多线程学习

Process 和 Tread

创建多线程方法一

package main.com;


//创建进程方法一：继承 Thread 类，重写 run() 方法，调用 start() 方法开启线程

//总结：注意，线程开启不一定立即执行由 CPU 调度执行
public class TestThread1 extends Thread{

    @Override
    public void run(){
        //run 方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("runing..." + i);
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        //main 线程，即主线程

        TestThread1 tt1 = new TestThread1();
        //调用start() 方法开启线程
        tt1.start();

        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("main....." + i);
        }

    }
}

 实践

package com.xun;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

//练习Thread，实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 extends Thread{
    private String url; //网络图片地址
    private String name;    //保存的文件名

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

    @Override
    public void run(){
        WebDownloder webDownloder = new WebDownloder();
        webDownloder.downloader(url,name);
        System.out.println("下载文件名为"+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1 = new TestThread2("http://www.ikuimg.com/img/pic/2203/1-220331105120-p9.jpg","1.jpg");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("http://www.ikuimg.com/img/pic/2203/1-220331105121-p9.jpg","2.jpg");
        TestThread2 t3 = new TestThread2("http://www.ikuimg.com/img/pic/2203/1-220331105122-p9.jpg","3.jpg");

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

    }
}

//下载器
class WebDownloder{
    public void downloader(String link, String name){
        try {
            URL url = new URL(link);
            //url.openConnection().setRequestProperty("User-Agent", "Mozilla/4.76");
            FileUtils.copyURLToFile(url,new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downloder方法异常");
        }
    }
}

创建多线程方法二：

package com.xun;

//创建线程方式2：实现 runable 接口，重写run方法，实行线程需要丢入 runable 接口实现类，调用start 方法

public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run(){
        //run 方法调用线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("runing...");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main 线程，即主线程

        TestThread3 tt3 = new TestThread3();

        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程
//        Thread thread = new Thread(tt3);
//        tt3.start();

        new Thread(tt3).start();
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("main....." + i);
        }

    }
}

小结：

　　继承Thread类：

　　　　子类继承Thread类具备多线程能力

　　　　启动线程：子类对象.start()

　　　　不建议使用：避免OOP单继承局限性

　　实现Runable接口

　　　　实现接口Runable具有多线程能力

　　　　启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()

　　　　推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

 　　实例，初识并发

package com.xun;

//发现问题，多个线程操作同一个资源，线程不安全，数据紊乱，并发问题
public class TestThread4 implements Runnable{

    private int ticketNums = 10; //票数

    @Override
    public void run(){
        while(ticketNums>0){
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 tt4 = new TestThread4();

        new Thread(tt4,"张三").start();
        new Thread(tt4,"李四").start();
        new Thread(tt4,"王五").start();
    }
}

 　　实例：龟兔赛跑，一个对象，多个线程使用

package com.xun;

//发现问题，多个线程操作同一个资源，线程不安全，数据紊乱，并发问题
public class TestThread4 implements Runnable{

    private int ticketNums = 10; //票数

    @Override
    public void run(){
        while(ticketNums>0){
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 tt4 = new TestThread4();

        new Thread(tt4,"张三").start();
        new Thread(tt4,"李四").start();
        new Thread(tt4,"王五").start();
    }
}

 　　通过静态代理了解线程实现原理

package com.xun;
//通过静态代理了解线程底部实现原理

//静态代理模式总结
//真实对象和代理对象都要实现同一个接口
//代理对象要代理真实对象
    //好处：
        //代理对象可以做很多真实对象做不了的事
        //真实对象专注做自己的事
public class StaticProxy {

    public static void main(String[] args) {
        You you = new You();

        new Thread(()-> System.out.println("I love you!")).start();

        new WeddingCompany(you).HappyMarry();

        //you.HappyMarry();

       // WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(you);
        //weddingCompany.HappyMarry();
    }

}

interface Marry{
    void HappyMarry();
}

//真实角色，你要结婚
class You implements Marry{
    @Override
    public void HappyMarry(){
        System.out.println("你要开心的结婚了！");
    }
}

//代理角色，帮你结婚
class WeddingCompany implements Marry{

    private Marry target;

    public WeddingCompany(Marry target){
        this.target=target;
    }

    @Override
    public void HappyMarry(){
        before();
        this.target.HappyMarry();
        after();
    }

    private void before(){
        System.out.println("结婚前布置");
    }

    private void after(){
        System.out.println("婚后结尾款");
    }
}

函数式接口Functional Interface

　　定义：

　　　　任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口

　　　　对于函数式接口，我们可以通过lambda表达式来创建接口的对象

Lamda表达式　　//JDK8新增特性

　　意义：

　　　　避免匿名内部类定义过多

　　　　可以让你的代码看起来很简洁

　　　　去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心逻辑

package com.xun.lambda;

public class TestLambda1 {

    //3、静态内部类
    static class Like2 implements ILike{

        @Override
        public void Lambda() {
            System.out.println("I like lambda2");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ILike like = new Like1();
        like.Lambda();

        like = new Like2();
        like.Lambda();

        //4、局部内部类
        class Like3 implements ILike{

            @Override
            public void Lambda() {
                System.out.println("I like lambda3");
            }
        }

        like = new Like3();
        like.Lambda();

        //5、匿名内部类
        like = new ILike() {
            @Override
            public void Lambda() {
                System.out.println("I like lambda4");
            }
        };
        like.Lambda();

        //6、用lambda简化
        like = ()->{
            System.out.println("I like lambda5");
        };
        like.Lambda();
    }
}

//1、定义一个函数式接口
interface ILike{
    void Lambda();
}

//2、实现类
class Like1 implements ILike{

    @Override
    public void Lambda() {
        System.out.println("I like lambda1");
    }
}

线程方法：

方法	说明
setPriority(int new Priority)	更改线程的优先级
static void sleep(long millis)	在指定毫秒数内让当前正在执行的线程进入休眠
void join()	等待该线程终止（插队）
static void yield()	暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程
void interrupt()	中断线程（一般不用）
boolean isAlive()	测试线程是否处于活动状态

线程停止：

package com.xun.state;

public class TestStop implements Runnable{

    //设置标志位
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        int i=0;
        while(flag){
            System.out.println("runing..."+i++);
        }

    }

    private void stop(){
        this.flag = false;
    }

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

        for(int i=0;i<1000;i++){
            System.out.println("main..."+i);
            if(i==900){
                //调用自己的stop方法
                testStop.stop();
                System.out.println("线程该停止了");
            }
        }
    }
}

线程休眠：

　　sleep 存在异常InterruptedException;

　　可以模拟网络延时；

　　每个对象都有一把锁，sleep不会释放锁

线程礼让（yield）

　　让当前执行线程暂停，但不阻塞，从运行态变为就绪态

　　让cpu重写调度，礼让不一定成功

线程强制执行（join）

　　join合并线程，待此线程执行完成后，再执行其他线程，其他线程阻塞

　　可以想象成插队

package com.xun.state;

public class TestJoin implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("vip runing..."+i);
        }
    }

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

        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("main ..."+i);
            if(i==50){
                System.out.println("vip coming ");
                thread.join();
            }
        }
    }
}

线程观察状态：

package com.xun.state;

public class TestState {
    public static void main(String[] args)  {
        Thread thread = new Thread(()->{
           for(int i=0;i<5;i++){
               try {
                   Thread.sleep(1000);
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
               System.out.println("///////");
           }
        });

        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);

        //观察启动后
        thread.start();//启动
        state = thread.getState();
        System.out.println(state);

        while(state!=Thread.State.TERMINATED){//只要线程没终止就一直执行
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            state = thread.getState();
            System.out.println(state);

        }

    }
}

　　线程中断或结束后，一旦进入死亡状态，就不能再启动了。

线程优先级（priority）

　　1~10； get、set 方法。main方法默认优先级为5

　　优先级低只表示调度概率低，并非绝对，主要看cpu调度

守护（daemon）线程

　　线程分为用户线程和守护线程

　　虚拟机必须确保用户线程执行完毕

　　虚拟机不用等待守护线程执行完毕

　　如：后台记录操作日志，监控内存，垃圾回收等待

package com.xun.state;

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); //设置为守护线程
        thread.start();

        new Thread(you).start();
    }
}

class God implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            System.out.println("god is alive");
        }
    }
}

class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("you are alive ");
        }
        System.out.println("GoodBye,World!");
    }
}

线程同步

　　同一个资源，多个人想使用，最天然的解决办法就是排队，一个一个来

　　处理多线程问题是，多个线程访问同一个对象（并发），并且某些线程想修改这个对象。这时候我们就需要线程同步。线程同步其实就是一个等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用。

　　形成条件：队列 + 锁

　　由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突的问题，为了保证数据在方法中被访问时的正确性，在访问时加入 锁机制 synchronized，当一个线程获得对象的排他锁，独占资源，其他线程必须等待使用后释放锁即可。存在以下问题：

　　　　一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起；

　　　　在多线程竞争下，加锁，释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题；

　　　　如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁，会导致优先级倒置，引起性能问题。

　　线程不安全的3个例子

package com.xun.syn;

//不安全的买票
//有重票和负数
public class UnSafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket buyTicket = new BuyTicket();

        new Thread(buyTicket,"ant").start();
        new Thread(buyTicket,"bord").start();
        new Thread(buyTicket,"cat").start();

    }

}

class BuyTicket implements Runnable{

    //票
    private int ticketNum = 10;
    //外部停止方式
    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while(flag){
            buy();
        }

    }
    private void buy(){
        if(ticketNum<=0){
            flag=false;
            return ;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到票"+ticketNum--);
    }
}

package com.xun.syn;

public class UnSafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(100,"Marry money");

        Drawing you = new Drawing(50,"you",account);
        Drawing gril = new Drawing(100,"gril",account);

        you.start();
        gril.start();
    }
}

//账户
class Account{
    String name;
    int money;

    public Account(int money,String name){
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

//银行
class Drawing extends Thread{
    Account account;
    int drawingMoney;
    int nowMoney;

    public Drawing(int drawingMoney,String name,Account account){
        super(name);
        this.account=account;
        this.drawingMoney=drawingMoney;
    }

    //取钱
    @Override
    public void run(){
        //判断有没有钱
        if(account.money-drawingMoney<0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够，取不了");
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        account.money-=drawingMoney;
        nowMoney+=drawingMoney;

        System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
        //Thread.currentThread().getName()等价于this.getName()，因为继承自Thread
        System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
    }
}

package com.xun.syn;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//线程不安全的集合,加到同一位置了
public class UnSafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}