Java基础语法_Day22

一、多线程概述

学习多线程之前，我们先要了解几个关于多线程有关的概念。

• A:进程：进程指正在运行的程序。确切的来说，当一个程序进入内存运行，即变成一个进程，进程是处于运行过程中的程序，并且具有一定独立功能。
• B:线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。
• C:简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程
  什么是多线程呢？即就是一个程序中有多个线程在同时执行。

二、线程实现

• 实现线程一:继承Thread类

该如何创建线程呢？通过API中搜索，查到Thread类。通过阅读Thread类中的描述。Thread是程序中的执行线程。Java 虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程。

图1.png
图2.png
图3.png

• A:创建线程的步骤：
  1.定义一个类继承Thread。
  2.重写run方法。
  3.创建子类对象，就是创建线程对象。
  4.调用start方法，开启线程并让线程执行，同时还会告诉jvm去调用run方法

• 案例代码一:

package com.neuedu.demo;

public class MyThread extends Thread {
  @Override
  public void run() {
      for (int i = 0; i < 100; i++) {
          System.out.println(getName() + ":" + i);
      }
  }
}

package com.neuedu.demo;
/*
* 多线程的实现方式：
*         方式1：一种方法是将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。接下来可以分配并启动该子类的实例
* 
* Thread
*         String getName()      返回该线程的名称。 
*         void   setName(String name) 改变线程名称，使之与参数 name 相同。
* 
* 
* CPU执行程序的随机性
*/
public class ThreadDemo2 {
  public static void main(String[] args) {
      //创建线程实例
      MyThread mt = new MyThread();
      //修改线程名字
      mt.setName("张三");
      
      //启动线程
      mt.start();
      
      //创建线程实例
      MyThread mt2 = new MyThread();
      mt2.setName("老王");
      
      //启动线程
      mt2.start();
  }
}

• 实现线程二:实现Runnable接口

创建线程的另一种方法是声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后创建Runnable的子类对象，传入到某个线程的构造方法中，开启线程。
为何要实现Runnable接口，Runable是啥玩意呢？继续API搜索。
查看Runnable接口说明文档：Runnable接口用来指定每个线程要执行的任务。包含了一个 run 的无参数抽象方法，需要由接口实现类重写该方法。

图.png

• 创建线程的步骤。
  1、定义类实现Runnable接口。
  2、覆盖接口中的run方法。。
  3、创建Thread类的对象
  4、将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。
  5、调用Thread类的start方法开启线程。

• 案例代码二:

package com.neuedu.demo;

public class MyThread2 implements Runnable {
  int num;
  
  public MyThread2(int num) {
      this.num = num;
  }
  
  @Override
  public void run() {
      for (int i = 0; i < 100; i++) {
          //Thread t = Thread.currentThread();
          //System.out.println(t.getName() + ":" + i);
          
          //链式编程
          System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i + num);
      }
  }
}

三、多线程安全问题产生&解决方案

• 多线程卖票案例
  需求:用三个线程模拟三个售票窗口,共同卖100张火车票,每个线程打印出卖第几张票

• 案例代码三:

package com.neuedu.demo;
public class TicketThread implements Runnable {
  int tickets = 100;//火车票数量
  
  @Override
  public void run() {
      //出售火车票
      while(true) {
          //当火车票小于0张，则停止售票
          if(tickets > 0) {
              /*
               * t1,t2,t3
               * 假设只剩一张票
               * t1过来了，他一看有票，他就进来了，但是他突然肚子不舒服，然后他就去上卫生间了
               * t2也过来了，他一看也有票，他也进来了，但是他的肚子也不舒服，他也去上卫生间了
               * 
               * t1上完了卫生间回来了，开始售票
               *  tickets = 0;
               * t2也上完卫生间回来了，他也进行售票
               *  tickets = -1;
               * 
               * 
               */
              try {
                  Thread.sleep(100);
              } catch (InterruptedException e) {
                  // TODO Auto-generated catch block
                  e.printStackTrace();
              }
              
              System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" +tickets--);
          }
      }
  }
}

• 多线程安全问题解决

• 使用同步代码块解决
  格式:
  synchronized(锁对象){
  //需要同步的代码
  }

• 案例代码四:

  package com.neuedu.demo;
/*
* 问题出现的原因：
*         要有多个线程
*         要有被多个线程所共享的数据
*         多个线程并发的访问共享的数据
* 
* 在火车上上厕所
* 张三来了，一看门是绿的，他就进去了，把门锁上了，门就变红了
* 李四来了，一看门市红色的，他就只能憋着
* 张三用完了厕所，把锁打开了，门就变成了绿色
* 李四一看门变绿了，他就进去了，把门锁上，门就变红了
* 王五来了，一看们是红色的，他也只能憋着
* 李四用完测试了，把锁打开了，肚子又不舒服了，扭头回去了，又把门锁上了，
* 
* synchronized:同步（锁），可以修饰代码块和方法，被修饰的代码块和方法一旦被某个线程访问，则直接锁住，其他的线程将无法访问
* 
* 同步代码块：
*             synchronized(锁对象){
* 
*             }
* 
* 注意：锁对象需要被所有的线程所共享
* 
* 
* 同步：安全性高，效率低
* 非同步：效率高，但是安全性低
* 
*/
public class TicketThread implements Runnable {
  int tickets = 100;//火车票数量
  Object obj = new Object();
  
  @Override
  public void run() {
      //出售火车票
      while(true) {
          synchronized (obj) {

              if(tickets > 0) {
                  
                  try {
                      Thread.sleep(100);
                  } catch (InterruptedException e) {
                      // TODO Auto-generated catch block
                      e.printStackTrace();
                  }
                  
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" +tickets--);
              }
          }
          
      }
  }
}

package com.neuedu.demo;

public class TicktetTest {
  public static void main(String[] args) {
      //创建线程对象
      TicketThread tt = new TicketThread();
      
      Thread t = new Thread(tt);
      t.setName("窗口1");
      Thread t2 = new Thread(tt);
      t2.setName("窗口2");
      Thread t3 = new Thread(tt);
      t3.setName("窗口3");
      
      //启动线程对象
      t.start();
      t2.start();
      t3.start();
  }
}

• 使用同步方法解决
  格式:
  修饰符 synchronized 返回值 方法名(){

  }

• 案例代码五:

package com.neuedu.demo;
/*
* 同步方法:使用关键字synchronized修饰的方法，一旦被一个线程访问，则整个方法全部锁住，其他线程则无法访问
* 
* synchronized
* 注意：
*         非静态同步方法的锁对象是this
*         静态的同步方法的锁对象是当前类的字节码对象
*/
public class TicketThread implements Runnable {
  static int tickets = 100;// 火车票数量
  Object obj = new Object();

  @Override
  public void run() {
      // 出售火车票
      while (true) {
          /*synchronized (obj) {
              method();
          }*/
          
          //method();
          method2();

      }
  }

  private synchronized void method() {
      if (tickets > 0) {
          
          try {
              Thread.sleep(100);
          } catch (InterruptedException e) {
              // TODO Auto-generated catch block
              e.printStackTrace();
          }

          System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tickets--);
      }
  }
  
  
  private static synchronized void method2() {
  
      if (tickets > 0) {

          try {
              Thread.sleep(100);
          } catch (InterruptedException e) {
              // TODO Auto-generated catch block
              e.printStackTrace();
          }

          System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tickets--);
      }
  }
}

package com.neuedu.demo;

public class TicktetTest {
  public static void main(String[] args) {
      //创建线程对象
      TicketThread tt = new TicketThread();
      
      Thread t = new Thread(tt);
      t.setName("窗口1");
      Thread t2 = new Thread(tt);
      t2.setName("窗口2");
      Thread t3 = new Thread(tt);
      t3.setName("窗口3");
      
      //启动线程对象
      t.start();
      t2.start();
      t3.start();
  }
}

• 线程生命周期图

线程生命周期图.png