7月29_多线程的理解2

2018-07-29 本文已影响8人须臾之北

一、多线程(单例设计模式)(掌握)

单例设计模式：保证类在内存中只有一个对象。
如何保证类在内存中只有一个对象呢？
- (1)控制类的创建，不让其他类来创建本类的对象。private
- (2)在本类中定义一个本类的对象。Singleton s;
- (3)提供公共的访问方式。 public static Singleton getInstance(){return s}

单例写法两种：

(1)饿汉式开发用这种方式。——空间换时间

      //饿汉式
      class Singleton {
          //1,私有构造函数
          private Singleton(){}
          //2,创建本类对象
          private static Singleton s = new Singleton();
          //3,对外提供公共的访问方法
          public static Singleton getInstance() {
              return s;
          }
          
          public static void print() {
              System.out.println("11111111111");
          }
      }

(2)懒汉式 ——时间换空间——单例的延迟加载模式

      //懒汉式,单例的延迟加载模式
      class Singleton {
          //1,私有构造函数
          private Singleton(){}
          //2,声明一个本类的引用
          private static Singleton s;
          //3,对外提供公共的访问方法
          public static Singleton getInstance() {
              if(s == null)
                  //线程1,线程2
                  s = new Singleton();
              return s;
          }
          
          public static void print() {
              System.out.println("11111111111");
          }
      }

（3） Singleton 类——解决多线程异步问题

      public class Singleton {
  
          //私有的共享对象
          private static Singleton instance = null;
          
          //构造方法私有
          private Singleton() {
              
          }
          
          //获取对象
          public static Singleton getInstance() {
              if(instance == null) {
                  synchronized(Singleton.class) {
                      if(instance == null) {
                          instance = new Singleton();
                      }
                  }           
              }
              return instance;
          }
          
          //定义一个测试方法
          public void method() {
              System.out.println("单例设计模式的学习");
          }
      }

TestSingletonPattern

  public class TestSingletonPattern {
      public static void main(String[] args) {
          Singleton singleton = Singleton.getInstance();
          singleton.method();
          
          Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
          singleton2.method();
          
          System.out.println(singleton == singleton2);
          //输出true，所有实例共享一个对象
      }
  }

饿汉式和懒汉式的区别

① 懒汉式：单例延迟加载模式，时间换空间，用的时候才判断，每一次判断都浪费时间，而且在多线程访问时，可能会创建多个线程

② 饿汉式：一上来就创建，需要的时候直接返回，用空间换时间，省去了判断的时间

在java语言中，单例带来了两大好处：
- 对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间，这对于那些重量级的对象而言，是非常可观的一笔系统开销。
- 由于new操作的次数减少，因而对系统内存的使用频率也会降低，这将减轻GC压力，缩短GC停顿时间。

二、多线程(Runtime类)

Runtime类是一个单例类

  Runtime r = Runtime.getRuntime();
  //r.exec("shutdown -s -t 300");     //300秒后关机
  r.exec("shutdown -a");              //取消关机

1. Runtime类介绍

Every Java application has a single instance of class Runtime that allows the application to interface with the environment in which the application is running.(Runtime属于运行时的操作类)
Runtime类的设计符合单例设计模式
- 即在Runtime类的实现中Runtime()构造方法是private,不允许new一个Runtime对象
- 与此相对应的当我们获取一个Runtime类型对象时用到的是getRuntime()方法，其返回值是一个Runtime类型的对象 eg:Runtime.getRuntime()
```
  public static Runtime getRuntime()          
      Returns the runtime object associated with the current Java application.
```
Runtime类中的方法
- public long maxMemory()
  - Returns the maximum amount of memory that the Java virtual machine will attempt to use.（返回最大内存）
- public long totalMemory()
  - Returns the total amount of memory in the Java virtual machine. The value returned by this method may vary over time, depending on the host environment.（返回总共内存）
- public long freeMemory()
  - Returns the amount of free memory in the Java Virtual Machine. Calling the gc method may result in increasing the value returned by freeMemory（返回空闲内存，gc()方法的调用会改变这一值大小）
- public void gc()
  - When control returns from the method call, the virtual machine has made its best effort to recycle all discarded objects.
  - The virtual machine performs this recycling process automatically as needed, in a separate thread, even if the gc method is not invoked explicitly.（就算不调用此方法，JVM也也会自动调用，此时调用此方法是为了更快的使用垃圾对象所占用的内存）
- Runtime.getRuntime().gc()等价于System.gc()

2. Runtime类使用

public class TestRuntime {
    public static void main(String[] args) {
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        
        //获取最大内存
        System.out.println("最大内存为：" + runtime.maxMemory());
        
        //获取总共的可用内存
        System.out.println("总共的可用内存：" + runtime.totalMemory());
        
        //获取空闲内存
        System.out.println("空闲内存为：" + runtime.freeMemory());
        
        //调用gc方法进行垃圾回收
        runtime.gc();
    }
}
/*
 *  在JDK1.8中输出结果为：
 *  --------------------------
 *  最大内存为：1890582528
    总共的可用内存：128974848
    空闲内存为：126929936
 *  --------------------------
 * */

三、多线程(Timer)(掌握)

Timer类:计时器

程序

  public class Demo5_Timer {
          /**
           * @param args
           * 计时器
           * @throws InterruptedException 
           */
          public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
              Timer t = new Timer();

              //在指定时间安排指定任务
              t.schedule(new MyTimerTask(), new Date(114,9,15,10,54,20),3000);
              //第一个参数为安排的任务
              //第二个参数为多长时间重复执行
              
              while(true) {
                  System.out.println(new Date());
                  Thread.sleep(1000);
              }
          }
      }
      class MyTimerTask extends TimerTask {
          @Override
          public void run() {
              System.out.println("起床背英语单词");
          }
          
      }

四、多线程(两个线程间的通信)(掌握)

1.什么时候需要通信
- 多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的
- 如果我们希望他们有规律的执行, 就可以使用通信, 例如每个线程执行一次打印
2.怎么通信
- 如果希望线程等待, 就调用wait()
- 如果希望唤醒等待的线程, 就调用notify();
- 这两个方法必须在同步代码中执行, 并且使用同步锁对象来调用

五、多线程(三个或三个以上间的线程通信)

多个线程通信的问题
- notify()方法是随机唤醒一个线程
- notifyAll()方法是唤醒所有线程
- 如果多个线程之间通信, 需要使用notifyAll()通知所有线程, 用while来反复判断条件
- 在同步代码块中，用哪个对象锁，就用哪个对象调用wait方法
- 为什么wait方法和notify方法定义在Object中，
  - 因为锁对象可以是任意对象，Object类是超类，所以wait方法和notif方法需要定义在Object类中
sleep和wait的区别
- sleep必须有参数，参数为时间，时间到了自动醒来
- wait可传入参数也可不传入参数，传入的参数指的是在参数的时间结束后等待，不穿入参数指的是直接等待
- sleep方法在同步函数或同步代码块中不释放锁
- wait方法在同步函数或同步代码块中释放锁

六、多线程(JDK1.5的新特性互斥锁)(掌握)

1.同步
- 使用ReentrantLock类的lock()和unlock()方法进行同步
2.通信
- 使用ReentrantLock类的newCondition()方法可以获取Condition对象
- 需要等待的时候使用Condition的await()方法, 唤醒的时候用signal()
  方法
- 不同的线程使用不同的Condition, 这样就能区分唤醒的时候找哪个线程了

七、多线程(线程的五种状态)(掌握)

看图说话
- image
新建,就绪,运行,阻塞,死亡

八、多线程(线程池的概述和使用)(了解)

A:线程池概述
- 程序启动一个新线程成本是比较高的，因为它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池可以很好的提高性能，尤其是当程序中要创建大量生存期很短的线程时，更应该考虑使用线程池。线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。在JDK5之前，我们必须手动实现自己的线程池，从JDK5开始，Java内置支持线程池

B:内置线程池的使用概述

JDK5新增了一个Executors工厂类来产生线程池，有如下几个方法
- public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
- public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
- 这些方法的返回值是ExecutorService对象，该对象表示一个线程池，可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程。它提供了如下方法
- Future<?> submit(Runnable task)
- <T> Future<T> submit(Callable<T> task)
使用步骤：
- 创建线程池对象
- 创建Runnable实例
- 提交Runnable实例
- 关闭线程池

C:案例演示

提交的是Runnable

代码

  public class TestExecutors {
      public static void main(String[] args) {
          
          //1. 创建可放两个线程的线程池
          ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
          
          
          //3. 提交Runnable实例
          pool.submit(new MyRunbale());
          pool.submit(new MyRunbale());
          
          pool.shutdown();   //关闭线程池
      }
  }
  
  //2. 创建Runnbale实例
  class MyRunbale implements Runnable{
      
      public void run() {
          for(int i = 0;i < 1000;i++) {
              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...." + i);
          }
      }
  }

九、多线程(多线程程序实现的方式3)(了解)——Callable接口

提交的是Callable

  // 创建线程池对象
  ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);

  // 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
  Future<Integer> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));
  Future<Integer> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));

  // V get()
  Integer i1 = f1.get();
  Integer i2 = f2.get();

  System.out.println(i1);
  System.out.println(i2);

  // 结束
  pool.shutdown();

  public class MyCallable implements Callable<Integer> {

      private int number;
  
      public MyCallable(int number) {
          this.number = number;
      }
  
      @Override
      public Integer call() throws Exception {
          int sum = 0;
          for (int x = 1; x <= number; x++) {
              sum += x;
          }
          return sum;
      }
  
  }

多线程程序实现的方式3的好处和弊端
- 好处：
  - 可以有返回值
  - 可以抛出异常
- 弊端：
  - 代码比较复杂，所以一般不用

7月29_多线程的理解2

一、多线程(单例设计模式)(掌握)

二、多线程(Runtime类)

1. Runtime类介绍

2. Runtime类使用

三、多线程(Timer)(掌握)

四、多线程(两个线程间的通信)(掌握)

五、多线程(三个或三个以上间的线程通信)

六、多线程(JDK1.5的新特性互斥锁)(掌握)

七、多线程(线程的五种状态)(掌握)

八、多线程(线程池的概述和使用)(了解)

九、多线程(多线程程序实现的方式3)(了解)——Callable接口

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