JavaSE知识-25(多线程(下))

其他 2020-02-21 17:50:51 阅读次数: 0

25.01_多线程(单例设计模式)

  • 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
    • (2)懒汉式 面试写这种方式。多线程的问题？
    • (3)第三种格式
  • 饿汉式和懒汉式的区别
    • 1,饿汉式是空间换时间,懒汉式是时间换空间
    • 2,在多线程访问时,饿汉式不会创建多个对象,而懒汉式有可能会创建多个对象
//饿汉式
package com.hwh.thread;
public class Demo1_Singleton {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        
        System.out.println(s1 == s2);
    }
     
    static class Singleton {
        //1,私有构造方法,其他类不能访问该构造方法了
        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() {             //获取实例
            return s;
        }
    }
}
//懒汉式, 单例的延迟加载模式
package com.hwh.thread;
public class Demo1_Singleton {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        
        System.out.println(s1 == s2);
    }
     
    static class Singleton {
        //1,私有构造方法,其他类不能访问该构造方法了
        private Singleton(){}
        //2,声明一个引用
        private static Singleton s ;
        //3,对外提供公共的访问方法
        public static Singleton getInstance() {             //获取实例
            if(s == null) {
                //线程1等待,线程2等待, 安全隐患可, 能创建多个对象
                s = new Singleton();
            }
            
            return s;
        }
    }
}

运行结果为true

package com.hwh.thread;
public class Demo1_Singleton {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.s;             //成员变量被私有,不能通过类名.调用
        Singleton s2 = Singleton.s;
        
        System.out.println(s1 == s2);
    }
     
    static class Singleton {
        //1,私有构造方法,其他类不能访问该构造方法了
        private Singleton(){}
        //2,声明一个引用
        public static final Singleton s = new Singleton();
        
    }
}

运行结果为true

25.02_多线程(Runtime类)

  • Runtime类是一个单例类

package com.hwh.thread;
import java.io.IOException;
public class Demo2_Runtime {
    /**
     * @param args
     * @throws IOException 
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Runtime r = Runtime.getRuntime();           //获取运行时对象
        //r.exec("shutdown -s -t 300");
        r.exec("shutdown -a");
    }
}

25.03_多线程(Timer)

  • Timer类:计时器

package com.hwh.thread;
import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class Demo3_Timer {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Timer t = new Timer();
            //在指定时间安排指定任务
            //第一个参数,是安排的任务,第二个参数是执行的时间,第三个参数是过多长时间再重复执行
            t.schedule(new MyTimerTask(), new Date(120, 1, 21, 11, 26, 0),3000);
            
            while(true) {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new Date());
            }
        }

    }

    class MyTimerTask extends TimerTask {

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("起床背英语单词");
        }
    }

运行结果为

25.04_多线程(两个线程间的通信)

  • 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
package com.hwh.thread2;

public class Demo1_Notify {
        /**
         * @param args
         * 等待唤醒机制
         */
        public static void main(String[] args) {
            final Printer p = new Printer();
            
            new Thread() {
                public void run() {
                    while(true) {
                        try {
                            p.print1();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }.start();
            
            new Thread() {
                public void run() {
                    while(true) {
                        try {
                            p.print2();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }.start();
        }

    }

    //等待唤醒机制
    class Printer {
        private int flag = 1;
        public void print1() throws InterruptedException {                          
            synchronized(this) {
                if(flag != 1) {
                    this.wait();                    //当前线程等待
                }
                System.out.print("我");
                System.out.print("是");
                System.out.print("韩");
                System.out.print("文");
                System.out.print("浩");
                System.out.print("\r\n");
                flag = 2;
                this.notify();                      //随机唤醒单个等待的线程
            }
        }
        
        public void print2() throws InterruptedException {
            synchronized(this) {
                if(flag != 2) {
                    this.wait();
                }
                System.out.print("欢");
                System.out.print("迎");
                System.out.print("光");
                System.out.print("临");
                System.out.print("\r\n");
                flag = 1;
                this.notify();
            }
        }
    }

运行结果为
我是韩文浩
欢迎光临
我是韩文浩
欢迎光临
.....

25.05_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
    • JDK5之前无法唤醒指定的一个线程
    • 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
package com.hwh.thread2;
public class Demo2_NotifyAll {
        public static void main(String[] args) {
            final Printer2 p = new Printer2();
            new Thread() {
                public void run() {
                    while(true) {
                        try {
                            p.print1();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }.start();
            
            new Thread() {
                public void run() {
                    while(true) {
                        try {
                            p.print2();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }.start();
            
            new Thread() {
                public void run() {
                    while(true) {
                        try {
                            p.print3();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }.start();
        }
    }
    /*1,在同步代码块中,用哪个对象(this)锁,就用哪个对象调用wait方法
     * 2,为什么wait方法和notify方法定义在Object这类中?
     *  因为锁对象可以是任意对象,Object是所有的类的基类,所以wait方法和notify方法需要定义在Object这个类中
     * 3,sleep方法和wait方法的区别?
     * a,sleep方法必须传入参数,参数就是时间,时间到了自动醒来
     *   wait方法可以传入参数也可以不传入参数,传入参数就是在参数的时间结束后等待,不传入参数就是直接等待
     * b,sleep方法在同步函数或同步代码块中,不释放锁,睡着了也抱着锁睡
     *  wait方法在同步函数或者同步代码块中,释放锁
     */ 
    class Printer2 {
        private int flag = 1;
        public void print1() throws InterruptedException {                          
            synchronized(this) {
                while(flag != 1) {
                    this.wait();                    //当前线程等待
                }
                System.out.print("我");
                System.out.print("是");
                System.out.print("韩");
                System.out.print("文");
                System.out.print("浩");
                System.out.print("\r\n");
                flag = 2;
                //this.notify();                        //随机唤醒单个等待的线程
                this.notifyAll();
            }
        }
        
        public void print2() throws InterruptedException {
            synchronized(this) {
                while(flag != 2) {
                    this.wait();                    //线程2在此等待
                }
                System.out.print("欢");
                System.out.print("迎");
                System.out.print("光");
                System.out.print("临");
                System.out.print("\r\n");
                flag = 3;
                //this.notify();
                this.notifyAll();
            }
        }
        
        public void print3() throws InterruptedException {
            synchronized(this) {
                while(flag != 3) {
                    this.wait();                        //线程3在此等待,if语句是在哪里等待,就在哪里起来
                                                        //while循环是循环判断,每次都会判断标记
                }
                System.out.print("霜");
                System.out.print("叶");
                System.out.print("红");
                System.out.print("于");
                System.out.print("二");
                System.out.print("月");
                System.out.print("花");
                System.out.print("\r\n");
                flag = 1;
                //this.notify();
                this.notifyAll();
            }
        }
    }

25.06_多线程(JDK1.5的新特性互斥锁)

  • 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
package com.hwh.thread2;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class Demo3_ReentrantLock {
        public static void main(String[] args) {
            final Printer3 p = new Printer3();
            
            new Thread() {
                public void run() {
                    while(true) {
                        try {
                            p.print1();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }.start();
            
            new Thread() {
                public void run() {
                    while(true) {
                        try {
                            p.print2();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }.start();
            
            new Thread() {
                public void run() {
                    while(true) {
                        try {
                            p.print3();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }.start();
        }

    }

    class Printer3 {
        private ReentrantLock r = new ReentrantLock();
        private Condition c1 = r.newCondition();
        private Condition c2 = r.newCondition();
        private Condition c3 = r.newCondition();
        
        private int flag = 1;
        public void print1() throws InterruptedException {                          
            r.lock();                               //获取锁
                if(flag != 1) {
                    c1.await();
                }
                System.out.print("我");
                System.out.print("是");
                System.out.print("韩");
                System.out.print("文");
                System.out.print("浩");
                System.out.print("\r\n");
                flag = 2;
                //this.notify();                        //随机唤醒单个等待的线程
                c2.signal();
            r.unlock();                             //释放锁
        }
        
        public void print2() throws InterruptedException {
            r.lock();
                if(flag != 2) {
                    c2.await();
                }
                System.out.print("欢");
                System.out.print("迎");
                System.out.print("光");
                System.out.print("临");
                System.out.print("\r\n");
                flag = 3;
                //this.notify();
                c3.signal();
            r.unlock();
        }
        
        public void print3() throws InterruptedException {
            r.lock();
                if(flag != 3) {
                    c3.await();
                }
                System.out.print("霜");
                System.out.print("叶");
                System.out.print("红");
                System.out.print("于");
                System.out.print("二");
                System.out.print("月");
                System.out.print("花");
                System.out.print("\r\n");
                flag = 1;
                c1.signal();
            r.unlock();
        }
    }

25.07_多线程(线程组的概述和使用)

  • A:线程组概述
    • Java中使用ThreadGroup来表示线程组，它可以对一批线程进行分类管理，Java允许程序直接对线程组进行控制。
    • 默认情况下，所有的线程都属于主线程组。
      • public final ThreadGroup getThreadGroup()//通过线程对象获取他所属于的组
      • public final String getName()//通过线程组对象获取他组的名字
    • 我们也可以给线程设置分组
      • 1,ThreadGroup(String name) 创建线程组对象并给其赋值名字
      • 2,创建线程对象
      • 3,Thread(ThreadGroup?group, Runnable?target, String?name)
      • 4,设置整组的优先级或者守护线程
    • B:案例演示
      • 线程组的使用,默认是主线程组
      • 自己设定线程组
package com.hwh.thread2;
public class Demo4_ThreadGroup {
        public static void main(String[] args) {
            //demo1();
            ThreadGroup tg = new ThreadGroup("我是一个新的线程组");      //创建新的线程组
            MyRunnable mr = new MyRunnable();                       //创建Runnable的子类对象
            
            Thread t1 = new Thread(tg, mr, "张三");                   //将线程t1放在组中
            Thread t2 = new Thread(tg, mr, "李四");                   //将线程t2放在组中
            
            System.out.println(t1.getThreadGroup().getName());      //获取组名
            System.out.println(t2.getThreadGroup().getName());//我是一个新的线程组  我是一个新的线程组

            tg.setDaemon(true);
        }

        public static void demo1() {
            MyRunnable mr = new MyRunnable();
            Thread t1 = new Thread(mr, "张三");
            Thread t2 = new Thread(mr, "李四");
            
            ThreadGroup tg1 = t1.getThreadGroup();
            ThreadGroup tg2 = t2.getThreadGroup();
            
            System.out.println(tg1.getName());              //默认的是主线程
            System.out.println(tg2.getName());//main main
        }

    }

    class MyRunnable implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            for(int i = 0; i < 1000; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...." + i);
            }
        }
    }

25.08_多线程(线程的五种状态)

  • 新建,就绪,运行,阻塞,死亡

25.09_多线程(线程池的概述和使用)

  • 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)
      • Future submit(Callable 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
package com.hwh.thread2;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class Demo5_Executors {
    /**
     * public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
     * public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
     */
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);//创建线程池
        pool.submit(new MyRunnable());              //将线程放进池子里并执行
        pool.submit(new MyRunnable());
        
        pool.shutdown();                            //关闭线程池
    }
}

运行结果为
pool-1-thread-1....0
pool-1-thread-2....0
pool-1-thread-1....1
pool-1-thread-1....2
pool-1-thread-1....3
pool-1-thread-2....1
pool-1-thread-1....4
pool-1-thread-2....2
pool-1-thread-1....5
pool-1-thread-2....3
.......

25.10_多线程(多线程程序实现的方式3)

  • 提交的是Callable
  • 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
package com.hwh.thread2;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
public class Demo6_Callable {
    /**
     * @param args
     * @throws ExecutionException 
     * @throws InterruptedException 
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);//创建线程池
        Future<Integer> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));              //将线程放进池子里并执行
        Future<Integer> f2 = pool.submit(new MyCallable(50));
        
        System.out.println(f1.get());
        System.out.println(f2.get());
        
        pool.shutdown();                            //关闭线程池
    }

}

class MyCallable implements Callable<Integer> {
    private int num;
    public MyCallable(int num) {
        this.num = num;
    }
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for(int i = 1; i <= num; i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
}

运行结果为
5050
1275

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转载自www.cnblogs.com/albieh/p/12342228.html
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