多线程

多线程的好处：多个线程之间互不影响（在不同的栈空间）

java.lang.Thread类常用方法

构造方法：
public Thread() :分配一个新的线程对象
public Thread(String name) :分配一个指定名字的新的线程对象
public Thread(Runnable target) :分配一个带有指定目标新的线程对象
public Thread(Runnable target,String name) :分配一个带有指定目标新的线程对象并指定名字

常用方法：
public String getName() :获取当前线程名称
public void start() :导致此线程开始执行; Java虚拟机调用此线程的run方法
public void run() :此线程要执行的任务在此处定义代码
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）
public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用

获取当前正在执行的线程名称：Thread.currentThread().getName();
设置线程的名称:(了解)
        1.使用Thread类中的方法setName(名字)
            void setName(String name) 改变线程名称，使之与参数 name 相同。
        2.创建一个带参数的构造方法,参数传递线程的名称;调用父类的带参构造方法,把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字
            Thread(String name) 分配新的 Thread 对象。

创建线程的方式总共有两种，一种是继承Thread类方式，一种是实现Runnable接口方式

创建多线程程序方式一：继承Thread类

1. 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体。
2. 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象
3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

例如：

①创建Thread类的子类
public class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("run --> "+i);
        }
    }
}

②创建Thread子类实例③调用start()方法启动线程
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread mt=new MyThread();
        mt.start();

        //主线程
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("main --> "+i);
        }
    }
}

执行结果：
main --> 0
run --> 0
main --> 1
run --> 1
main --> 2
run --> 2
main --> 3
run --> 3
main --> 4
run --> 4
main --> 5
main --> 6
main --> 7
main --> 8
main --> 9
main --> 10
main --> 11
main --> 12
main --> 13
main --> 14
main --> 15
main --> 16
main --> 17
main --> 18
main --> 19
run --> 5
run --> 6
run --> 7
run --> 8
run --> 9
run --> 10
run --> 11
run --> 12
run --> 13
run --> 14
run --> 15
run --> 16
run --> 17
run --> 18
run --> 19

创建多线程程序方式二:实现java.lang.Runnable接口

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

例如：

//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);
        }
    }
}


public class Demo02 {
    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);
        //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);
        }
    }
}

Thread类和Runnable的区别

如果一个类继承Thread，则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话，则很容易的实现资源共享。

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势：
1. 适合多个相同的程序代码的线程去共享同一个资源。
2. 可以避免java中的单继承的局限性。
3. 增加程序的健壮性，实现解耦操作，代码可以被多个线程共享，代码和线程独立。
4. 线程池只能放入实现Runable或Callable类线程，不能直接放入继承Thread的类。

扩充：在java中，每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程，一个是垃圾收集线程。因为每当使用
java命令执行一个类的时候，实际上都会启动一个JVM，每一个JVM其实在就是在操作系统中启动了一个进
程。

匿名内部类方式实现线程的创建

package com.itheima.demo05.InnerClassThread;
/*
    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()+"-->"+"线程A");
                }
            }
        }.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()+"-->"+"线程B");
                }
            }
        };
        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()+"-->"+"线程C");
                }
            }
        }).start();
    }
}

线程安全问题

多线程访问了共享的数据，会产生线程安全问题

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。

线程安全问题代码演示：卖票案例

public class RunnableImpl implements Runnable {

    //定义一个多线程共享的票源
    private int ticket = 100;

    //设置线程任务：卖票
    @Override
    public void run() {
        //使用while循环模拟重复卖票
        while (true){
            //先判断票是否存在
            if(ticket>0){
                //为了提高线程安全问题出现的概率，让线程睡眠一下
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("正在卖第"+ticket+"张票");
                ticket--;
            }
        }
    }
}


//测试类
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        RunnableImpl run = new RunnableImpl();
        Thread t0 = new Thread(run);
        Thread t1 = new Thread(run);
        Thread t2 = new Thread(run);

        t0.start();
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

运行结果：

...

线程安全问题：卖出了重复的票和不存在的票

 解决线程安全问题的三种方式：同步代码块、同步方法、Lock锁

//测试类
/*
    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();
    }
}

方式一：同步代码块

//同步代码块
/*
    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.同步代码块中的锁对象,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--;
                }
            }
        }
    }
}

方式二：同步方法&静态同步方法

//同步方法：锁对象是this
/*
    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 {

    //定义一个多线程共享的票源
    private int ticket = 100;

    //设置线程任务：卖票
    @Override
    public void run() {
        //使用while循环模拟重复卖票
        while (true){
            payTicket1();
        }
    }

    public synchronized void payTicket1(){
        //先判断票是否存在
        if(ticket>0){
            //为了提高线程安全问题出现的概率，让线程睡眠一下
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票");
            ticket--;
        }
    }
    
    public void payTicket2(){
        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--;
            }
        }

    }
}
//----------------------------------------------------------------------
静态同步方法：锁对象是RunnableImpl.class
/*
    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--;
            }
        }

    }
}

方式三：Lock锁

//Lock锁
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();
        }
    }*/
}