Java 多线程 01

多线程· Runnable 和 Thread

多线程的引入

* A：什么是线程
　　* 线程是程序执行的一条路径，一个进程中可以包含多条线程
　　* 多线程并发执行可以提高程序的效率，可以同时完成多项工作

* B：多线程的应用场景
　　* 红蜘蛛同时共享屏幕给多个电脑
　　* 迅雷开启多条线程一起下载
　　* QQ同时和多个人一起视频
　　* 服务器同时处理多个客户端请求

多线程并行和并发的区别

* 并行就是两个任务同时运行，就是甲任务进行的同时，乙任务也同时进行（需要多核CPU）

* 并发是指两个任务都请求运行，而处理器只能接收一个任务，于是就安排轮流执行这两个任务，由于时间间隔较短，因此用户感觉两个任务同时运行

* 比如：我和两个网友聊天，左手操作一个电脑，右手操作另一个电脑，就叫并行
　　* 如果用一台电脑先给一个人发消息，再用这台电脑给另一个人发消息，这就叫并发

Java程序运行的原理和JVM的启动

* A：Java程序运行原理
　　* Java命令会启动Java虚拟机，启动JVM就等于启动了一个应用程序，也就是启动了一个进程，
　　* 该进程会自动启动一个“主线程”，然后主线程区调用某个类的main方法

* B：JVM的启动
　　* JVM的启动至少启动了垃圾线程和主线程，所以是多线程的

package com.heima.thread;

public class Demo1_Thread {
    // 证明JVM是多线程的
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 390000; i++) {
            new Demo();
        }
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            System.out.println("我是主线程的执行代码");
        }
    }
}

class Demo { // 垃圾清理线程
    @Override
    public void finalize() throws Throwable {
        System.out.println("垃圾被清扫了");
    }
}

Thread 实现多线程

* A：继承Thread
　　* 定义类继承Thread
　　* 重写 run()方法
　　* 把新线程要做的事写在 run()方法中
　　* 创建线程对象
　　* 开启新线程，内部自动会执行 run()方法

package com.heima.thread;

public class Demo2_Thread {

    public static void main(String[] args) {
        MyThread mt = new MyThread(); // 创建线程的子类对象
        // mt.run(); // 未开启线程
        mt.start(); // 使该线程开始执行，开启线程需要时间，类似赛道上的发令枪
        
        for (int i = 0; i < 1000; i++) { // 调用主线程
            System.out.println("bb"); // 结果：bb 和 aaaaaa 成块状间隔打印
        }
    }
}

class MyThread extends Thread { // 继承Thread
    public void run() { // 重写run方法
        for (int i = 0; i < 1000; i++) { // 将想要执行的代码写在run方法中
            System.out.println("aaaaaaaaaa");
        }
    }
}

Runnable 实现多线程

* A：实现 Runnable
　　* 定义类实现 Runnable接口
　　* 实现 run()方法
　　* 把新线程要做的事写在 run()方法中
　　* 创建Thread对象，传入Runnable的子类对象
　　* 调用 start()开启新线程，内部会自动调用 Runnable的 run()方法

package com.heima.thread;

public class Demo3_Thread {

    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable mr = new MyRunnable(); // 创建Runnable子类对象

        // Thread t = new Thread(mr); // 将Runnable的子类当作参数传递给Thread
        // t.start(); // 开启线程
        new Thread(mr).start(); // 使用匿名类开启线程

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("bb"); // 穿插打印 aaaaa 和 bb
        }

    }
}

class MyRunnable implements Runnable { // 定义一个类实现Runnable接口
    @Override
    public void run() { // 重写run方法
        for (int i = 0; i < 1000; i++) { // 将想要执行的代码写在run方法中
            System.out.println("aaaaaaaaaaaa");
        }
    }

}

两种方式的区别

* 查看源码的区别：
　　* a：继承 Thread，由于子类重写了 Thread类的 run()方法，当调用 start()时，直接找子类的 run()方法
　　* b：实现 Runnable，构造函数中传入了 Runnable的引用，成员变量记住了它，
　　　　start()调用 run()方法时内部判断成员变量 Runnable的引用是否为空，不为空编译时看的是 Runnable的 run()，运行时运行的是子类的 run()方法

* 继承 Thread
　　* 好处是：可以直接使用 Thread类中的方法，代码简单
　　* 弊端是：如果已经有了父类，就不能用这种方法

* 实现 Runnable接口
　　* 好处是：即使自己定义的线程类有了父类也没关系，而且接口是多实现的
　　* 弊端是：不能直接使用 Thread中的方法，需要先获取到线程对象后，才能得到 Thread的方法，代码复杂

 

匿名内部类实现多线程的两种方式

* 继承 Thread类

* 实现 Runnable接口

package com.heima.thread;

public class Demo4_Thread {
    // 使用匿名类继承Thread，实现Runnable，来开启多线程
    public static void main(String[] args) {
        new Thread() { // 继承Thread类
            public void run() { // 重写run方法
                for (int i = 0; i < 1000; i++) { // 将要执行的代码写在run方法中
                    System.out.println("aaaaaaa");
                }
            }
        }.start(); // 开启线程

        new Thread(new Runnable() { // 实现 Runnable接口
            @Override
            public void run() { // 重写run方法
                for (int i = 0; i < 1000; i++) { // 将要执行的代码写在run方法中
                    System.out.println("bb");
                }
            }
        }).start(); // 开启线程
    }
}

Thread 获取线程名和设置线程名

* A：获取名字
　　* 通过 getName()方法获取线程对象的名字

* B：设置名字
　　* 通过构造函数传入 String类型的名字
　　* 通过 setName(String)方法可以设置线程对象的名字

package com.heima.threadmethod;

public class Demo1_Name {

    public static void main(String[] args) {
        // demo1();
        // demo2();
    }
    
    public static void demo2() {
        new Thread() {
            public void run() {
                this.setName("zwb"); // 使用 setName()方法设置线程名，因为是在类的内部，所以用this关键字表示对此类命名
                System.out.println(this.getName()+ " aaaaa");
            }
        }.start();
        
        Thread t1 = new Thread() {
            public void run() {
                System.out.println(this.getName()+ " bb");
            }
        };
        t1.setName("cly"); // 使用 setName()对线程命名，因为在类外，所以通过对象名调用
        t1.start();
    }
    
    public static void demo1() {
        new Thread("zwb") { // 通过构造方法给线程命名
            public void run() {
                System.out.println(this.getName() + " aaaaaaa"); // 调用 getName()方法获取线程名
            }
        }.start();

        new Thread("cly") { // 通过构造方法给线程命名
            public void run() {
                System.out.println(this.getName() + " bb"); // 调用 getName()方法获取线程名
            }
        }.start();
    }
}

获取当前线程的对象

* Thread.currentThred()，主线程也可以获取

package com.heima.threadmethod;

public class Demo2_CurrentThread {

    public static void main(String[] args) {
        new Thread() {
            public void run() {
                System.out.println(getName() + " aaaaa");
            }
        }.start();
        
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " bb"); // 获取当前正在执行的线程
            }
        }).start();
        
        Thread.currentThread().setName("zwb"); // 设置当前正在执行的线程的名字，即主线程
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()); // 获取主线程的名字
    }
}

休眠线程

* Thread.sleep(毫秒值，纳秒值)，控制当前线程休眠若干毫秒
* 1秒 = 1 000毫秒 = 1 000 000 微秒 = 1 000 000 000 纳秒

package com.heima.threadmethod;

public class Demo3_Sleep {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // demo1();
        // demo2();
    }

    public static void demo2() {
        new Thread() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    try {
                        Thread.sleep(30); // 线程睡30毫秒
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(getName() + " aaaaa");
                }
            }
        }.start(); // 开启线程1
        
        new Thread() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    try {
                        Thread.sleep(30); // 线程睡30毫秒
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(getName() + " bb");
                }
            }
        }.start(); // 开启线程2
    }

    public static void demo1() {
        for(int i = 20; i >= 0; i--) {
            try {
                Thread.sleep(1000); // 线程睡1秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("倒计时 第" + i + "秒");
        }
    }
}

守护线程

* setDaemo()，设置一个线程为守护线程，该线程不会单独执行，当其他非守护线程都执行结束后，自动退出

package com.heima.threadmethod;

public class Demo4_Daemon {
    // 非守护线程一旦结束，守护线程也会随之结束
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread("cly") { // 创建线程1
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 2; i++) {
                    System.out.println(getName() + " aaaa");
                }
            }
        };
        
        Thread t2 = new Thread("zwb") { // 创建线程2
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 50; i++) {
                    System.out.println(getName() + " bb");
                }
            }
        };
        
        t2.setDaemon(true); // 当传入true就是设置为守护线程
        t1.start(); // 开启线程
        t2.start();
    }
}

加入线程

* join()，当前线程暂停，等到指定的线程执行结束后，当前线程再继续

* join(int)，可以等待指定的毫秒之后继续

package com.heima.threadmethod;

public class Demo5_Join {

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    System.out.println(getName() + " aaaaaaaa");
                }
            }
        }; // 创建线程1
        
        Thread t2 = new Thread() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    if (i == 2) { 
                        /*try {
                            t1.join();// t2执行2次之后暂停，等到t1全部执行完之后再让t2执行完剩下的所有
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }*/
                        try {
                            t1.join(20); // t2执行2次之后暂停，让t1单独先执行20毫秒，之后两条线程再交替执行
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.println(getName() + " bb");
                }
            }
        }; // 创建线程2
        
        t1.start(); // 开启线程
        t2.start();
    }
}

礼让线程

* yield 让出CPU

package com.heima.threadmethod;

public class Demo6_Yield {

    public static void main(String[] args) {
        new MyThread().start(); // 开启线程1
        new MyThread().start(); // 开启线程2
    }
}

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            if (i % 10 == 0) { // 判断是否满足条件
                Thread.yield(); // yield让出CPU，但真正运行时可能不会让
            }
            System.out.println(getName() + " " + i);
        }
    }
}

设置线程优先级

* setPriority()，设置线程的优先级

package com.heima.threadmethod;

public class Demo7_Priority {
    
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    System.out.println(getName() + " aaaaaaaa");
                }
            }
        }; // 创建线程1
        
        Thread t2 = new Thread() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    System.out.println(getName() + " bb");
                }
            }
        }; // 创建线程2
        
        // t1.setPriority(10); // 设置最大优先级,优先级高的相对先执行
        // t2.setPriority(1); // 设置最小优先级
        
        t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); // 设置最小的线程优先级，1
        t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); // 设置最大的线程优先级，10
        
        t1.start(); // 开启线程
        t2.start();
        
    }
}

同步代码块

* A：什么情况下需要同步
　　* 当多线程并发，有多段代码同时执行时，我们希望某一段代码执行的过程中CPU不要切换到其他线程工作，这时就需要同步
　　* 如果两段代码是同步的，那么同一时间只能执行一段，在一段代码没执行结束之前，不会执行另外一段代码

* B：同步代码块
　　* 使用 synchronized关键字加上一个锁对象来定义一段代码，这就叫同步代码块
　　* 多个同步代码块如果使用相同的锁对象，那么他们就是同步的

package com.heima.syn;

public class Demo1_Synchronized {

    public static void main(String[] args) {
        final Printer p = new Printer();

        new Thread() {
            public void run() {
                int i = 0;
                while (i < 100) {
                    p.print1();
                    i++;
                }
            }
        }.start(); // 开启线程1

        new Thread() {
            public void run() {
                int i = 0;
                while (i < 100) {
                    p.print2();
                    i++;
                }
            }
        }.start(); // 开启线程2
    }
}

class Printer {
    Demo d = new Demo();

    public void print1() {
        synchronized (d) { // 同步代码块的锁机制,锁对象可以是任意的对象,但不能是匿名对象
            System.out.print("z");
            System.out.print("w");
            System.out.print("b");
            System.out.println();
        }
    }

    public void print2() {
        // synchronized (new Demo()) { // 不能是匿名对象
        synchronized (d) {
            System.out.print("c");
            System.out.print("l");
            System.out.print("y");
            System.out.println();
        }
    }
}

class Demo {
}

同步方法

* 使用 synchronized关键字修饰一个方法，该方法中的所有代码都是同步的

package com.heima.syn;


public class Demo2_Synchronized {

    public static void main(String[] args) {
        Print2 p = new Print2();
        
        Thread t1 = new Thread() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                    p.print1();
                }
            }
        }; // 创建线程1
        
        Thread t2 = new Thread() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                    p.print2();
                }
            }
        }; // 创建线程2
        
        t1.start(); // 开启线程
        t2.start();
    }
}

class Print1 {
    // 非静态的同步方法的锁对象是 this
    public synchronized void print1() { // 同步方法只需要再方法上加上synchronized即可
        System.out.print("z");
        System.out.print("w");
        System.out.print("b");
        System.out.println();
    }

    public void print2() {
        synchronized (this) {
            System.out.print("c");
            System.out.print("l");
            System.out.print("y");
            System.out.println();            
        }
    }
}

class Print2 {
    // 静态的同步方法的锁对象是  字节码对象  也就是 Print2.class 或  getClass()
    public static synchronized void print1() { 
        System.out.print("z");
        System.out.print("w");
        System.out.print("b");
        System.out.println();
    }

    public void print2() {
        synchronized (getClass()) {
            System.out.print("c");
            System.out.print("l");
            System.out.print("y");
            System.out.println();            
        }
    }
}

线程安全问题

* 多线程并发操作同一数据时，就有可能出现线程安全问题
* 使用绒布技术可以解决这种问题，把操作数据的代码进行同步，不要多个线程一起操作

* 举例：铁路售票

package com.heima.syn;

public class Demo3_Ticket {

    public static void main(String[] args) {
        new Ticket("1").start(); // 开启线程
        new Ticket("2").start();
        new Ticket("3").start();
        new Ticket("4").start();
    }
}

class Ticket extends Thread {
    public Ticket() {
        super();
    }
    
    public Ticket(String name) { // 有参构造，给线程命名
        super(name);
    }
    
    private static int ticket = 1000; // 定义静态的票数，使得变量是公共的
    private static Object o = new Object(); // 如果用引用数据类型成员变量当作锁对象,必须是静态的，随着类的加载而加载，也是公共的
    
    public void run() { // 重写 run()方法
        while (true) { // 定义无限循环
            synchronized (Ticket.class) { // 用字节码对象当作锁对象
                if (ticket == 0) { // 判断条件跳出
                    break;
                }
                
                try {
                    Thread.sleep(1); // 线程1睡,线程2睡,线程3睡,线程4睡
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                
                System.out.println(getName() + "  这是第" + ticket-- + "号票");                
            }
        }
    }
}

死锁问题

* 多线程同步的时候，如果同步代码嵌套，使用相同的锁，就有可能出现死锁
　　* 尽量不要嵌套使用

package com.heima.syn;

public class Demo5_DeadLock {
    private static String s1 = "筷子左"; // 锁1
    private static String s2 = "筷子右"; // 锁2

    public static void main(String[] args) {
        new Thread() {
            public void run() { // 重写 run()方法
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    synchronized (s1) {
                        System.out.println(getName() + "：获取" + s1 + " 等待" + s2);
                        synchronized (s2) {
                            System.out.println(getName() + "：拿到" + s2 + "开吃");
                        }
                    }
                }
            }
        }.start(); // 开启线程1
        
        new Thread() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    synchronized (s2) {
                        System.out.println(getName() + "：获取" + s2 + " 等待" + s1);
                        synchronized (s1) {
                            System.out.println(getName() + "：拿到" + s1 + "开吃");
                        }
                    }
                }
            }
        }.start(); // 开启线程2
    }
}

以前的线程安全类的回顾

* A：回顾以前说过的线程安全问题
　　* 看源码：Vector，StringBuffer，Hashtable，Collections.synchronized(xxx)

　　* Vector 是线程安全的，ArrayList 是线程不安全的
　　* StringBuffer 是线程安全的，StringBuilder 是线程不安全的
　　* Hashtable 是线程安全的，HashMap 是线程不安全的
　　* Collections.synchronized(xxx)，可以将线程不安全的变成线程安全的