JAVA基础再回首（二十五）——Lock锁的使用、死锁问题、多线程生产者和消费者、线程池、匿名内部类使用多线程、定时器、面试题
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我们来继续学习多线程
Lock锁的使用
尽管我们能够理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，可是我们并没有直接看到在哪里加上了锁。在哪里释放了锁。为了更清晰的表达怎样加锁和释放锁。JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock
- Lock
- void lock()：获取锁
- void unlock()：释放锁
- ReentrantLock：是Lock的实现类
那么我们就来用Lock锁对象改进上篇中我们出售票的需求代码
public class SellTicket implements Runnable {
// 定义票
private int tickets = 100;
// 定义锁对象
private Lock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
// 加锁
lock.lock();
if (tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "正在出售第" + (tickets--) + "张票");
}
} finally {
// 释放锁
lock.unlock();
}
}
}
}
public class SellTicketDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建资源对象
SellTicket st = new SellTicket();
// 创建三个窗体
Thread t1 = new Thread(st, "窗体1");
Thread t2 = new Thread(st, "窗体2");
Thread t3 = new Thread(st, "窗体3");
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}运行程序，我们相同能够得到一样的结果，可是我们更清晰的看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁。
死锁问题
- 同步弊端
- 效率低
- 假设出现了同步嵌套，就easy产生死锁问题
- 死锁问题及其代码
- 是指两个或者两个以上的线程在运行的过程中。因争夺资源产生的一种互相等待现象
public class MyLock {
// 创建两把锁对象
public static final Object objA = new Object();
public static final Object objB = new Object();
}
public class DieLock extends Thread {
private boolean flag;
public DieLock(boolean flag) {
this.flag = flag;
}
@Override
public void run() {
if (flag) {
synchronized (MyLock.objA) {
System.out.println("if objA");
synchronized (MyLock.objB) {
System.out.println("if objB");
}
}
} else {
synchronized (MyLock.objB) {
System.out.println("else objB");
synchronized (MyLock.objA) {
System.out.println("else objA");
}
}
}
}
}
public class DieLockDemo {
public static void main(String[] args) {
DieLock dl1 = new DieLock(true);
DieLock dl2 = new DieLock(false);
dl1.start();
dl2.start();
}
}运行程序
能够看到这两个线程在争夺资源时，发生了一种互相等待的现象，这就是死锁。
在我们开发中。我们应该尽量避免死锁的发生。
多线程生产者和消费者问题
什么是生产者和消费者
简单来说就是生产一个，消费一个。详细点就是
- 生产者
- 先看是否有数据，有就等待；没有就生产，生产完毕之后通知消费者来消费数据
- 消费者
- 先看是否有数据，有就消费；没有就等待。通知生产者生产数据
为了处理这种问题，java提供了一种机制。等待唤醒机制。
我们用代码来演示
我们先创建以下类
- 资源类：Student
- 设置学生数据:SetThread(生产者)
- 获取学生数据：GetThread(消费者)
- 測试类:StudentDemo
/*
* 资源类：Student
*/
public class Student {
String name;
int age;
boolean flag; // 默认情况是没有数据，假设是true。说明有数据
}
/*
* 设置学生数据 生产者
*/
public class SetThread implements Runnable {
private Student s;
private int x = 0;
public SetThread(Student s) {
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (s) {
//推断有没有
if(s.flag){
try {
s.wait(); //t1等着，释放锁
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (x % 2 == 0) {
s.name = "阿杜";
s.age = 27;
} else {
s.name = "杜鹏程";
s.age = 23;
}
x++; //x=1
//改动标记
s.flag = true;
//唤醒线程
s.notify(); //唤醒t2,唤醒并不表示你立刻能够运行，必须还得抢CPU的运行权。
}
//t1有，或者t2有
}
}
}
/*
* 获取学生数据：消费者
*/
public class GetThread implements Runnable {
private Student s;
public GetThread(Student s) {
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (s) {
if(!s.flag){
try {
s.wait(); //t2就等待了。马上释放锁。将来醒过来的时候。是从这里醒过来的时候
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(s.name + "---" + s.age);
//阿杜---27
//杜鹏程---23
//改动标记
s.flag = false;
//唤醒线程
s.notify(); //唤醒t1
}
}
}
}
/*
* 測试类
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建资源
Student s = new Student();
//设置和获取的类
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s);
//线程类
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
//启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}运行程序
这样我们就看到了生产者生产一个，消费者消费一个。这样就具有多线程的特性，假设出现其它现象，那就说明你的线程存在安全隐患了。
线程池
程序启动一个新线程成本是比較高的，由于它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池能够非常好的提高性能，尤其是当程序中要创建大量生存期非常短的线程时，更应该考虑使用线程池。
线程池的优点：线程池里的每个线程代码结束后，并不会死亡。而是再次回到线程池中成为空暇状态。等待下一个对象来使用。
JDK5新增了一个Executors工厂类来产生线程池，有例如以下几个方法：
- public static ExecutorService newCachedThreadPool()：创建一个具有缓存功能的线程池。
缓存：百度浏览过的信息再次訪问
- public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)：创建一个可重用的。具有固定线程数的线程池
- public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()：创建一个唯独单线程的线程池。相当于上个方法的參数是1
以下我们就来实现一个线程的代码,我们先来分析一波实现的步骤
- 创建一个线程池对象。控制要创建几个线程对象。
- public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
- 这种线程池的线程能够运行：
- 能够运行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
- 做一个类实现Runnable接口。
- 调用例如以下方法就可以
- Future < ?> submit(Runnable task)
- < T> Future < T> submit(Callable task)
- 能够结束该线程
public class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 100; x++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);
}
}
}
public class ExecutorsDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个线程池对象，控制要创建几个线程对象。
// public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
// 能够运行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
pool.submit(new MyRunnable());
pool.submit(new MyRunnable());
//结束线程池
pool.shutdown();
}
}
这样我们就运用线程池开启了一个线程
匿名内部类使用多线程
- 匿名内部类方式使用多线程
- new Thread(){代码…}.start();
- new Thread(new Runnable(){代码…}).start();
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
// 继承Thread类来实现多线程
new Thread() {
public void run() {
for (int x = 0; x < 100; x++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":"
+ x);
}
}
}.start();
// 实现Runnable接口来实现多线程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 100; x++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":"+ x);
}
}
}) {
}.start();
}
}我们在开发中常常会这样用匿名内部类的方式去实现一个线程
运行程序能够看到开启了两个线程
定时器
定时器是一个应用十分广泛的线程工具，可用于调度多个定时任务以后台线程的方式运行。在Java中，能够通过Timer和TimerTask类来实现定义调度的功能
- Timer定时
- public Timer()
- public void schedule(TimerTask task, long delay)
- public void schedule(TimerTask task,long delay,long period)
- TimerTask:任务
public class TimerDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建定时器对象
Timer t = new Timer();
// 3秒后运行爆炸任务
// t.schedule(new MyTask(), 3000);
// 3秒后运行爆炸任务并结束任务
t.schedule(new MyTask(t), 3000);
}
}
// 做一个任务
class MyTask extends TimerTask {
private Timer t;
public MyTask(){}
public MyTask(Timer t){
this.t = t;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("蹦,爆炸了");
t.cancel();//取消任务
}
}我们实现了3秒后爆炸并结束任务的代码，也能够实现连环炸，就是3秒后爆炸，然后间隔几秒又接着炸，实现起来也非常easy
public class TimerDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 创建定时器对象
Timer t = new Timer();
// 3秒后运行爆炸任务第一次，假设不成功。每隔2秒再继续炸
t.schedule(new MyTask2(), 3000, 2000);
}
}
// 做一个任务
class MyTask2 extends TimerTask {
@Override
public void run() {
System.out.println("beng,爆炸了");
}
}面试题
我们来总结一下多线程这块常见的面试题
启动一个线程是run()还是start()?
它们的差别?
启动一个线程是start();
run():封装了被线程运行的代码,直接调用不过普通方法的调用
start():启动线程，并由JVM自己主动调用run()方法sleep()和wait()方法的差别?
sleep():必须指时间;不释放锁。
wait():能够不指定时间，也能够指定时间;释放锁。为什么wait(),notify(),notifyAll()等方法都定义在Object类中?
由于这些方法的调用是依赖于锁对象的，而同步代码块的锁对象是随意锁。
而Object代码随意的对象。所以，定义在这里面。
好了，多线程我们学的几乎相同了。还剩下一个设计模式的知识点。下篇我们来学习。
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