Java笔记
作者：互联网
1.实现多线程
1.进程
正在运行的程序。
是系统进行资源分配和调用的独立单位；每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。
2.线程
进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径。
单线程：一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序；
多线程：一个进程如果有多条执行路径，则称为多线程程序。
3.多线程的实现方式
方式1：继承Thread类
定义一个类MyThread继承Thread类
在MyThread类中重写run（）方法
创建MyThread类的对象
启动线程
重写run（）方法原因：因为run（）方法是用来封装被线程执行的代码
run()方法和start()方法的区别：
run()：封装线程执行的代码，直接调用，相当于普通方法的调用
start()：启动线程；然后由JVM调用此线程的run（）方法
4.设置和获取线程名称
Thread类中设置和获取线程名称的方法：
void setName(String name) : 将此线程的名称更改为等于参数name
String getName() ：返回此线程的名称
通过构造方法也可以设置线程名称
获取main（）方法所在的线程名称：
public static Thread currentThread()： 返回对当前正在执行的线程对象的引用
public class MyThread extends Thread {
//因为MyThread中没有带参方法，所以构造无参和带参来继承父类Thread中的方法
public MyThread(){}
public MyThread(String name){
super(name); //访问父类的带参构造方法
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(getName() + ":" + i);
}
}
}
/*
private String name;
public Thread() {
this(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
}
public Thread(String name) {
this(null, null, name, 0);
}
public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name,
long stackSize) {
this(group, target, name, stackSize, null, true);
}
private Thread(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
long stackSize, AccessControlContext acc,
boolean inheritThreadLocals) {
this.name = name;
}
public final synchronized void setName(String name) {
this.name = name;
}
public final String getName() {
return name;
}
private static int threadInitNumber;
private static synchronized int nextThreadNum() {
return threadInitNumber++;
}
*/
public class MyThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
/*MyThread my1 = new MyThread();
MyThread my2 = new MyThread();
my1.setName("高铁");
my2.setName("飞机");*/
/*MyThread my1 = new MyThread("高铁");
MyThread my2 = new MyThread("飞机");
my1.start();
my2.start();*/
//static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用
//获取main方法的线程对象的名称
System.out.println(Thread.currentThread().getName()); //main
}
}
5.线程调度
线程有两种调度模式：
分时调度模式：所有线程轮流使用CPU的使用权，平均分配每个线程占用CPU的时间片
抢占式调度模型：优先让优先级高的线程使用CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程获取的CPU时间片相对多一些
Java使用的是抢占式调度模型
假如计算机只有一个CPU，那么CPU在某一时刻只能执行一条指令，线程只有得到CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性的，因为谁抢到CPU的使用权是不一定的。
Thread类中设置和获取线程优先级的方法：
public final int getPriority()： 返回此线程的优先级。
public final void setPriority(int newPriority) ：更改此线程的优先级。
线程默认优先级是5，线程优先级范围是1-10
线程优先级高仅仅表示线程获取的CPU时间片的几率高
6.线程控制
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
| static void sleep(long millis) | 使当前正在执行的线程停留（暂停执行）指定的毫秒数 |
| void join () | 等待这个线程死亡 |
| void setDaemon(boolean on) | 将此线程标记为守护线程，当运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机将退出 |
7.线程生命周期
8.多线程的实现方式
方式2：实现Runnable接口
定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
在MyRunnable类中重写run（）方法
创建MyRunnable类的对象
创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数
启动线程
多线程的实现方案有两种：继承Thread类、实现Runnable接口
相比继承Thread类，实现Runnable接口的好处：
避免了Java单继承的局限性
适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况，把线程和程序的代码、数据有效分离，较好的体现了面向对象的设计思想
//定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
public class MyRunnable implements Runnable {
//在MyRunnable类中重写run（）方法
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
public class MyRunnableDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建MyRunnable类的对象
MyRunnable my = new MyRunnable();
//创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数
//Thread(Runnable target) 分配一个新的 Thread对象。
//Thread(Runnable target, String name) 分配一个新的 Thread对象。
Thread t1 = new Thread(my);
Thread t2 = new Thread(my,"高铁");
//启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
2.线程同步
案例：卖票
需求：某电影院目前正在上映国产大片，共有100张票，而它有3个窗口卖票，请设计一个程序模拟该电影院卖票。
思路：
1.定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量：private int tickets = 100;
2.在SellTicket类中重写run() 方法实现卖票，代码步骤如下：
A:判断票数大于0，就卖票，并告知是哪个窗口卖的
B:卖了票之后，总票数要减1
C:票没有了，也可能有人来问，所以这里用死循环让卖票的动作一直执行
3.定义一个测试类SellTicketDemo,里面有main（）方法，代码步骤如下：
A:创建SellTicket类的对象
B:创建三个Thread类的对象，把SellTicket对象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称
C:启动线程
//1.定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量：private int tickets = 100;
public class SellTicket implements Runnable {
private int tickets = 100;
//2.在SellTicket类中重写run() 方法实现卖票，代码步骤如下：
@Override
public void run() {
while (true) { //C:票没有了，也可能有人来问，所以这里用死循环让卖票的动作一直执行
//A:判断票数大于0，就卖票，并告知是哪个窗口卖的
if (tickets > 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
tickets--; //B:卖了票之后，总票数要减1
}
}
}
}
public class SellTicketDemo {
public static void main(String[] args) {
//A:创建SellTicket类的对象
SellTicket st = new SellTicket();
//B:创建三个Thread类的对象，把SellTicket对象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称
Thread t1 = new Thread(st,"窗口1");
Thread t2 = new Thread(st,"窗口2");
Thread t3 = new Thread(st,"窗口3");
//C:启动线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
案例思考：
在实际生活中，售票需要时间，所以每出售一张票，需要一点时间延迟，每次延迟100毫秒，用sleep（）方法实现
卖票出现了问题：
相同的票出现了多次
出现了负数的票
原因：线程执行的随机性导致的
2.卖票案例数据安全问题的解决
出现问题的原因？（判断多线程程序是否会有数据安全问题的标准）
是否有多线程环境
是否有共享数据
是否有多条语句操作共享数据
解决方法：
基本思想：让程序没有安全问题的环境。
实现方法：
把多条语句操作共享数据的代码给锁起来，让任意时刻只能有一个线程执行即可
Java提供了同步代码块的方式来解决
3.同步代码块
锁多条语句操作共享数据，可以使用同步代码块实现
格式：
synchronized(任意对象){
多条语句操作共享数据的代码
}
synchronized(任意对象)：就相当于给代码加锁了，任意对象就可以看成是一把锁
同步的好处和弊端：
好处：解决了多线程的数据安全问题
弊端：当线程很多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率
4.同步方法
同步方法：就是把synchronized关键字加到方法上
格式：修饰符 synchronized 返回值类型 方法名（方法参数）{ }
同步方法锁的对象是 this
同步静态方法：就是把synchronized 关键字加到静态方法上
格式：修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名（方法参数）{ }
同步静态方法的锁的对象是：类名.class
public class SellTicket implements Runnable{
private static int tickets = 100;
private Object obj = new Object();
private int x = 0;
@Override
public void run() {
while (true) {
if(x%2==0) {
// synchronized (obj) {
// synchronized (this) {
synchronized (SellTicket.class) {
if (tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
tickets--;
}
}
}else {
/*synchronized (obj) {
if (tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
tickets--;
}
}*/
sellTicket();
}
x++;
}
}
/*private synchronized void sellTicket() {
if (tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
tickets--;
}
}*/
private static synchronized void sellTicket() {
if (tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
tickets--;
}
}
}
public class SellTicketDemo {
public static void main(String[] args) {
SellTicket st = new SellTicket();
Thread t1 = new Thread(st,"窗口1");
Thread t2 = new Thread(st,"窗口2");
Thread t3 = new Thread(st,"窗口3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
5.线程安全的类
StringBuffer：
线程安全，可变的字符序列。
从版本JDK 5开始，被StringBuilder替代。 通常应该使用StringBuilder类，因为它支持所有相同的操作，但它更快，因为它不执行同步。
Vector：从Java 2平台v1.2开始，该类改进了List接口，使其成为Java Collections Framework的成员。 与新的集合实现不同， Vector被同步。 如果不需要线程安全的实现，建议使用ArrayList代替Vector 。
Hashtable：
该类实现了一个哈希表，它将键映射到值。 任何非null对象都可以用作键值或值。
从Java 2平台v1.2开始，该类进行了改进，实现了Map接口，使其成为Java Collections Framework的成员。 与新的集合实现不同， Hashtable被同步。 如果不需要线程安全的实现，建议使用HashMap代替Hashtable 。 如果需要线程安全高度并发的实现，那么建议使用ConcurrentHashMap代替Hashtable 。
6.Lock锁
同步代码块和同步方法的锁对象问题，并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5之后提供了一个新的锁对象Lock
Lock实现了提供比使用synchronized方法和语句可以获得更广泛的锁定操作
Lock中提供了获得锁和释放锁的方法：
void lock()：获得锁
void unlock()：释放锁
Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化
ReentrantLock的构造方法
ReentrantLock() ：创建一个ReentrantLock的实例
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class SellTicket implements Runnable {
private int tickets = 100;
private Lock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
lock.lock();
if (tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
tickets--;
}
}finally {
lock.lock();
}
}
}
}
3.生产者消费者
1.生产者消费者模式概述
为了体现生产和消费过程中的等待和唤醒，Java就提供了几个方法供我们使用，这几个方法在Object类中。
Object类的等待和唤醒方法：
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
| void wait() | 导致当前线程等待，直到另一个线程调用该对象的notify()方法或notifyAll()方法 |
| void notify() | 唤醒正在等待对象监视器的单个线程 |
| void notifyAll() | 唤醒正在等待对象监视器的所有线程 |
2.生产者消费者案例
生产者消费者案例中包含的类：
奶箱类（Box）：定义一个成员变量，表示第x瓶奶，提供存储牛奶和获取牛奶的操作
生产者类（Producer）：实现Runnable接口，重写run()方法，调用存储牛奶的操作
消费者类（Customer）：实现Runnable接口，重写run()方法，调用存储牛奶的操作
测试类（BoxDemo）：里面有main方法，main方法中的代码如下：
1.创建奶箱对象，这里是共享数据区域
2.创建生产者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递，因为在这个类中要调用存储牛奶的操作
3.创建消费者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递，因为在这个类中要调用获取牛奶的操作
4.创建2个线程对象，分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递
5.启动线程
/*
奶箱类（Box）：定义一个成员变量，表示第x瓶奶，提供存储牛奶和获取牛奶的操作
*/
public class Box {
//定义一个成员变量，表示第x瓶奶
private int milk;
//定义一个成员变量表示奶箱状态
private boolean state = false;
//提供存储牛奶和获取牛奶的操作
public synchronized void put(int milk) {
//如果有奶，等待消费
if (state) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果没有奶，就生产
this.milk = milk;
System.out.println("送奶工将第" + this.milk + "瓶奶放入奶箱");
//生产完毕，修改奶箱状态
state = true;
//唤醒其他等待的线程
notifyAll();
}
public synchronized void get() {
//没奶，等待生产
if (!state) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果有，就消费
System.out.println("用户拿到第" + this.milk + "瓶奶");
//消费完毕，修改奶箱状态
state = false;
//唤醒其他等待的线程
notifyAll();
}
}
/*
生产者类（Producer）：实现Runnable接口，重写run()方法，调用存储牛奶的操作
*/
public class Producer implements Runnable {
private Box b;
public Producer(Box b) {
this.b = b;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
b.put(i);
}
}
}
/*
消费者类（Customer）：实现Runnable接口，重写run()方法，调用存储牛奶的操作
*/
public class Customer implements Runnable {
private Box b;
public Customer(Box b) {
this.b = b;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
b.get();
}
}
}
/*
测试类（BoxDemo）
*/
public class BoxDemo {
public static void main(String[] args) {
//1.创建奶箱对象，这里是共享数据区域
Box b = new Box();
//2.创建生产者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递，因为在这个类中要调用存储牛奶的操作
Producer p = new Producer(b);
//3.创建消费者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递，因为在这个类中要调用获取牛奶的操作
Customer c = new Customer(b);
//4.创建2个线程对象，分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递
Thread t1 = new Thread(p);
Thread t2 = new Thread(c);
//5.启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
标签：tickets,Java,Thread,对象,void,笔记,线程,public 来源： https://blog.csdn.net/weixin_46045873/article/details/122802454