java 多线程详细解析

java 多线程详细解析

基本概念

程序和进程的概念

**程序 = 数据结构 + 算法,-> ** 主要指存放在硬盘上的可执行文件

进程 -> 主要指运行在内存中的可执行文件。

目前主流的操作系统都支持多进程,为了让操作系统同时可以执行多个任务,但进程是重量级的, 也就是新建一个进程会消耗CPU和内存空间等系统资源因此进程的数量比较局限

线程的概念

为了解决上述问题就提出线程的概念,线程就是进程内部的程序流,也就是说操作系统内部支持多 进程的,而每个进程的内部又是支持多线程的,线程是轻量的,新建线程会共享所在进程的系统资 源因此目前主流的开发都是采用多线程

多线程是采用时间片轮转法来保证多个线程的并发执行,所谓并发就是指宏观并行微观串行的机制

线程的创建(重中之重)

Thread类的概念

  • java.lang.Thread类代表线程,任何线程对象都是Thread类(子类)的实例。
  • Thread类是线程的模板,封装了复杂的线程开启等操作,封装了操作系统的差异性。

创建方式两种方式

  1. 自定义类继承Thread类并重写run方法,然后创建该类的对象调用start方法

    1. 自定义类继承Tread类

      public class SubhreadRun extends Thread {
              
              
          @Override
          public void run() {
              
              
              // 打印1 - 10 之间的整数
              for ( int i = 0; i < 10; i++){
              
              
                  System.out.println("1-10 之间的数是:" + i);
              }
          }
      }
      
    2. 线程的创建

      
              // 1.创建自定义 SubTreadRun 类型的对象
              Thread thread = new SubhreadRun(); // 采用多态的方式来构造对象
              // 2.调用 run 方法测试 本质上就是相当于对普通方法成员的调用 椅子执行流程是 run方法执行结束后 执行后续的代码
              // thread.run();
              // 2.1 相当于启动线程 java虚拟机会自动调用 run 方法
              // 2.2相当又启动了一个线程 加上main方法里面的是两个线程
              thread.start();
              // main方法中的线程
              for (int i = 0; i < 10; i++){
              
              
                  System.out.println("main线程的数字是:" + i);
              }
      
  2. 自定义类实现Runnable接口并重写run方法创建该类的对象作为实参来构造Thread类型的对 象,然后使用Thread类型的对象调用start方法。

    1. 自定义类实现Runnable

      public class SubRunnable implements Runnable {
              
              
          @Override
          public void run() {
              
              
              // 循环打印 1-10之间的整数
              for (int i = 1; i <= 10; i++){
              
              
                  System.out.println("SubRunnable中的 1 - 10之间的整数是: " + i );
              }
          }
      }
      
    2. 线程的创建

              // 1.创建Thread 类型的对象 并传入 Runnable的实现类
              Thread thread = new Thread( new SubRunnable());
              // 2.调用 Thread类中的 start 方法
              thread.start();
              // 3.调用 main 方法中的线程 打印 1 - 10 之间的整数
              for (int i = 1; i <= 10; i++) {
              
              
                  System.out.println(i);
              }
      

相关的方法

方法声明 功能介绍
Thread() 使用无参的方式构造对象
Thread(String name) 根据参数指定的名称来构造对象
Thread(Runnable target) 根据参数指定的引用来构造对象,其中Runnable是个接口类型
Thread(Runnable target, String name) 根据参数指定引用和名称来构造对象
void run() 若使用Runnable 引用构造了线程对象,调用该方法时最终调 用接口中的版本
若没有使用Runnable引用构造线程对象,调用该方法时则啥 也不做
void start() 用于启动线程,Java虚拟机会自动调用该线程的run方法

方法使用

  1. 无参构造调用run方法

    // 1.使用无参构造方法 Thread 类型的对象
            // 源码
            /* public Thread() {
                   init(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0); // 调用
               }
             private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                                  long stackSize) {
                    init(g, target, name, stackSize, null, true);
               }*/
            // 对象创建完成
            Thread thread = new Thread();
            // 2.调用run方法
            /*@Override
            public void run() {
                if (target != null) {
                    target.run();
                }
            }
            */
            // 由于target为null 所以不执行
            thread.run();
            // 3.打印一句话
            System.out.println("代码执行完毕");
    
  2. 使用匿名内部类创建多线程的方式

     	 // 1.使用匿名内部类实现Thread类中方法的重写
          new Thread(){
          
          
                @Override
                public void run(){
          
          
                    System.out.println("张三说:在吗?");
                }
            }.start();
            // 2.使用实现接口加匿名内部类的方式创建并启动线程
            /*Runnable r = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("李四说: 去死");
                }
            };
            Thread t1 = new Thread(r);
            t1.start();*/
            // java8 接口支持lambda表达式 (形参列表) -> {方法体}
            Runnable r = () -> System.out.println("李四说: 去死");
            new Thread(r).start();
    	   // 此行上两行代码的优化
            new Thread(()->System.out.println("李四说: 去死")).start();
    

执行流程

  • 执行main方法的线程叫做主线程,执行run方法的线程叫做新线程/子线程。
  • main方法是程序的入口,对于start方法之前的代码来说,由主线程执行一次,当start方法调用成 功后线程的个数由1个变成了2个,新启动的线程去执行run方法的代码,主线程继续向下执行,两个线程各自独立运行互不影响。
  • 当run方法执行完毕后子线程结束,当main方法执行完毕后主线程结束。
  • 两个线程执行没有明确的先后执行次序,由操作系统调度算法来决定。

方式的比较

继承Thread类的方式代码简单,但是若该类继承Thread类后则无法继承其它类,而实现 Runnable接口的方式代码复杂,但不影响该类继承其它类以及实现其它接口因此以后的开发中 推荐使用第二种方式

匿名内部类的方式

  • 使用匿名内部类的方式来创建和启动线程。

线程的生命周期(熟悉)

请添加图片描述

新建状态 - 使用new关键字创建之后进入的状态,此时线程并没有开始执行

就绪状态 - 调用start方法后进入的状态,此时线程还是没有开始执行

运行状态 - 使用线程调度器调用该线程后进入的状态,此时线程开始执行,当线程的时间片执行完 毕后任务没有完成时回到就绪状态

消亡状态 - 当线程的任务执行完成后进入的状态,此时线程已经终止

阻塞状态 - 当线程执行的过程中发生了阻塞事件进入的状态,如:sleep方法阻塞状态解除后进入就绪状态

线程的编号和名称(熟悉)

  1. 常用方法

    方法声明 功能介绍
    long getId() 获取调用对象所表示线程的编号
    String getName() 获取调用对象所表示线程的名称
    void setName(String name) 设置/修改线程的名称为参数指定的数值
    static Thread currentThread() 获取当前正在执行线程的引用
  2. 案例题目

    自定义类继承Thread类并重写run方法,在run方法中先打印当前线程的编号和名称,然后将线程 的名称修改为"zhangfei"后再次打印编号和名称。 要求在main方法中也要打印主线程的编号和名称。

    public class ThreadIdNameTest extends Thread{
          
          
        public ThreadIdNameTest(String name) {
          
          
            super(name);
        }
        @Override
        public void run() {
          
          
            // 3.修改名字为张飞
            setName("张飞");
            // 子线程的编号是: 14 子线程的名字是:张飞
            System.out.println("子线程的编号是: " + getId() + " 子线程的名字是:" + getName());
        }
        public static void main(String[] args) {
          
          
            // 1.创建Thread的子类 并将线程命名为关羽
            ThreadIdNameTest threadIdNameTest = new ThreadIdNameTest("关羽");
            // 2.执行 start 方法
            threadIdNameTest.start();
            // 4.获取main方法的线程 id 及线程名称
            System.out.println("main线程的编号是: " + Thread.currentThread().getId()
                                + " main线程的名称是: " + Thread.currentThread().getName()); // main线程的编号是: 1 main线程的名称是: main
        }
    }
    
    

    使用匿名内部类实现

       // 打印线程的名称和编号 
       public static void show() {
          
          
            Thread t1 = Thread.currentThread();
            System.out.println("当前的线程名称是: " + t1.getName() +
                    "\n当前的线程编号是: " + t1.getId() );
        }
    	// 设置名称
        public static void setName(Thread t1, String name) {
          
          
            t1.setName(name);
        }
        public static void main(String[] args) {
          
          
            // 子线程
            Thread t1 = new Thread(() -> show());
            // 设置子线程的名称
            setName(t1, "张飞");
            t1.start();
            // main方法
            RunnableIdNameTest.show();
            // 设置子线程的名称
    
        }
    

常用的方法(重点)

方法声明 功能介绍
static void yield() 当前线程让出处理器(离开Running状态),使当前线程进入Runnable 状态等待
static void sleep(times) 使当前线程从 Running 放弃处理器进入Block状态, 休眠times毫秒, 再返 回到Runnable如果其他线程打断当前线程的Block(sleep), 就会发生 InterruptedException
int getPriority() 获取线程的优先级
void setPriority(int newPriority) 修改线程的优先级。
优先级越高的线程不一定先执行,但该线程获取到时间片的机会会更多 一些
void join() 等待该线程终止
void join(long millis) 等待参数指定的毫秒数
boolean isDaemon() 用于判断是否为守护线程
当是守护线程时 主线程结束之后 子线程可能不会执行完毕
void setDaemon(boolean on) 用于设置线程为守护线程
必须在线程使用之前使用
  1. 使用sleep方法 模拟时钟的打印 6秒之后结束程序

    public class ThreadSleepTest extends Thread{
          
          
        // 声明一个 Boolean 类型的对象 作为循环条件
        private boolean flag = true;
        // 子类重写的方法不能抛出更大的异常
        @Override
        public void run(){
          
          
            // 每隔一秒获取系统时间来模拟时钟效果 6秒钟停止运行
            while (flag) {
          
          
                // 获取系统时间并按格式打印
                Date date = new Date();
                SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss");
                System.out.println(dateFormat.format(date));
                // 睡眠 1 秒钟
                try {
          
          
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
          
          
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
          
          
            // 创建 ThreadSleepTest 类型的对象
            ThreadSleepTest sleepTest = new ThreadSleepTest();
            sleepTest.start();
            // 主线程等待 6 秒
            System.out.println("主线程开始等待....");
            try {
          
          
                Thread.sleep(6000);
            } catch (InterruptedException e) {
          
          
                e.printStackTrace();
            }
            sleepTest.flag = false;
            System.out.println("程序结束");
        }
    }
    
  2. 进程优先级的使用

    public class ThreadPriorityTest extends Thread{
          
          
        @Override
        public void run() {
          
          
            // 打印线程的优先级
            System.out.println("子线程的优先级是: " + getPriority()); // 5
        }
    
        public static void main(String[] args) {
          
          
            // 1.创建 ThreadPriorityTest类 并执行该线程
            ThreadPriorityTest tpt = new ThreadPriorityTest();
            // 2.设置子线程的优先级为最高 MAX_PRIORITY 10  MIN_PRIORITY 1 NORM_PRIORITY = 5
            // 优先级高的不一定先抢占cpu资源 而是得到cpu资源机会多一点
            tpt.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
            tpt.start();
            // 2.获取主线程的优先级
            Thread t1 = Thread.currentThread();
            System.out.println("主线程的优先级是: " + t1.getPriority()); // 5
        }
    }
    
  3. 使用Join模拟倒数10个数

    public class ThreadJoinTest extends Thread{
          
          
        @Override
        public void run() {
          
          
            // 模拟倒数 10 个数 并打印结果
            for (int i = 10; i > 0; i-- ){
          
          
                System.out.println("数字为" +i);
                // 模拟时间停顿
                try {
          
          
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
          
          
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        public static void main(String[] args) {
          
          
            // 城建 ThreadJoinTest 类型的对象 并调用 start方法
            ThreadJoinTest joinTest = new ThreadJoinTest();
            joinTest.start();
    
            // 调用主线程 倒数 20 个数
            for (int i = 10; i >= 0; i--){
          
          
                // 让 子线程先执行 然后执行 main方法
                try {
          
          
                    // 表示当前正在执行的线程对象等待调用线程对象 也就是主线程等待子线程的终止
                    // joinTest.join();
                    // 表示当前正在执行的线程对象等待5秒后调用线程对象 也就是主线程等待5秒钟 开始执行主线程
                    joinTest.join(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
          
          
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("main方法的倒数:" + i);
                // 模拟时间停顿
                try {
          
          
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
          
          
                    e.printStackTrace();
                }
            }
    
  • 案例题目

    编程创建两个线程,线程一负责打印1 ~ 100之间的所有奇数,其中线程二负责打印1 ~ 100之间的 所有偶数。 在main方法启动上述两个线程同时执行,主线程等待两个线程终止。

    public class ThreadPrintTest {
          
          
        public static void main(String[] args) {
          
          
            // 1.使用 lambda 表达式创建两个对象 一个打印 1-100 之间的额奇数 一个打印 1-100 之间的额偶数
            Thread thread1 = new Thread(() -> {
          
          
                for (int i = 1; i <= 100; i += 2){
          
          
                    System.out.println("线程一中的奇数数是: " + i);
                }
            });
            Thread thread2 = new Thread(() ->{
          
          
                for (int i = 2; i <= 100; i += 2){
          
          
                    System.out.println("线程二中的偶数是: " + i);
                }
            });
    
            // 2.开始运行这两个线程
            thread1.start();
            thread2.start();
            // 3.将两耳线程加入到主线程中 等待两个线程的执行完毕 结束程序
            try {
          
          
                thread1.join();
                thread2.join();
            } catch (InterruptedException e) {
          
          
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    

线程同步机制(重点)

基本概念

  • 当多个线程同时访问同一种共享资源时,可能会造成数据的覆盖等不一致性问题,此时就需要对线 程之间进行通信和协调,该机制就叫做线程的同步机制
  • 多个线程并发读写同一个临界资源时会发生线程并发安全问题。
  • 异步操作:多线程并发的操作,各自独立运行。
  • 同步操作:多线程串行的操作,先后执行的顺序。

解决方案

  • 源码未加同步机制

    public class AccountRunnableTest implements Runnable{
          
          
        private int balance; // 用来描述工资
    
        public AccountRunnableTest() {
          
          
        }
    
        public AccountRunnableTest(int balance) {
          
          
            this.balance = balance;
        }
    
        public int getBalance() {
          
          
            return balance;
        }
    
        public void setBalance(int balance) {
          
          
            this.balance = balance;
        }
    
        @Override
        public void run() {
          
          
            // 1.模拟从后台查询账户余额的过程
            int temp = getBalance();
            // 2.模拟取款400元的过程
            if (temp >= 400){
          
          
                System.out.println("正在出钞, 请稍等...");
                temp -= 400;
                try {
          
          
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
          
          
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("请取走您的钞票!");
            }else {
          
          
                System.out.println("你的账户余额不足,请核对之后在操作!!!");
            }
            // 3.模拟将最细余额写入到后台
            setBalance(temp);
    
        }
    
        public static void main(String[] args) {
          
          
            // 1.创建两个线程模拟银行取款的过程
            AccountRunnableTest account = new AccountRunnableTest(1000);
            Thread thread1 = new Thread(account);
            Thread thread2 = new Thread(account);
            // 2.开始两个线程的使用
            thread1.start();
            thread2.start();
            // 3.子线程执行完之后在关闭程序
            try {
          
          
                thread1.join();
                thread2.join();
            } catch (InterruptedException e) {
          
          
                e.printStackTrace();
            }
            // 4.打印银行余额
            System.out.println("你的银行余额为:" + account.getBalance());
        }
    }
    
  • 由程序结果可知:当两个线程同时对同一个账户进行取款时,导致最终的账户余额不合理。
    请添加图片描述

  • 引发原因:线程一执行取款时还没来得及将取款后的余额写入后台,线程二就已经开始取款。

  • 解决方案:让线程一执行完毕取款操作后,再让线程二执行即可,将线程的并发操作改为串行操 作。

    部分代码

     try {
          
          
                thread1.join();
         		// 让线程一执行完毕取款操作后,再让线程二执行即可,将线程的并发操作改为串行操作
                thread2.start(); // 相当于按照流程执行 不建议使用 使用同步代码块 或者静态锁
                thread2.join();
            }
    
  • 经验分享:在以后的开发尽量减少串行操作的范围,从而提高效率

同步代码块实现方式

在Java语言中使用synchronized关键字来实现同步/对象锁机制从而保证线程执行的原子性,具体方式如下:

  1. 使用同步代码块的方式实现部分代码的锁定,格式如下:

    synchronized(类类型的引用) {
          
           // 任意一个引用对象 判断是否能锁住 看是否是同一个对象
        编写所有需要锁定的代码;
    } 
    
  2. 使用同步方法的方式实现所有代码的锁定。

    直接使用synchronized关键字来修饰整个方法即可

    权限修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(参数列表) {
          
          
    	方法体
    }
    

    该方式等价于:

    synchronized(this) {
          
           
        整个方法体的代码 
    }
    

静态方法的锁定

  • 当我们对一个静态方法加锁,

    public synchronized static void xxx(){
          
          .} 
    
  • 那么该方法锁的对象是类对象。每个类都有唯一的一个类对象。获取类对象的方式:类名.class

  • 静态方法与非静态方法同时使用了synchronized后它们之间是非互斥关系的。

  • 原因在于:静态方法锁的是类对象而非静态方法锁的是当前方法所属对象。

synchronizeds使用时注意事项

  • 使用synchronized保证线程同步应当注意:
    • 多个需要同步的线程在访问同步块时,看到的应该是同一个锁对象引用。
    • 在使用同步块时应当尽量减少同步范围以提高并发的执行效率。

线程安全类和不安全类

  • StringBuffer类是线程安全的类,但StringBuilder类不是线程安全的类。
  • Vector类和 Hashtable类是线程安全的类,但ArrayList类和HashMap类不是线程安全的类。
  • Collections.synchronizedList() 和 Collections.synchronizedMap()等方法实现安全。

死锁的概念

  • 线程一执行的代码:

    public void run(){
          
           
    	synchronized(a){
          
           //持有对象锁a,等待对象锁b 
    	synchronized(b){
          
           
    		编写锁定的代码; 
    		} 
    	} 
    } 
    
  • 线程二执行的代码:

    public void run(){
          
           synchronized(b){
          
           //持有对象锁b,等待对象锁a 
    	synchronized(a){
          
           
    		编写锁定的代码; 
    		} 
    	} 
    }
    
  • 注意: 在以后的开发中尽量减少同步的资源,减少同步代码块的嵌套结构的使用!

使用 Lock(锁)实现线程同步

  • 基本概念

    Java5开始提供了更强大的线程同步机制—使用显式定义的同步锁对象来实现。 >
    java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具
    该接口的主要实现类ReentrantLock类,该类拥有与synchronized相同的并发性在以后的线程 安全控制中,经常使用ReentrantLock类显式加锁和释放锁

  • 常用的方法

    方法声明 功能介绍
    ReentrantLock() 使用无参方式构造对象
    void lock() 获取锁
    void unlock() 释放锁

    上锁代码演示

    ReenTrantLock() lock = new ReentrantLock();
    lock.lock();
    .... // 上锁的代码
    lock.unlock(); //释放锁
    

lock 与synchronized方式的比较

  1. Lock是显式锁需要手动实现开启和关闭操作,而synchronized是隐式锁执行锁定代码后自动 释放
  2. Lock只有同步代码块方式的锁,而synchronized有同步代码块方式和同步方法两种锁
  3. 使用Lock锁方式时Java虚拟机将花费较少的时间来调度线程,因此性能更好

Object类常用的方法

方法声明 功能介绍
void wait() 用于使得线程进入等待状态,直到其它线程调用notify()或notifyAll()方 法
void wait(long timeout) 用于进入等待状态,直到其它线程调用方法或参数指定的毫秒数已经过去为止
void notify() 用于唤醒等待的单个线程
void notifyAll() 用于唤醒等待的所有线程
  • 使用上述方法实现两个线程交交替打印 1 - 100 之间的整数

    public class ThreadCommunicationTest implements Runnable{
          
          
        private int  cnt = 1; // 定义一个整形变量用来记录数据
        @Override
        public void run() {
          
          
            while (true) {
          
          
                synchronized (this) {
          
          
                    // 当此线程执行时唤醒其他线程
                    notify();
                    if (cnt <= 100) {
          
          
                        System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + "中的 cnt= " + cnt);
                        // 让线程等待0.5秒
                        try {
          
          
                            Thread.sleep(500);
                        } catch (InterruptedException e) {
          
          
                            e.printStackTrace();
                        }
                        // cnt 进行自加操作
                        cnt++;
                        // 执行完之后 让该线程进入等待状态 必须在锁定的代码中调用
                        try {
          
          
                            wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
          
          
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }else {
          
           // 否则条件不成立 跳出循环
                        break;
                    }
                }
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
          
          
            ThreadCommunicationTest tct = new ThreadCommunicationTest();
            Thread thread1 = new Thread(tct);
            thread1.start();
    
            Thread thread2 = new Thread(tct);
            thread2.start();
        }
    }
    

生产者消费者模型

请添加图片描述

生产者模型代码实现

  1. 仓库类 里面有 生产方法 和 消费方法

    public class StoreHouse {
        private int cnt; // 表示仓库中有多少个线程在执行
    
    
        public synchronized void product() { // 由于线程等待是需要等待的 所以设置为同步方法枷锁
            System.out.println("开始生产了");
            notify(); // 执行代码前 唤醒等待的线程
            // 如果产品的数量 < 10 则生产产品 否则 线程等待
            if (cnt < 10){
                System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在生产第" + (cnt + 1) + "个产品");
                cnt++;
            }else {
                try {
                    wait(); // 由于线程等待是需要等待的 所以设置为同步方法枷锁
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    
        public synchronized void consume() {
            // 如果 cnt 的数量大于 0 则消费者可以消费 否则 线程进入等待
            System.out.println("开始消费了");
            notify(); // 执行代码前 唤醒等待的线程
            if (cnt > 0 ){
                System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在消费第" + cnt + "个产品");
                cnt--;
            }else {
                try {
                    wait(); // 由于线程等待是需要等待的 所以设置为同步方法枷锁
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    
  2. 生产者线程

    /**
     * 生产者线程 用于生产产品
     */
    public class ProductThread extends Thread{
          
          
        // 声明一个仓库类型的引用作为成员变量,是为了能调用调用仓库类中的生产方法   合成复用原则
        private StoreHouse storeHouse;
        // 为了确保两个线程共用同一个仓库
        public ProductThread(StoreHouse storeHouse) {
          
          
            this.storeHouse = storeHouse;
        }
    
        @Override
        public void run(){
          
          
            while (true){
          
          
                storeHouse.product();
                try {
          
          
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
          
          
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    
  3. 消费者线程

    public class ConsumeThread extends Thread{
          
          
        // 声明一个仓库类型的引用作为成员变量,是为了能调用调用仓库类中的生产方法   合成复用原则
        private StoreHouse storeHouse;
        // 为了确保两个线程共用同一个仓库
        public ConsumeThread(StoreHouse storeHouse) {
          
          
            this.storeHouse = storeHouse;
        }
    
        @Override
        public void run(){
          
          
            while (true){
          
          
                storeHouse.consume();
                try {
          
          
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
          
          
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    
  4. 主方法的调用

     public static void main(String[] args) {
          
          
            // 1.创建仓库对象
            StoreHouse storeHouse = new StoreHouse();
            // 2.创建生产者线程 并启动
            ProductThread thread1 = new ProductThread(storeHouse);
            thread1.start();
            // 3.创建消费者线程 并启动
            ConsumeThread thread2 = new ConsumeThread(storeHouse);
            thread2.start();
        }
    

线程池(熟悉)

  1. 实现Callable接口

    从Java5开始新增加创建线程的第三种方式为实现java.util.concurrent.Callable接口

    1. 常用的方法如下:

      方法声明 功能介绍
      V call() 计算结果并返回 (该方法需要结合FutureTask类获取返回值)
    2. 方法的使用

      public class ThreadCallableTest implements Callable {
              
              
          @Override
          public Object call() throws Exception {
              
              
              // 计算 1 - 10000 之间的累计并打印返回
              int sum = 0;
              for (int i = 0; i <= 10000; i++){
              
              
                  sum += i;
              }
              System.out.println(sum); // 50005000
              return sum;
          }
      }
      
  2. FutureTask类

    java.util.concurrent.FutureTask类用于描述可取消的异步计算,该类提供了Future接口的基本实 现,包括启动和取消计算、查询计算是否完成以及检索计算结果的方法,也可以用于获取方法调用 后的返回结果

    1. 常用方法

      方法声明 功能介绍
      FutureTask(Callable callable) 根据参数指定的引用来创建一个未来任务
      V get() 获取call方法计算的结果
    2. 获取Callable方法中的返回值 (多线程的方式)

       public static void main(String[] args) {
              
              
              // 1.创建一个 Callable 实现类的对象
              ThreadCallableTest threadCallableTest = new ThreadCallableTest();
              // 2.创建一个 FutureTask 类型的对象 并把 Callable 实现类的对象传递给 FutureTask的引用
              FutureTask futureTask = new FutureTask(threadCallableTest);
              // 3.创建线程 由于FutureTask类是Runnable的间接子类 所以把FutureTask的对象传递给 Thread的引用
              Thread thread = new Thread(futureTask);
              // 4.线程开始
              thread.start();
              Object o = null;
              try {
              
              
                  // 获取线程 Callable 线程内的返回值
                  o = futureTask.get();
              } catch (InterruptedException e) {
              
              
                  e.printStackTrace();
              } catch (ExecutionException e) {
              
              
                  e.printStackTrace();
              }
              System.out.println(o); // 50005000
          }
      
  3. 线程池的由来

    在服务器编程模型的原理,每一个客户端连接用一个单独的线程为之服务,当与客户端的会话结束 时,线程也就结束了,即每来一个客户端连接,服务器端就要创建一个新线程

    如果访问服务器的客户端很多,那么服务器要不断地创建和销毁线程,这将严重影响服务器的性能

  4. 概念和原理

    线程池的概念:首先创建一些线程,它们的集合称为线程池,当服务器接受到一个客户请求后,就 从线程池中取出一个空闲的线程为之服务,服务完后不关闭该线程,而是将该线程还回到线程池 中

    线程池的编程模式下任务是提交给整个线程池,而不是直接交给某个线程线程池在拿到任务 后,它就在内部找有无空闲的线程,再把任务交给内部某个空闲的线程,任务是提交给整个线程 池一个线程同时只能执行一个任务,但可以同时向一个线程池提交多个任务。

  5. 相关类和方法

    • 从Java5开始提供了线程池的相关类和接口:

      java.util.concurrent.Executors类

      java.util.concurrent.ExecutorService接口。

    • 其中Executors是个工具类和线程池的工厂类,可以创建并返回不同类型的线程池,常用方法如下

      方法声明 功能介绍
      static ExecutorService newCachedThreadPool() 创建一个可根据需要创建新线程的 线程池
      static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) 创建一个可重用固定线程数的线程 池
      static ExecutorService newSingleThreadExecutor() 创建一个只有一个线程的线程池 其中Executors是个工具类和线程池的工厂类,可以创建并返回不同类型的线程池,
    • 其中ExecutorService接口是真正的线程池接口,主要实现类是ThreadPoolExecutor,常用方法如下

      方法声明 功能介绍
      void execute(Runnable command) 执行任务和命令,通常用于执行Runnable
      Runnable Future submit(Callable task) 执行任务和命令,通常用于执行Callable
      Callable void shutdown() 启动有序关闭
    • 使用线程池的代码演示

      public static void main(String[] args) {
              
              
              // 1.创建一个数量为10的线程池
              ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);
              // 2.向线程池中布置任务
              Future submit = pool.submit(new ThreadCallableTest());
              // 3.关闭线程池
              pool.shutdown();
          }
      

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