)）
* 1. 分時(shí)調(diào)度 : 1800s, 每個(gè)線程1s
* 2. 搶占式調(diào)度 : 按照線程優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分配, 優(yōu)先級(jí)高（可以自己設(shè)置）一般就分配的多(隨機(jī)性強(qiáng)) java
*
* 為什么需要多線程?
* 1. 默認(rèn)java代碼有兩個(gè)線程
* 1. main方法線程 : 主線程
* 2. GC線程(jvm使用的,我們無(wú)法調(diào)度)
* 2. 一個(gè)線程可用, 有什么局限性？只能做一件事
* 3. 如果想要同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù) -> 多線程
*/
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while(true){
System.out.println("播放音樂(lè)...");
}
}
}).start(); //.start()不能改成.run()
boolean result = true;
while(result){
System.out.println("下載電影...");
}
/* while(result){ //雖然騙了編譯器，但還是不能執(zhí)行到這里
System.out.println("播放音樂(lè)...");
}*/
}
}
如下線程第一種創(chuàng)建方式。
package com.itheima01.thread;
/*
Thread：1. start() : 啟動(dòng)線程,jvm會(huì)創(chuàng)建線程,并調(diào)用run方法
2. static Thread currentThread()，返回對(duì)當(dāng)前正在執(zhí)行的線程對(duì)象的引用。
3. String getName() : 獲取線程名稱
!!! Thread.currentThread().getName() : 獲取當(dāng)前線程名稱
線程默認(rèn)命名規(guī)則：1. main線程 : main
2. 子線程(main線程創(chuàng)建的線程) : static int number;static被共享
Thread-0 , 1, 2 ...
*/
public class ThreadDemo02 {
public static void main(String[] args) {
// Thread thread = Thread.currentThread();
// String name = thread.getName();
// System.out.println(name); // main
//下面一行等同于上面
System.out.println("主:" + Thread.currentThread().getName());
YourThread yt = new YourThread();
yt.start(); //子：Thread-0
YourThread yt2 = new YourThread();
yt.run(); //子：main。 因?yàn)樽泳€程YourThread還未執(zhí)行起飛 ，被main飛機(jī)拖著走
YourThread yt3 = new YourThread();
yt3.start(); //子：Thread-2。 不是Thread-1是因?yàn)閥t2未起飛但依舊new了yt2
// Person p = new Person(); //執(zhí)行空參構(gòu)造
// System.out.println(p.number); //0
// Person p2 = new Person();
// System.out.println(p2.number); //1
}
}
class YourThread extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println("子:" + Thread.currentThread().getName());
}
}
class Person{
static int number=-1;
public Person(){
number++;
}
}
package com.itheima02.runnable;
/*
* 線程第二種創(chuàng)建方式： 1. 聲明實(shí)現(xiàn) Runnable 接口的類。
* 2. 該類然后實(shí)現(xiàn) run 方法。
* 3. 然后可以分配該類的實(shí)例，在創(chuàng)建 Thread 時(shí)作為一個(gè)參數(shù)來(lái)傳遞并啟動(dòng)。
* Thread(Runnable target)
*/
public class RunnableDemo {
public static void main(String[] args) {
MyRunnable mr = new MyRunnable(); // 分配該類的實(shí)例
Thread t = new Thread(mr);
t.start(); //Thread-0
}
}
class MyRunnable implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
package com.itheima02.runnable;
//用匿名內(nèi)部類簡(jiǎn)化上面代碼
public class RunnableDemo02 {
public static void main(String[] args) {
/* Runnable mr = new Runnable(){ //用接口名Runnable代替子類類名，匿名對(duì)象。
//不用再寫class MyRunnable implements Runnable{},Runnable mr = new MyRunable(); 向上轉(zhuǎn)型
@Override
public void run() { //new一個(gè)接口()再{},是new這個(gè)接口的子類對(duì)象
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
};
Thread t = new Thread(mr);
t.start();
// new Thread(mr).start(); */
//111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() { //主要關(guān)注run
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}).start();
//new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName())).start();
}
}
2.賣票：原子性
package com.itheima03.ticket;
/*
* 需求假設(shè)某航空公司有三個(gè)窗口發(fā)售某日某次航班的100張票，100張票可以作為共享資源,三個(gè)售票窗口需要?jiǎng)?chuàng)建三個(gè)線程
* 好處: 多線程執(zhí)行同一任務(wù),比較快
* 1. 程序(單線程) , 并發(fā)1600線程, cpu分配執(zhí)行權(quán): 1/1600
* 2. 程序(多線程 100) , 并發(fā)1700, cpu分配給我們的程序執(zhí)行權(quán)更多：1/17
* 注意: 線程不是越多越好(線程本身很占內(nèi)存, 慢。票數(shù)不多不需要用多線程)
*/
public class TicketDemo01 {
public static void main(String[] args) {
MyWindow mw1 = new MyWindow(); //堆中開(kāi)一塊空間，不加static，number=100進(jìn)堆
mw1.setName("窗口壹");
MyWindow mw2 = new MyWindow(); //同上
mw2.setName("窗口222");
MyWindow mw3 = new MyWindow(); //同上
mw3.setName("窗口三三三");
mw1.start();
mw2.start();
mw3.start();
}
}
//11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
class MyWindow extends Thread{
static int number = 100; //去掉static，每創(chuàng)建一個(gè)MyWindow窗口在堆里開(kāi)辟一塊空間，三個(gè)窗口各賣100張
@Override
public void run() {
while(number > 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣出第" + number + "張票");
number--;
}
}
}
/* * 兩種線程創(chuàng)建方式： 1. 繼承Thread * 2. 實(shí)現(xiàn)Runnbale * 如上第二種方案會(huì)更好一些，不需要加static，因?yàn)橹籲ew了一個(gè)對(duì)象 * 1. 實(shí)現(xiàn)接口,而不是繼承類(擴(kuò)展性更強(qiáng)) 接口可以多實(shí)現(xiàn),但是類只能單繼承（MyWindow繼承Thread后，就不能繼承另外的類。MyTask可以繼承其他類，實(shí)現(xiàn)其他接口） * 2. 更符合 面向?qū)ο?(高內(nèi)聚,低耦合：線程獨(dú)立，和業(yè)務(wù)代碼MyTask分離，傳入賣豬肉任務(wù)也行)。封裝(各干各的,有必要再進(jìn)行合作) */
如下線程同步問(wèn)題分析：兩種創(chuàng)建方式3個(gè)窗口都總賣出102張票，而不是100張。原因：三個(gè)窗口同時(shí)卡在打印正在賣出第100張票。解決：t1在賣第100張票時(shí)，cpu可能會(huì)切到t3和t2，可以控制t2和t3不動(dòng)，等t1的number- -完再動(dòng)。
3.線程同步：synchronized關(guān)鍵字，Lock接口，ThreadLocal
package com.itheima04.synchronizedd;
import java.io.IOException;
/*
* 1. 代碼塊
* synchronized(鎖對(duì)象){
* 代碼A
* }
* 1. 鎖對(duì)象可以是任意對(duì)象,但必須唯一
* 2. 同步代碼塊中的 代碼A 同一時(shí)間,只允許一個(gè)線程執(zhí)行
* 使用同步鎖的注意點(diǎn)：1. 在保證業(yè)務(wù)邏輯可用的情況,同步鎖加的范圍越小越好
*
* 2. 鎖對(duì)象必須唯一：<1> 如果能保證當(dāng)前對(duì)象唯一,this也可以作為鎖對(duì)象 (更節(jié)省內(nèi)存)
* <2> 當(dāng)前類名.class(最好的鎖對(duì)象) -> Class對(duì)象(一個(gè)類被加載,在內(nèi)存都會(huì)有一個(gè)Class對(duì)象) 反射
*/
public class TicketDemo02 {
public static void main(String[] args) {
MyTask mt = new MyTask();
//上面只new了一個(gè)，可以用this
Thread t1 = new Thread(mt);
t1.setName("窗口壹");
Thread t2 = new Thread(mt);
t2.setName("窗口222");
Thread t3 = new Thread(mt);
t3.setName("窗口三三三");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class MyTask implements Runnable{
int number = 100;
// Object obj = new Object(); //鎖對(duì)象
@Override
public void run() {
while(number > 0){
//1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
synchronized(MyTask.class){ //MyTask.class也可以換成this
if(number <= 0){
break; //跳出while大循環(huán)
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣出第" + number + "張票");
number--;
}
//111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
//這邊只能try catch不能throws，原因：父類Runnable中run方法沒(méi)有聲明拋出編譯異常，所以子類也不能throws
try {
Thread.sleep(1); //線程啥事也不干,暫停1ms，cpu有空閑切換其他線程
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} //while里
}
}
如下t2賣到0張時(shí)出while，而t1和t3還在while里，此時(shí)number=0，所以變?yōu)?和-1。
如下把synchronized拖到外面也不行。
如下加if(number <= 0)，沒(méi)有加浪費(fèi)時(shí)間代碼，所以看不到交替效果，但不會(huì)出現(xiàn)0和-1。
obj是鎖對(duì)象即鑰匙，如下鑰匙不能進(jìn)run方法（每個(gè)線程一把即三把鑰匙了），只能在成員位置。
用this，不用new object()，可以節(jié)約內(nèi)存。
package com.itheima05.method;
/*
* synchronized 方法（同步方法）
* 1. 語(yǔ)法 : 方法聲明 + synchronized
* 2. 同步方法有沒(méi)有鎖對(duì)象? 有
* 1. 普通方法: 是this
* 2. 靜態(tài)方法: 靜態(tài)不能和對(duì)象（this）有關(guān)。 是當(dāng)前類名.class
*/
public class TicketDemo02 {
public static void main(String[] args) {
MyTask mt = new MyTask();
Thread t1 = new Thread(mt);
t1.setName("窗口壹");
Thread t2 = new Thread(mt);
t2.setName("窗口222");
Thread t3 = new Thread(mt);
t3.setName("窗口三三三");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class MyTask implements Runnable{
static int number = 100;
@Override
public void run() {
while(number > 0){
method(); //非靜態(tài)方法可以調(diào)用靜態(tài)方法
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
private static synchronized void method() { //靜態(tài)方法不能和對(duì)象關(guān)鍵字如this相關(guān) //同步方法效果 等價(jià)于 同步代碼塊
if(number <= 0){
return; //break只能寫在循環(huán)和switch里
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣出第" + number + "張票");
number--;
}
}
package com.itheima06.lock;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/*
* Lock接口： 1. 實(shí)現(xiàn)類 ReentrantLock
* 2. lock() 獲取鎖(獲取鑰匙)
* 3. unlock() 釋放鎖 (還鑰匙)
*/
public class TicketDemo02 {
public static void main(String[] args) {
MyTask mt = new MyTask();
Thread t1 = new Thread(mt);
t1.setName("窗口壹");
Thread t2 = new Thread(mt);
t2.setName("窗口222");
Thread t3 = new Thread(mt);
t3.setName("窗口三三三");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class MyTask implements Runnable{
int number = 100;
Lock lock = new ReentrantLock(); //創(chuàng)建lock對(duì)象
@Override
public void run() {
while(number > 0){
//1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
lock.lock();
if(number <= 0){
// System.out.println(Thread.currentThread().getName());
lock.unlock(); // 注意: lock提供了鎖的可視化操作(線程執(zhí)行結(jié)束,要記得手動(dòng)釋放。廁所上完不能帶走鑰匙)//同步代碼塊return或break后是jvm自動(dòng)釋放鎖。//這里不加lock.unlock()程序停不下來(lái)。
break;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣出第" + number + "張票");
number--;
lock.unlock();
}
}
}
如下ThreadLocal相當(dāng)于一個(gè)map，key就是當(dāng)前的線程，value就是需要存儲(chǔ)的對(duì)象。
t1（…，User），如下情況可將User放入ThreadLocal中，每次通過(guò).get拿到線程的User。
4.賣包子：wait，notify
package com.itheima07.bz;
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object obj = new Object();
// obj.wait(); //IllegalMonitorStateException : 非法的監(jiān)視狀態(tài)異常，因?yàn)?wait()必須鎖對(duì)象調(diào)用如下
synchronized (obj){ //對(duì)象變成鎖對(duì)象
obj.wait(); //不會(huì)報(bào)錯(cuò)，一直等待。在鎖對(duì)象中
}
}
}
如下兩個(gè)方法wait和notify不是給線程調(diào)用的，而是給鎖對(duì)象【鎖對(duì)象可以是任意對(duì)象】調(diào)用的如上所示。BaoZi只能一個(gè)線程對(duì)其操作。
package com.itheima07.bz;
public class BaoZi {
boolean isHave=false; //默認(rèn)沒(méi)有包子
}
package com.itheima07.bz;
public class BaoziPu extends Thread {
BaoZi bz;
public BaoziPu(BaoZi bz){
this.bz = bz;
}
@Override
public void run() {
while(true){ //不停生產(chǎn)包子
//111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
synchronized (bz){ //加鎖: 同步代碼，生產(chǎn)包子時(shí)不讓別人打擾我。注意下面wait和notify
if(bz.isHave){
try {
bz.wait(); //包子鋪有包子就等待（此時(shí)吃貨正在吃包子）
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("包子鋪生產(chǎn)包子..."); //沒(méi)包子
bz.isHave = true;
bz.notify(); //喚醒吃貨
}
} //while里
}
}
package com.itheima07.bz;
public class ChiHuo extends Thread{
BaoZi bz;
public ChiHuo(BaoZi bz){
this.bz = bz;
}
@Override
public void run() {
while(true){ //不停吃包子
//1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
synchronized (bz){
if(!bz.isHave){
try {
bz.wait(); //吃貨沒(méi)有包子就等待（此時(shí)包子鋪正在生產(chǎn)包子）
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("吃貨吃包子"); //有包子
bz.isHave = false;
bz.notify(); //喚醒包子鋪
}
}
}
}
package com.itheima07.bz;
public class BzDemo {
public static void main(String[] args) {
BaoZi bz = new BaoZi();
BaoziPu bzp = new BaoziPu(bz); //和下面一行共同操作一個(gè)包子對(duì)象
ChiHuo ch = new ChiHuo(bz);
bzp.start();
ch.start();
}
}
如下第一次沒(méi)有包子，所以繞過(guò)2中if到1。運(yùn)行完1后就有包子了，1時(shí)間很短，cpu不切換線程，切換了也沒(méi)用，因?yàn)?中syn…(bz)包子被鎖住，就算切換到吃貨線程進(jìn)不去syn…(bz)里，所以1中notify喚不醒吃貨線程。
1和2都在sy…(bz)里，bzp線程bz.wait()【有3個(gè)好處】進(jìn)入等待狀態(tài)即進(jìn)入監(jiān)視隊(duì)列即等待包子被吃，吃貨線程的synchronized鎖被打開(kāi)，有包子不會(huì)wait，執(zhí)行3。
一個(gè)線程wait把自己停下來(lái)放入堆（監(jiān)視隊(duì)列）中，來(lái)年開(kāi)春，另一個(gè)線程中3叫我起來(lái)干活。2和3對(duì)應(yīng)，1和4對(duì)應(yīng)。3喚醒了2中wait，但2沒(méi)鑰匙（鎖）動(dòng)不了（鬼壓床），鑰匙在吃貨手上，所以3往后4執(zhí)行釋放鎖，1234不停循環(huán)執(zhí)行。
生產(chǎn)消費(fèi)者模型：用戶發(fā)請(qǐng)求來(lái)相當(dāng)于包子鋪生產(chǎn)包子即生產(chǎn)者。服務(wù)器24小時(shí)開(kāi)著相當(dāng)于消費(fèi)者一天24小時(shí)等包子吃。不會(huì)讓消費(fèi)者線程空轉(zhuǎn)浪費(fèi)cpu資源，所以沒(méi)包子設(shè)置消費(fèi)者線程為wait狀態(tài)不占用cpu資源。
package com.atguigu.test14;
// 線程通信是用來(lái)解決生產(chǎn)者與消費(fèi)者問(wèn)題。
public class Test14 {
public static void main(String[] args) {
Workbench tai = new Workbench(); //相當(dāng)于包子
Cook c = new Cook("崔志恒", tai); //生產(chǎn)者
Waiter w = new Waiter("翠花", tai); //消費(fèi)者
c.start();
w.start();
}
}
//11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
class Workbench{
private static final int MAX = 10; //假設(shè)工作臺(tái)上最多能夠放10盤
private int count; //count是共用的，要考慮線程安全
public synchronized void put(){ //同步方法，非靜態(tài)方法來(lái)說(shuō)，鎖對(duì)象就是this //往工作臺(tái)上放一盤菜
if(count >= MAX){
try {
//生產(chǎn)者停下來(lái)，等待
wait();//默認(rèn)是this.wait()，所以上面必須加鎖對(duì)象synchronized
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//上面是安全校驗(yàn)
count++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "放了一盤菜，剩余：" + count);
this.notify(); // 包子/工作臺(tái).notify() //喚醒消費(fèi)者
}
//1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
public synchronized void take(){//從工作臺(tái)上取走一盤菜
if(count<=0){
try {
wait(); //工作臺(tái)沒(méi)有菜，消費(fèi)者應(yīng)該停下來(lái)
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//上面是安全校驗(yàn)
count--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取走一盤菜，剩余：" + count);
this.notify(); //喚醒生產(chǎn)者
}
}
//1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
class Cook extends Thread{
private Workbench tai;
public Cook(String name, Workbench tai) {
super(name);
this.tai = tai;
}
public void run(){
while(true){
tai.put(); //封裝了
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
//111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
class Waiter extends Thread{
private Workbench tai;
public Waiter(String name, Workbench tai) {
super(name); //name屬性在父類中已聲明
this.tai = tai;
}
public void run(){
while(true){
tai.take();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
如下一直交替運(yùn)行，不停。
如下線程6態(tài)：鎖就是鑰匙上廁所，限時(shí)等待就是sleep，記住下面三個(gè)紅色。
如下B進(jìn)不去不執(zhí)行
到此這篇關(guān)于Java線程創(chuàng)建(賣票)，線程同步(賣包子)的實(shí)現(xiàn)示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java線程創(chuàng)建同步內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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