Java多線程學(xué)習(xí)筆記

更新時間：2021年09月30日 15:10:01 作者：四季人06

常用的實現(xiàn)多線程的兩種方式：Thread和Runnable。之所以說是“常用”，是因為在Java 5后可以通過java.util.concurrent包中的線程池來實現(xiàn)多線程

多任務(wù)、多線程

在多任務(wù)場景下，兩件事看上去同時在做，但實際上，你的大腦在同一時間只做一件事，間隔時間可能很少，但這似乎讓你感覺這兩件事是同時在做

考慮阻塞問題，引入多線程的場景，多線程并發(fā)場景

在這里插入圖片描述

程序、進(jìn)程、線程

程序=指令+數(shù)據(jù)（靜態(tài)的）
在操作系統(tǒng)中運(yùn)行的程序就是進(jìn)程，一個進(jìn)程可以有多個線程
比如，看視頻時聽聲音，看圖像，看彈幕等

學(xué)著看jdk文檔

比如你要看Thread
你可以搜索，然后閱讀

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往下翻你會看到：

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線程的創(chuàng)建

1.繼承Thread類

//創(chuàng)建線程方式一：繼承Thread類,重寫run方法，調(diào)用start()方法開啟線程
public class TestThread1  extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        //run()方法線程體
        IntStream.range(0,20).forEach(i->{
            System.out.println("我在看代碼"+i);
        });
    }

    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建一個線程對象
        TestThread1 testThread1=new TestThread1();
        //調(diào)用start()方法，啟動線程，不一定立即執(zhí)行，由cpu調(diào)度執(zhí)行
        testThread1.start();

        //主方法 main方法
        IntStream.range(0,20).forEach(i->{
            System.out.println("我在學(xué)習(xí)多線程"+i);
        });
    }
}

一個小練習(xí)：

//練習(xí)thread實現(xiàn)對線程同步下載圖片
public class TestThread2 extends Thread{

    private String url;
    private String name;

    public TestThread2(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
          WebDownload webDownload=new WebDownload();
          webDownload.downloader(url,name);
          System.out.println("下載了文件名："+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1=new TestThread2("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","1.jpg");
        TestThread2 t2=new TestThread2("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","2.jpg");
        TestThread2 t3=new TestThread2("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","3.jpg");

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

    }
}

//下載器
class WebDownload{
    //下載方法
    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異常，downloader方法出錯");
        }
    }
}

2.實現(xiàn)Runable接口

//創(chuàng)建線程的方法2：實現(xiàn)Runable接口
public class TestThread3 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        //run()方法線程體
        IntStream.range(0,20).forEach(i->{
            System.out.println("我在看代碼"+i);
        });
    }

    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建一個線程對象
        TestThread3 testThread3=new TestThread3();
        //調(diào)用start()方法，啟動線程，不一定立即執(zhí)行，由cpu調(diào)度執(zhí)行
//        Thread thread=new Thread(testThread3);
//        thread.start();

        //或者這樣簡寫
       new Thread(testThread3).start();
        //主方法 main方法
        IntStream.range(0,100).forEach(i->{
            System.out.println("我在學(xué)習(xí)多線程"+i);
        });
    }
}

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理解并發(fā)的場景

當(dāng)多個線程使用同一個資源時，會出現(xiàn)問題，看看下面這個買火車票的例子：

public class TestThread4 implements  Runnable{

    //票數(shù)
    private int ticketNums=10;

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            if (ticketNums<=0){
                break;
            }
            //模擬延遲
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNums--+"張票");
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 ticket=new TestThread4();

        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"張三").start();
        new Thread(ticket,"李四").start();
    }
}

看看運(yùn)行的結(jié)果：

在這里插入圖片描述

可以看到案例中的線程不安全問題，同時數(shù)據(jù)也是不正確的

龜兔賽跑場景

/**
 * 模擬龜兔賽跑
 */
public class Race implements Runnable{
    //勝利者
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {


        for (int i=0;i<=100;i++){
            //模擬兔子休息
            if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子")&&i%10==0){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            boolean flag=gameOver(i);
            if (flag){  //判斷比賽是否結(jié)束
               break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");
        }

    }

    /**
     * 判斷比賽是否結(jié)束
     */
    private boolean gameOver(int steps){
        //判斷是否有勝利者
        if (winner !=null){
            //已經(jīng)存在勝利者
            return true;
        }else if (steps >= 100){
            winner=Thread.currentThread().getName();
            System.out.println("勝利者是："+winner);
            return true;
        }else{
            return false;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Race race=new Race();
        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"烏龜").start();
    }
}

實現(xiàn)callable接口

//線程創(chuàng)建方式3
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
    private String url;
    private String name;

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

    @Override
    public Boolean call() {
        com.sxh.thread.WebDownload webDownload=new com.sxh.thread.WebDownload();
        webDownload.downloader(url,name);
        System.out.println("下載了文件名："+name);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1=new TestCallable("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","1.jpg");
        TestCallable t2=new TestCallable("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","2.jpg");
        TestCallable t3=new TestCallable("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","3.jpg");

        //創(chuàng)建執(zhí)行服務(wù)
        ExecutorService ser= Executors.newFixedThreadPool(3);
        //提交執(zhí)行
        Future<Boolean> r1=ser.submit(t1);
        Future<Boolean> r2=ser.submit(t2);
        Future<Boolean> r3=ser.submit(t3);
        //獲取結(jié)果
        boolean rs1=r1.get();
        boolean rs2=r2.get();
        boolean rs3=r3.get();
        //關(guān)閉服務(wù)
        ser.shutdownNow();
    }

}

理解函數(shù)式接口

任何接口，只包含唯一一個抽象方法，就是函數(shù)式接口

/**
 * lambdab表達(dá)式的發(fā)展
 */
public class TestLambda1 {
    //3.靜態(tài)內(nèi)部類
    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.局部內(nèi)部類
       class Like3 implements ILike{
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda3");
            }
        }
        like=new Like3();
        like.lambda();

        //5.匿名內(nèi)部類
        like=new ILike() {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda4");
            }
        };
        like.lambda();

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

//1.定義一個函數(shù)式接口
interface ILike{
    void lambda();
}

//2.實現(xiàn)類
class Like implements ILike{

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

理解線程的狀態(tài)

在這里插入圖片描述

線程停止

public class TestStop implements Runnable{

    //1.設(shè)置一個標(biāo)志位
    private boolean flag=true;
    @Override
    public void run() {
       int i=0;
       while (flag){
           System.out.println("run...thread.."+i++);
       }
    }

    //2.設(shè)置一個公開的方法停止線程，轉(zhuǎn)換標(biāo)志位
    public void stop(){
           this.flag=false;
    }


    public static void main(String[] args) {
        TestStop stop=new TestStop();
        new Thread(stop).start();


        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main"+i);
            if (i==900){
                //調(diào)用stop方法，讓線程停止
                stop.stop();
                System.out.println("線程該停止了");
            }
        }
//        IntStream.range(0,1000).forEach(i->{
//            
//        });
    }
}

線程休眠sleep

每個對象都有一把鎖，sleep不會釋放鎖

1.網(wǎng)路延遲

            //模擬延遲
            try {
                Thread.sleep(200); //ms
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

2.倒計時等

 public static void main(String[] args) {
       try {
            tendown();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
       }
  }
    public static void tendown() throws InterruptedException {
        int num=10;
        while (true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if(num<=0)
            {
                break;
            }
        }
    }

 public static void main(String[] args) {
        //打印系統(tǒng)當(dāng)前時間
        Date startTime=new Date(System.currentTimeMillis());
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime=new Date(System.currentTimeMillis());//更新時間
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

線程禮讓yield

//線程禮讓  禮讓不一定成功，由cpu重新調(diào)度
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()+"線程開始執(zhí)行");
        Thread.yield();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"線程停止執(zhí)行");
    }
}

線程強(qiáng)制執(zhí)行

//測試join方法  想象為插隊
public class TestJoin implements  Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("線程vip來了"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //啟動線程
        TestJoin testJoin=new TestJoin();
        Thread thread=new Thread(testJoin);
        thread.start();

        //主線程
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            if (i==200){
                thread.join(); //插隊
            }
            System.out.println("main"+i);
        }
    }
}

觀察線程狀態(tài)

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("http://");
        });

        //觀察狀態(tài)
        Thread.State state=thread.getState();
        System.out.println(state);   //NEW

        //啟動后
        thread.start();
        state=thread.getState();
        System.out.println(state);   //Run

        while (state != Thread.State.TERMINATED)
        {
            Thread.sleep(100);
            state=thread.getState();//更新線程狀態(tài)
            System.out.println(state);   //Run
        }
    }
}

線程的優(yōu)先級

//測試線程的優(yōu)先級
public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
        //主線程默認(rèn)優(yōu)先級
        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);
        //先設(shè)置優(yōu)先級，在啟動
        t1.start();
        t2.setPriority(1);
        t2.start();
        t3.setPriority(4);
        t3.start();
        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        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());
    }
}

守護(hù)線程

線程分為用戶線程和守護(hù)線程

//測試守護(hù)線程
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); //默認(rèn)是false表示用戶線程
        thread.start();

        new Thread(you).start();

    }
}

class God implements  Runnable{

    @Override
    public void run() {
      while (true){
          System.out.println("上帝保佑著你");
      }
    }
}
class You implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36000; i++) {
            System.out.println("你活著"+i);
        }
        System.out.println("goodbye!!");
    }
}

線程同步機(jī)制

解決安全性問題：隊列+鎖

1.synchronized 同步方法

默認(rèn)鎖的是this,如需鎖其他的，使用下面的同步塊

//synchronized 同步方法
    private  synchronized void buy(){
        if (ticketNums<=0){
            flag=false;
            return;
        }
        //模擬延遲
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //買票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNums--+"張票");
    }

2.同步塊synchronized（Obj）{}

鎖的對象是變化的量，需要增刪改的對象
obj稱之為同步監(jiān)視器，即監(jiān)視對象

public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list=new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }

        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

lock

class A{
     //ReentrantLock 可重入鎖
     private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
     public void f(){
       lock.lock();//加鎖
       try{
           //.....
        }
       finally{
          lock.unlock();//釋放鎖
        }
     }
   
}

synchronized與lock

lock是顯示鎖需要手動開關(guān)，synchronized是隱式鎖，出了作用域自動釋放
lock只有代碼塊鎖，synchronized有代碼塊鎖和方法鎖
JVM將花費(fèi)更少的時間來調(diào)度線程，性能更好，更有擴(kuò)展性
優(yōu)先使用：Lock>同步代碼塊>同步方法

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Java多線程學(xué)習(xí)筆記

目錄

多任務(wù)、多線程

程序、進(jìn)程、線程

學(xué)著看jdk文檔

線程的創(chuàng)建

1.繼承Thread類

2.實現(xiàn)Runable接口

理解并發(fā)的場景

龜兔賽跑場景

實現(xiàn)callable接口

理解函數(shù)式接口

理解線程的狀態(tài)

線程停止

線程休眠sleep

1.網(wǎng)路延遲

2.倒計時等

線程禮讓yield

線程強(qiáng)制執(zhí)行

觀察線程狀態(tài)

線程的優(yōu)先級

守護(hù)線程

線程同步機(jī)制

1.synchronized 同步方法

2.同步塊synchronized（Obj）{}

lock

synchronized與lock

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多任務(wù)、多線程

程序、進(jìn)程、線程

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