Java十七篇:多线程



加强自身学习,提高自身素质。 积累工作经验,改进工作方法,向周围同志学习,注重别人优点,学习他们处理问题的方法,查找不足,提高自己。








常常听到进程,杀死这个进程。

问题:进程和线程有啥关系呢?

进程和线程

进程是程序的一次动态执行过程,它需要经历从代码加载,代码执行到执行完毕的一个完整的过程,这个过程也是进程本身从产生,发展到最终消亡的过程。多进程操作系统能同时达运行多个进程(程序),由于 CPU 具备分时机制,所以每个进程都能循环获得自己的CPU 时间片。由于 CPU 执行速度非常快,使得所有程序好像是在同时运行一样。

多线程是实现并发机制的一种有效手段。进程和线程一样,都是实现并发的一个基本单位。线程是比进程更小的执行单位,线程是进程的基础之上进行进一步的划分。所谓多线程是指一个进程在执行过程中可以产生多个更小的程序单元,这些更小的单元称为线程,这些线程可以同时存在,同时运行,一个进程可能包含多个同时执行的线程。进程与线程的区别如图所示:

Java十七篇:多线程


Java 给多线程编程提供了内置的支持。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。

多线程是多任务的一种特别的形式,但多线程使用了更小的资源开销。

这里定义和线程相关的另一个术语 – 进程:一个进程包括由操作系统分配的内存空间,包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在,它必须是进程的一部分。一个进程一直运行,直到所有的非守护线程都结束运行后才能结束。

多线程能满足程序员编写高效率的程序来达到充分利用 CPU 的目的。

一个线程的生命周期

线程是一个动态执行的过程,它也有一个从产生到死亡的过程。

下图显示了一个线程完整的生命周期。

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  • 新建状态:

    使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后,该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。

  • 就绪状态:

    当线程对象调用了start()方法之后,该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中,要等待JVM里线程调度器的调度。

  • 运行状态:

    如果就绪状态的线程获取 CPU 资源,就可以执行 run(),此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂,它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。

  • 阻塞状态:

    如果一个线程执行了sleep(睡眠)、suspend(挂起)等方法,失去所占用资源之后,该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种:

    • 等待阻塞:运行状态中的线程执行 wait() 方法,使线程进入到等待阻塞状态。
    • 同步阻塞:线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
    • 其他阻塞:通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时,线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时,join() 等待线程终止或超时,或者 I/O 处理完毕,线程重新转入就绪状态。
  • 死亡状态:

    一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时,该线程就切换到终止状态。

线程的优先级

每一个 Java 线程都有一个优先级,这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。

Java 线程的优先级是一个整数,其取值范围是 1 (Thread.MIN_PRIORITY ) – 10 (Thread.MAX_PRIORITY )。

默认情况下,每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY(5)。

具有较高优先级的线程对程序更重要,并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是,线程优先级不能保证线程执行的顺序,而且非常依赖于平台。

创建线程的方式

Java 提供了四种创建线程的方法:

  • 通过实现 Runnable 接口;
  • 通过继承 Thread 类本身;
  • 通过 Callable 和 Future 创建线程。
  • 通过线程池去创建线程

1.实现Runnable接口

public class Day1 implements Runnable {
private String name; // 表示线程的名称

public Day1(String name) {
this.name = name; // 通过构造方法配置name属性
}

@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(name+"运行,i="+i);
}
}
public class RunnableDemo01 {
public static void main(String[] args) {
Day1 mt1 = new Day1("线程A "); // 实例化对象
Day1 mt2 = new Day1("线程B "); // 实例化对象
Thread t1 = new Thread(mt1); // 实例化Thread类对象
Thread t2 = new Thread(mt2); // 实例化Thread类对象
t1.start(); // 启动多线程
t2.start(); // 启动多线程
}
}

结果:

线程A 运行,i=0
线程A 运行,i=1
线程A 运行,i=2
线程A 运行,i=3
线程A 运行,i=4
线程A 运行,i=5
线程A 运行,i=6
线程A 运行,i=7
线程A 运行,i=8
线程A 运行,i=9
线程B 运行,i=0
线程B 运行,i=1
线程B 运行,i=2
线程B 运行,i=3
线程B 运行,i=4
线程B 运行,i=5
线程B 运行,i=6
线程B 运行,i=7
线程B 运行,i=8
线程B 运行,i=9

2.继承Thread类

package com.zhsj.test;

/**
* @author 刘良琪
* @version V1.0
* <p> </p>
* @Package com.zhsj.test
* @date 2021/12/20 21:23
*/

public class MyThread extends Thread{
private String name;
public MyThread(String name){
this.name = name;
}

@Override
public void run(){
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(name+"运行,i="+i);
}
}
public static class ThreadDemo02{
public static void main(String[] args) {
MyThread mt1 = new MyThread("线程A "); // 实例化对象
MyThread mt2 = new MyThread("线程B "); // 实例化对象
mt1.start(); // 启动多线程
mt2.start(); // 启动多线程
}
}
}

结果

线程A 运行,i=0
线程B 运行,i=0
线程B 运行,i=1
线程B 运行,i=2
线程B 运行,i=3
线程A 运行,i=1
线程A 运行,i=2
线程A 运行,i=3
线程A 运行,i=4
线程A 运行,i=5
线程A 运行,i=6
线程A 运行,i=7
线程A 运行,i=8
线程A 运行,i=9
线程B 运行,i=4
线程B 运行,i=5
线程B 运行,i=6
线程B 运行,i=7
线程B 运行,i=8
线程B 运行,i=9

从程序可以看出,现在的两个线程对象是交错运行的,哪个线程对象抢到了 CPU 资源,哪个线程就可以运行,所以程序每次的运行结果肯定是不一样的,在线程启动虽然调用的是 start() 方法,但实际上调用的却是 run() 方法定义的主体。

Thread 类和 Runnable 接口区别

通过 Thread 类和 Runable 接口都可以实现多线程,那么两者有哪些联系和区别呢?下面我们观察 Thread 类的定义。

public class Thread extends Object implements Runnable

从 Thread 类的定义可以清楚的发现,Thread 类也是 Runnable 接口的子类,但在Thread类中并没有完全实现 Runnable 接口中的 run() 方法,下面是 Thread 类的部分定义。

 Private Runnable target;
public Thread(Runnable target,String name){
init(null,target,name,0);
}
private void init(ThreadGroup g,Runnable target,String name,long stackSize){
...
this.target=target;
}
public void run(){
if(target!=null){
target.run();
}
}

从定义中可以发现,在 Thread 类中的 run() 方法调用的是 Runnable 接口中的 run() 方法,也就是说此方法是由 Runnable 子类完成的,所以如果要通过继承 Thread 类实现多线程,则必须覆写 run()。

实际上 Thread 类和 Runnable 接口之间在使用上也是有区别的,如果一个类继承 Thread类,则不适合于多个线程共享资源,而实现了 Runnable 接口,就可以方便的实现资源的共享。

3.通过 Callable 和 Future 创建线程


    1. 创建 Callable 接口的实现类,并实现 call() 方法,该 call() 方法将作为线程执行体,并且有返回值。

    1. 创建 Callable 实现类的实例,使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象,该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值。

    1. 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程。

    1. 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。
public class CallableThreadTest implements Callable<Integer> {
public static void main(String[] args)
{
CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();
FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);
for(int i = 0;i < 100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);
if(i==20)
{
new Thread(ft,"有返回值的线程").start();
}
}
try
{
System.out.println("子线程的返回值:"+ft.get());
} catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e)
{
e.printStackTrace();
}

}
@Override
public Integer call() throws Exception
{
int i = 0;
for(;i<100;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
}
return i;
}
}

结果:

main 的循环变量i的值0
main 的循环变量i的值1
main 的循环变量i的值2
main 的循环变量i的值3
main 的循环变量i的值4
main 的循环变量i的值5
main 的循环变量i的值6
main 的循环变量i的值7
main 的循环变量i的值8
main 的循环变量i的值9
有返回值的线程 0
main 的循环变量i的值41
有返回值的线程 1
有返回值的线程 2
有返回值的线程 3
有返回值的线程 4
有返回值的线程 5
main 的循环变量i的值42
main 的循环变量i的值43
main 的循环变量i的值44
main 的循环变量i的值45
有返回值的线程 12
有返回值的线程 13
有返回值的线程 14
有返回值的线程 15
有返回值的线程 16
有返回值的线程 17

4.通过线程池来创建线程

  • 创建线程池的正确方式:

避免使用Executors创建线程池主要是为了避免其中的默认实现,可以改用ThreadPoolExecutor构造方法指定参数即可。

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需要指定核心线程池的大小、最大线程池的数量、保持存活的时间、等待队列容量的大小。在这种情况下一旦提交的线程数超过当前可用的线程数时就会抛出拒绝执行的异常 java.util.concurrent.RejectedExecutionException 有界队列已经满了便无法处理新的任务。

  • 使用工具类来创建线程池:

除了自己定义的ThreadPool之外,还可以使用开源库 apache guava等。

个人推荐使用guava的ThreadFactoryBuilder() 来创建线程池:

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多线程

用多线程只有一个目的,那就是更好的利用cpu的资源,因为所有的多线程代码都可以用单线程来实现。说这个话其实只有一半对,因为反应“多角色”的程序代码,最起码每个角色要给他一个线程吧,否则连实际场景都无法模拟,当然也没法说能用单线程来实现:比如最常见的“生产者,消费者模型”。

很多人都对其中的一些概念不够明确,如同步、并发等等,让我们先建立一个数据字典,以免产生误会。

  • 多线程:指的是这个程序(一个进程)运行时产生了不止一个线程
  • 并行与并发:
    • 并行:多个cpu实例或者多台机器同时执行一段处理逻辑,是真正的同时。
    • 并发:通过cpu调度算法,让用户看上去同时执行,实际上从cpu操作层面不是真正的同时。并发往往在场景中有公用的资源,那么针对这个公用的资源往往产生瓶颈,我们会用TPS或者QPS来反应这个系统的处理能力。
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并发与并行

  • 线程安全:经常用来描绘一段代码。指在并发的情况之下,该代码经过多线程使用,线程的调度顺序不影响任何结果。这个时候使用多线程,我们只需要关注系统的内存,cpu是不是够用即可。反过来,线程不安全就意味着线程的调度顺序会影响最终结果,如不加事务的转账代码:
void transferMoney(User from, User to, float amount){
to.setMoney(to.getBalance() + amount);
from.setMoney(from.getBalance() - amount);
}
  • 同步:Java中的同步指的是通过人为的控制和调度,保证共享资源的多线程访问成为线程安全,来保证结果的准确。如上面的代码简单加入@synchronized关键字。在保证结果准确的同时,提高性能,才是优秀的程序。线程安全的优先级高于性能。

好了,让我们开始吧。我准备分成几部分来总结涉及到多线程的内容:、

  1. 扎好马步:线程的状态
  2. 内功心法:每个对象都有的方法(机制)
  3. 太祖长拳:基本线程类
  4. 九阴真经:高级多线程控制类
扎好马步:线程的状态
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线程状态

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线程状态转换

各种状态一目了然,值得一提的是”blocked”这个状态:线程在Running的过程中可能会遇到阻塞(Blocked)情况

  1. 调用join()和sleep()方法,sleep()时间结束或被打断,join()中断,IO完成都会回到Runnable状态,等待JVM的调度。
  2. 调用wait(),使该线程处于等待池(wait blocked pool),直到notify()/notifyAll(),线程被唤醒被放到锁定池(lock blocked pool ),释放同步锁使线程回到可运行状态(Runnable)
  3. 对Running状态的线程加同步锁(Synchronized)使其进入(lock blocked pool ),同步锁被释放进入可运行状态(Runnable)。

此外,在runnable状态的线程是处于被调度的线程,此时的调度顺序是不一定的。Thread类中的yield方法可以让一个running状态的线程转入runnable。

内功心法:每个对象都有的方法(机制)

synchronized, wait, notify 是任何对象都具有的同步工具。让我们先来了解他们

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monitor

他们是应用于同步问题的人工线程调度工具。讲其本质,首先就要明确monitor的概念,Java中的每个对象都有一个监视器,来监测并发代码的重入。在非多线程编码时该监视器不发挥作用,反之如果在synchronized 范围内,监视器发挥作用。

wait/notify必须存在于synchronized块中。并且,这三个关键字针对的是同一个监视器(某对象的监视器)。这意味着wait之后,其他线程可以进入同步块执行。

当某代码并不持有监视器的使用权时(如图中5的状态,即脱离同步块)去wait或notify,会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException。也包括在synchronized块中去调用另一个对象的wait/notify,因为不同对象的监视器不同,同样会抛出此异常。

再讲用法:

  • synchronized单独使用:
    • 代码块:如下,在多线程环境下,synchronized块中的方法获取了lock实例的monitor,如果实例相同,那么只有一个线程能执行该块内容
public class Thread1 implements Runnable {
Object lock;
public void run() {
synchronized(lock){
..do something
}
}
}

直接用于方法:相当于上面代码中用lock来锁定的效果,实际获取的是Thread1类的monitor。更进一步,如果修饰的是static方法,则锁定该类所有实例。

public class Thread1 implements Runnable {
public synchronized void run() {
..do something
}
}

synchronized, wait, notify结合:典型场景生产者消费者问题

/**
* 生产者生产出来的产品交给店员
*/

public synchronized void produce()
{
if(this.product >= MAX_PRODUCT)
{
try
{
wait();
System.out.println("产品已满,请稍候再生产");
}
catch(InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
return;
}

this.product++;
System.out.println("生产者生产第" + this.product + "个产品.");
notifyAll(); //通知等待区的消费者可以取出产品了
}

/**
* 消费者从店员取产品
*/

public synchronized void consume()
{
if(this.product <= MIN_PRODUCT)
{
try
{
wait();
System.out.println("缺货,稍候再取");
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
return;
}

System.out.println("消费者取走了第" + this.product + "个产品.");
this.product--;
notifyAll(); //通知等待去的生产者可以生产产品了
}
volatile

多线程的内存模型:main memory(主存)、working memory(线程栈),在处理数据时,线程会把值从主存load到本地栈,完成操作后再save回去(volatile关键词的作用:每次针对该变量的操作都激发一次load and save)。

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volatile

针对多线程使用的变量如果不是volatile或者final修饰的,很有可能产生不可预知的结果(另一个线程修改了这个值,但是之后在某线程看到的是修改之前的值)。其实道理上讲同一实例的同一属性本身只有一个副本。但是多线程是会缓存值的,本质上,volatile就是不去缓存,直接取值。在线程安全的情况下加volatile会牺牲性能。

太祖长拳:基本线程类

基本线程类指的是Thread类,Runnable接口,Callable接口 我上面已经介绍了

九阴真经:高级多线程控制类

以上都属于内功心法,接下来是实际项目中常用到的工具了,Java1.5提供了一个非常高效实用的多线程包:java.util.concurrent, 提供了大量高级工具,可以帮助开发者编写高效、易维护、结构清晰的Java多线程程序。

1.ThreadLocal类

用处:保存线程的独立变量。对一个线程类(继承自Thread) 当使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本。常用于用户登录控制,如记录session信息。

实现:每个Thread都持有一个TreadLocalMap类型的变量(该类是一个轻量级的Map,功能与map一样,区别是桶里放的是entry而不是entry的链表。功能还是一个map。)以本身为key,以目标为value。主要方法是get()和set(T a),set之后在map里维护一个threadLocal -> a,get时将a返回。ThreadLocal是一个特殊的容器。

2.原子类(AtomicInteger、AtomicBoolean……)

如果使用atomic wrapper class如atomicInteger,或者使用自己保证原子的操作,则等同于synchronized

//返回值为boolean
AtomicInteger.compareAndSet(int expect,int update)

该方法可用于实现乐观锁,考虑文中最初提到的如下场景:a给b付款10元,a扣了10元,b要加10元。此时c给b2元,但是b的加十元代码约为:

if(b.value.compareAndSet(old, value)){
return ;
}else{
//try again
// if that fails, rollback and log
}

AtomicReference对于AtomicReference 来讲,也许对象会出现,属性丢失的情况,即oldObject == current,但是oldObject.getPropertyA != current.getPropertyA。这时候,AtomicStampedReference就派上用场了。这也是一个很常用的思路,即加上版本号

3.Lock类

lock: 在java.util.concurrent包内。共有三个实现:

ReentrantLock
ReentrantReadWriteLock.ReadLock
ReentrantReadWriteLock.WriteLock

主要目的是和synchronized一样, 两者都是为了解决同步问题,处理资源争端而产生的技术。功能类似但有一些区别。

区别如下:

lock更灵活,可以自由定义多把锁的枷锁解锁顺序(synchronized要按照先加的后解顺序)
提供多种加锁方案,lock 阻塞式, trylock 无阻塞式, lockInterruptily 可打断式, 还有trylock的带超时时间版本。
本质上和监视器锁(即synchronized是一样的)
能力越大,责任越大,必须控制好加锁和解锁,否则会导致灾难。
和Condition类的结合。
性能更高

synchronized和Lock性能对比

ReentrantLock     可重入的意义在于持有锁的线程可以继续持有,并且要释放对等的次数后才真正释放该锁。使用方法是:

1.先new一个实例

static ReentrantLock r=new ReentrantLock();
2.加锁      
r.lock()或r.lockInterruptibly();

此处也是个不同,后者可被打断。当a线程lock后,b线程阻塞,此时如果是lockInterruptibly,那么在调用b.interrupt()之后,b线程退出阻塞,并放弃对资源的争抢,进入catch块。(如果使用后者,必须throw interruptable exception 或catch)

3.释放锁

r.unlock()

必须做!何为必须做呢,要放在finally里面。以防止异常跳出了正常流程,导致灾难。这里补充一个小知识点,finally是可以信任的:经过测试,哪怕是发生了OutofMemoryError,finally块中的语句执行也能够得到保证。

ReentrantReadWriteLock

可重入读写锁(读写锁的一个实现) 

 ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock()
  ReadLock r = lock.readLock();
  WriteLock w = lock.writeLock();

两者都有lock,unlock方法。写写,写读互斥;读读不互斥。可以实现并发读的高效线程安全代码

4.容器类

这里就讨论比较常用的两个:

BlockingQueue
ConcurrentHashMap

BlockingQueue阻塞队列。该类是java.util.concurrent包下的重要类,通过对Queue的学习可以得知,这个queue是单向队列,可以在队列头添加元素和在队尾删除或取出元素。类似于一个管  道,特别适用于先进先出策略的一些应用场景。普通的queue接口主要实现有PriorityQueue(优先队列),有兴趣可以研究

BlockingQueue在队列的基础上添加了多线程协作的功能:

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BlockingQueue

除了传统的queue功能(表格左边的两列)之外,还提供了阻塞接口put和take,带超时功能的阻塞接口offer和poll。put会在队列满的时候阻塞,直到有空间时被唤醒;take在队 列空的时候阻塞,直到有东西拿的时候才被唤醒。用于生产者-消费者模型尤其好用,堪称神器。

常见的阻塞队列有:

ArrayListBlockingQueue
LinkedListBlockingQueue
DelayQueue
SynchronousQueue

ConcurrentHashMap高效的线程安全哈希map。请对比hashTable , concurrentHashMap, HashMap

5.管理类

管理类的概念比较泛,用于管理线程,本身不是多线程的,但提供了一些机制来利用上述的工具做一些封装。了解到的值得一提的管理类:ThreadPoolExecutor和 JMX框架下的系统级管理类 ThreadMXBeanThreadPoolExecutor如果不了解这个类,应该了解前面提到的ExecutorService,开一个自己的线程池非常方便:

ExecutorService e = Executors.newCachedThreadPool();
ExecutorService e = Executors.newSingleThreadExecutor();
ExecutorService e = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 第一种是可变大小线程池,按照任务数来分配线程,
// 第二种是单线程池,相当于FixedThreadPool(1)
// 第三种是固定大小线程池。
// 然后运行
e.execute(new MyRunnableImpl());

该类内部是通过ThreadPoolExecutor实现的,掌握该类有助于理解线程池的管理,本质上,他们都是ThreadPoolExecutor类的各种实现版本。请参见javadoc:

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ThreadPoolExecutor参数解释

翻译一下:

corePoolSize:池内线程初始值与最小值,就算是空闲状态,也会保持该数量线程。
maximumPoolSize:线程最大值,线程的增长始终不会超过该值。
keepAliveTime:当池内线程数高于corePoolSize时,经过多少时间多余的空闲线程才会被回收。回收前处于wait状态
unit:
时间单位,可以使用TimeUnit的实例,如TimeUnit.MILLISECONDS 
workQueue:待入任务(Runnable)的等待场所,该参数主要影响调度策略,如公平与否,是否产生饿死(starving)
threadFactory:线程工厂类,有默认实现,如果有自定义的需要则需要自己实现ThreadFactory接口并作为参数传入。

同步和死锁

一个多线程的程序如果是通过 Runnable 接口实现的,则意味着类中的属性被多个线程共享,那么这样就会造成一种问题,如果这多个线程要操作同一个资源时就有可能出现资源同步问题。

解决方法:

同步代码块
synchronized(同步对象){ 
需要同步的代码

class MyThread implements Runnable{
private int ticket = 5 ; // 假设一共有5张票
public void run(){
for(int i=0;i<100;i++){
synchronized(this){ // 要对当前对象进行同步
if(ticket>0){ // 还有票
try{
Thread.sleep(300) ; // 加入延迟
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace() ;
}
System.out.println("卖票:ticket = " + ticket-- );
}
}
}
}
};
public class SyncDemo02{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 定义线程对象
Thread t1 = new Thread(mt) ; // 定义Thread对象
Thread t2 = new Thread(mt) ; // 定义Thread对象
Thread t3 = new Thread(mt) ; // 定义Thread对象
t1.start() ;
t2.start() ;
t3.start() ;
}
};

程序执行结果:

Java十七篇:多线程

同步方法

除了可以将需要的代码设置成同步代码块外,也可以使用 synchronized 关键字将一个方法声明为同步方法。

 synchronized 方法返回值 方法名称(参数列表){ 



class MyThread implements Runnable{
private int ticket = 5 ; // 假设一共有5张票
public void run(){
for(int i=0;i<100;i++){
this.sale() ; // 调用同步方法
}
}
public synchronized void sale(){ // 声明同步方法
if(ticket>0){ // 还有票
try{
Thread.sleep(300) ; // 加入延迟
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace() ;
}
System.out.println("卖票:ticket = " + ticket-- );
}

}
};
public class SyncDemo03{
public static void main(String args[]){
MyThread mt = new MyThread() ; // 定义线程对象
Thread t1 = new Thread(mt) ; // 定义Thread对象
Thread t2 = new Thread(mt) ; // 定义Thread对象
Thread t3 = new Thread(mt) ; // 定义Thread对象
t1.start() ;
t2.start() ;
t3.start() ;
}
};

程序执行结果:

Java十七篇:多线程
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从程序运行的结果可以发现,此代码完成了与之前同步代码同样的功能。

死锁

同步可以保证资源共享操作的正确性,但是过多同步也会产生问题。例如,现在张三想要李四的画,李四想要张三的书,张三对李四说“把你的画给我,我就给你书”,李四也对张三说“把你的书给我,我就给你画”两个人互相等对方先行动,就这么干等没有结果,这实际上就是死锁的概念。

所谓死锁,就是两个线程都在等待对方先完成,造成程序的停滞,一般程序的死锁都是在程序运行时出现的。

下面以一个简单范例说明这个概念

class Zhangsan{ // 定义张三类
public void say(){
System.out.println("张三对李四说:“你给我画,我就把书给你。”") ;
}
public void get(){
System.out.println("张三得到画了。") ;
}
};
class Lisi{ // 定义李四类
public void say(){
System.out.println("李四对张三说:“你给我书,我就把画给你”") ;
}
public void get(){
System.out.println("李四得到书了。") ;
}
};
public class ThreadDeadLock implements Runnable{
private static Zhangsan zs = new Zhangsan() ; // 实例化static型对象
private static Lisi ls = new Lisi() ; // 实例化static型对象
private boolean flag = false ; // 声明标志位,判断那个先说话
public void run(){ // 覆写run()方法
if(flag){
synchronized(zs){ // 同步张三
zs.say() ;
try{
Thread.sleep(500) ;
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace() ;
}
synchronized(ls){
zs.get() ;
}
}
}else{
synchronized(ls){
ls.say() ;
try{
Thread.sleep(500) ;
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace() ;
}
synchronized(zs){
ls.get() ;
}
}
}
}
public static void main(String args[]){
ThreadDeadLock t1 = new ThreadDeadLock() ; // 控制张三
ThreadDeadLock t2 = new ThreadDeadLock() ; // 控制李四
t1.flag = true ;
t2.flag = false ;
Thread thA = new Thread(t1) ;
Thread thB = new Thread(t2) ;
thA.start() ;
thB.start() ;
}
};

程序运行结果:

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以下代码不再执行,程序进入死锁状态。

总结

1.线程在编写程序的时候很重要,Java 给多线程编程提供了内置的支持。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。

2.Java 提供了四种创建线程的方法:

  • 通过实现 Runnable 接口;
  • 通过继承 Thread 类本身;
  • 通过 Callable 和 Future 创建线程。
  • 通过线程池去创建线程

3.知道了并行与并发

  • 并行:多个cpu实例或者多台机器同时执行一段处理逻辑,是真正的同时。
  • 并发:通过cpu调度算法,让用户看上去同时执行,实际上从cpu操作层面不是真正的同时。并发往往在场景中有公用的资源,那么针对这个公用的资源往往产生瓶颈,我们会用TPS或者QPS来反应这个系统的处理能力。

4.线程状态

5.锁的出现,同步和死锁的问题

6.好好学习线程,学好了多线程可以提高程序的性能,线程是一个程序的难点也是一个重点,进阶的必备及技能。



Java十七篇:多线程



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