day06 【线程、同步】
主要内容
线程
同步
线程状态
一、学习目标
1. 能够描述Java中多线程运行原理
2. 能够使用继承类的方式创建多线程
3. 能够使用实现接口的方式创建多线程
4. 能够说出实现接口方式的好处
5. 能够解释安全问题的出现的原因
6. 能够使用同步代码块解决线程安全问题
7. 能够使用同步方法解决线程安全问题
8. 能够说出线程6个状态的名称
02_多线程原理_随机性打印结果
03_多线程原理_多线程内存图解
多线程执行时，在栈内存中，其实每一个执行线程都有一片自己所属的栈内存空间。进行方法的压栈和弹栈。 
04_Thread类的常用方法_获取线程名称的方法
public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用。
05_Thread类的常用方法_设置线程名称的方法
06_Thread类的常用方法_sleep
public static void sleep(long millis) :使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停（暂时停止执行）。
07_创建多线程程序的第二种方式_实现Runnable接口
多线程采用 java.lang.Runnable 也是非常常见的一种，我们只需要重写run方法即可。
步骤如下：
//1.创建一个Runnable接口的实现类 public class RunnableImpl implements Runnable{ //2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务 @Override public void run() { for (int i = 0; i <20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i); } } }
/* 创建多线程程序的第二种方式:实现Runnable接口 java.lang.Runnable Runnable 接口应该由那些打算通过某一线程执行其实例的类来实现。类必须定义一个称为 run 的无参数方法。 java.lang.Thread类的构造方法 Thread(Runnable target) 分配新的 Thread 对象。 Thread(Runnable target, String name) 分配新的 Thread 对象。 实现步骤: 1.创建一个Runnable接口的实现类 2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务 3.创建一个Runnable接口的实现类对象 4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法 实现Runnable接口创建多线程程序的好处: 1.避免了单继承的局限性 一个类只能继承一个类(一个人只能有一个亲爹),类继承了Thread类就不能继承其他的类 实现了Runnable接口,还可以继承其他的类,实现其他的接口 2.增强了程序的扩展性,降低了程序的耦合性(解耦) 实现Runnable接口的方式,把设置线程任务和开启新线程进行了分离(解耦) 实现类中,重写了run方法:用来设置线程任务 创建Thread类对象,调用start方法:用来开启新线程 */ public class Demo01Runnable { public static void main(String[] args) { //3.创建一个Runnable接口的实现类对象 RunnableImpl run = new RunnableImpl(); //4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 //Thread t = new Thread(run);//打印线程名称 Thread t = new Thread(new RunnableImpl2());//打印HelloWorld //5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法 t.start(); for (int i = 0; i <20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i); } } }
08_Thread和Runnable的区别
09_匿名内部类方式实现线程的创建
/* 匿名内部类方式实现线程的创建 匿名:没有名字 内部类:写在其他类内部的类 匿名内部类作用:简化代码 把子类继承父类,重写父类的方法,创建子类对象合一步完成 把实现类实现类接口,重写接口中的方法,创建实现类对象合成一步完成 匿名内部类的最终产物:子类/实现类对象,而这个类没有名字 格式: new 父类/接口(){ 重复父类/接口中的方法 }; */ public class Demo01InnerClassThread { public static void main(String[] args) { //线程的父类是Thread // new MyThread().start(); new Thread(){ //重写run方法,设置线程任务 @Override public void run() { for (int i = 0; i <20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"黑马"); } } }.start(); //线程的接口Runnable //Runnable r = new RunnableImpl();//多态 Runnable r = new Runnable(){ //重写run方法,设置线程任务 @Override public void run() { for (int i = 0; i <20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"程序员"); } } }; new Thread(r).start(); //简化接口的方式 new Thread(new Runnable(){ //重写run方法,设置线程任务 @Override public void run() { for (int i = 0; i <20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"传智播客"); } } }).start(); } }
第二章 线程安全
10_线程安全问题的概述
线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；
若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则的话就可能影响线程安全。为了保证每个线程都能正常执行原子操作,Java引入了线程同步机制。
那么怎么去使用呢？有三种方式完成同步操作：
1. 同步代码块。
2. 同步方法。
3. 锁机制。
/* 模拟卖票案例 创建3个线程,同时开启,对共享的票进行出售 */ public class Demo01Ticket { public static void main(String[] args) { //创建Runnable接口的实现类对象 RunnableImpl run = new RunnableImpl(); //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 Thread t0 = new Thread(run); Thread t1 = new Thread(run); Thread t2 = new Thread(run); //调用start方法开启多线程 t0.start(); t1.start(); t2.start(); } }
/* 卖票案例出现了线程安全问题 卖出了不存在的票和重复的票 解决线程安全问题的一种方案:使用同步代码块 格式: synchronized(锁对象){ 可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码) } 注意: 1.通过代码块中的锁对象,可以使用任意的对象 2.但是必须保证多个线程使用的锁对象是同一个 3.锁对象作用: 把同步代码块锁住,只让一个线程在同步代码块中执行 */ public class RunnableImpl implements Runnable{ //定义一个多个线程共享的票源 private int ticket = 100; //创建一个锁对象 Object obj = new Object(); //设置线程任务:卖票 @Override public void run() { //使用死循环,让卖票操作重复执行 while(true){ //同步代码块 synchronized (obj){ //先判断票是否存在 if(ticket>0){ //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠 try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //票存在,卖票 ticket-- System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票"); ticket--; } } } } }
14_同步技术的原理
15_解决线程安全问题_同步方法
同步方法:使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外等着。
public synchronized void method(){ 可能会产生线程安全问题的代码 }
同步方法的同步锁是谁?
对于非static方法,同步锁就是this。
对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。
16_静态同步方法
package com.itheima.demo08.Synchronized; /* 卖票案例出现了线程安全问题 卖出了不存在的票和重复的票 解决线程安全问题的二种方案:使用同步方法 使用步骤: 1.把访问了共享数据的代码抽取出来,放到一个方法中 2.在方法上添加synchronized修饰符 格式:定义方法的格式 修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(参数列表){ 可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码) } */ public class RunnableImpl implements Runnable{ //定义一个多个线程共享的票源 private static int ticket = 100; //设置线程任务:卖票 @Override public void run() { System.out.println("this:"+this);//this:com.itheima.demo08.Synchronized.RunnableImpl@58ceff1 //使用死循环,让卖票操作重复执行 while(true){ payTicketStatic(); } } /* 静态的同步方法 锁对象是谁? 不能是this this是创建对象之后产生的,静态方法优先于对象 静态方法的锁对象是本类的class属性-->class文件对象(反射) */ public static /*synchronized*/ void payTicketStatic(){ synchronized (RunnableImpl.class){ //先判断票是否存在 if(ticket>0){ //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠 try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //票存在,卖票 ticket-- System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票"); ticket--; } } } /* 定义一个同步方法 同步方法也会把方法内部的代码锁住 只让一个线程执行 同步方法的锁对象是谁? 就是实现类对象 new RunnableImpl() 也是就是this */ public /*synchronized*/ void payTicket(){ synchronized (this){ //先判断票是否存在 if(ticket>0){ //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠 try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //票存在,卖票 ticket-- System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票"); ticket--; } } } }
package com.itheima.demo08.Synchronized; /* 模拟卖票案例 创建3个线程,同时开启,对共享的票进行出售 */ public class Demo01Ticket { public static void main(String[] args) { //创建Runnable接口的实现类对象 RunnableImpl run = new RunnableImpl(); System.out.println("run:"+run);//run:com.itheima.demo08.Synchronized.RunnableImpl@58ceff1 //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 Thread t0 = new Thread(run); Thread t1 = new Thread(run); Thread t2 = new Thread(run); //调用start方法开启多线程 t0.start(); t1.start(); t2.start(); } }
2.5 Lock锁
Lock锁也称同步锁，加锁与释放锁方法化了，如下：
public void lock() :加同步锁。
public void unlock() :释放同步锁。
package com.itheima.demo09.Lock; /* 模拟卖票案例 创建3个线程,同时开启,对共享的票进行出售 */ public class Demo01Ticket { public static void main(String[] args) { //创建Runnable接口的实现类对象 RunnableImpl run = new RunnableImpl(); //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 Thread t0 = new Thread(run); Thread t1 = new Thread(run); Thread t2 = new Thread(run); //调用start方法开启多线程 t0.start(); t1.start(); t2.start(); } }
package com.itheima.demo09.Lock; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /* 卖票案例出现了线程安全问题 卖出了不存在的票和重复的票 解决线程安全问题的三种方案:使用Lock锁 java.util.concurrent.locks.Lock接口 Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。 Lock接口中的方法: void lock()获取锁。 void unlock() 释放锁。 java.util.concurrent.locks.ReentrantLock implements Lock接口 使用步骤: 1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象 2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁 3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁 */ public class RunnableImpl implements Runnable{ //定义一个多个线程共享的票源 private int ticket = 100; //1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象 Lock l = new ReentrantLock(); //设置线程任务:卖票 @Override public void run() { //使用死循环,让卖票操作重复执行 while(true){ //2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁 l.lock(); //先判断票是否存在 if(ticket>0){ //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠 try { Thread.sleep(10); //票存在,卖票 ticket-- System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票"); ticket--; } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }finally { //3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁 l.unlock();//无论程序是否异常,都会把锁释放 } } } } /*//设置线程任务:卖票 @Override public void run() { //使用死循环,让卖票操作重复执行 while(true){ //2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁 l.lock(); //先判断票是否存在 if(ticket>0){ //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠 try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //票存在,卖票 ticket-- System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票"); ticket--; } //3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁 l.unlock(); } }*/ }
18_线程状态概述、19_等待唤醒案例分析、20_等待唤醒案例代码实现
Wating状态在API中介绍为：一个正在无限期等待另一个线程执行一个特别的（唤醒）动作的线程处于这一状态。 
21_Object类中wait带参方法和notifyAll方法
package com.itheima.demo10.WaitAndNotify; /* 等待唤醒案例:线程之间的通信 创建一个顾客线程(消费者):告知老板要的包子的种类和数量,调用wait方法,放弃cpu的执行,进入到WAITING状态(无限等待) 创建一个老板线程(生产者):花了5秒做包子,做好包子之后,调用notify方法,唤醒顾客吃包子 注意: 顾客和老板线程必须使用同步代码块包裹起来,保证等待和唤醒只能有一个在执行 同步使用的锁对象必须保证唯一 只有锁对象才能调用wait和notify方法 Obejct类中的方法 void wait() 在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法前，导致当前线程等待。 void notify() 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。 会继续执行wait方法之后的代码 */ public class Demo01WaitAndNotify { public static void main(String[] args) { //创建锁对象,保证唯一 Object obj = new Object(); // 创建一个顾客线程(消费者) new Thread(){ @Override public void run() { //一直等着买包子 while(true){ //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术 synchronized (obj){ System.out.println("告知老板要的包子的种类和数量"); //调用wait方法,放弃cpu的执行,进入到WAITING状态(无限等待) try { obj.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //唤醒之后执行的代码 System.out.println("包子已经做好了,开吃!"); System.out.println("---------------------------------------"); } } } }.start(); //创建一个老板线程(生产者) new Thread(){ @Override public void run() { //一直做包子 while (true){ //花了5秒做包子 try { Thread.sleep(5000);//花5秒钟做包子 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术 synchronized (obj){ System.out.println("老板5秒钟之后做好包子,告知顾客,可以吃包子了"); //做好包子之后,调用notify方法,唤醒顾客吃包子 obj.notify(); } } } }.start(); } }
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Synchronized与ReentrantLock区别总结
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