學習多線程

来源:https://www.cnblogs.com/yx-study/archive/2023/09/16/17706672.html
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學習多線程 1.認識程式,進程,線程 程式 程式由指令和數據組成,是靜態的 進程 啟動一個程式,就啟動了一個進程。 進程就是程式的一次執行過程。 進程是動態的。 線程 一個進程包含多個線程。例如:播放視頻時,有動畫,有聲音,有彈幕…… 2.如何創建線程 繼承Thread類 三板斧: 繼承Thread ...


學習多線程

1.認識程式,進程,線程

程式

程式由指令和數據組成,是靜態的

進程

啟動一個程式,就啟動了一個進程。

進程就是程式的一次執行過程。

進程是動態的。

線程

一個進程包含多個線程。例如:播放視頻時,有動畫,有聲音,有彈幕……

2.如何創建線程

繼承Thread類

三板斧:

  1. 繼承Thread類
  2. 重寫run方法
  3. 啟動線程

實現Runnable介面

四板斧:

  1. 實現Runnable介面
  2. 重寫run方法
  3. 將線程對象放入Thread對象
  4. 啟動Thread對象的線程

實現Callable介面

實現Callable介面

3.靜態代理模式

一個關於結婚的例子

You you = new You();
WeddingFirm wf = new WeddingFirm(you);
wf.marry();
//You類,WeddingFirm類都實現了Marry介面,也就都實現了marry方法

代入到線程

MyThread mt = new MyThread();
Thread t = new Thread(mt);
t.start();
//MyThread 類,Thread 類都實現了 Runnable 介面,也就都實現了 run 方法

4.lambda表達式

函數式介面

函數式介面

只包含一個抽象方法的介面。一個典型的函數式介面:Runnable介面

逐步簡化

  1. 外部類
  2. 靜態內部類
  3. 局部內部類
  4. 匿名內部類
  5. lambda表達式
    1. 去參數類型
    2. 去小括弧
    3. 去大括弧

lambda語法

(參數列表) -> {實現抽象方法的方法體}

參數列表

  • 有一個參數,不需要小括弧
  • 沒有參數,或有多個參數必須加小括弧
  • 參數類型要省略就全省略。為什麼可以省略?Java會去檢查運行類型(即函數式介面)的方法。

方法體

  • 只有一條語句:無論有沒有返回值都不需要大括弧。如果寫了return,就一定要加大括弧。
  • 有多條語句:一定要加大括弧

舉例:

Thread thread = new Thread(() -> System.out.println("Hello World!")).start();

new Thread(Runnable) 構造方法中可以放入一個對象,這個對象必須是實現了Runnable介面的對象

擴展:

new 代理類(實現了 任意函數式介面的 匿名內部類 對象)

5.線程狀態

線程狀態

線程狀態圖1

線程狀態圖2

線程方法

線程方法圖

線程停止

推薦使用 設置標誌位 的方式,如flag =true/false

線程停止

線程休眠

線程休眠

線程禮讓

線程禮讓

線程插隊

線程插隊

監測線程狀態

監測線程狀態

線程優先順序

線程優先順序

守護線程

守護線程

6.線程同步

同步機制

先瞭解一個名詞:併發

併發

多個線程想要獲得(或操作)某個對象(或者某個資源),這種情況就叫做併發。但是當他們同時操作這個對象時,會有異常發生,例如:搶票問題(某一張票),取錢問題(某一張銀行卡)。

這時,就要想些辦法,來避免這些異常發生,於是,線程同步機制就出現了。說白了,線程同步是一種辦法(或機制),這種辦法,就是為瞭解決併發的問題。

於是,解決併發的問題,就變成瞭如何實現線程同步的問題。

同時和同步的區別:

同時和同步在含義和用法上有明顯的區別。

同時強調的是時間因素,指的是在同一時刻,兩個或多個事件同時發生。例如,當我們說“同時出發”時,指的是在某一特定的時間點,所有人或物都開始行動。

同步則不同,它更多地強調的是事件之間的協調性和一致性,而非單純的時間因素。例如,在舞蹈表演中,每個舞者需要按照同樣的節拍和步伐來表演,這就是同步。也就是說,所有舞者需要在時間和動作上保持一致,才能達到同步的效果。

以上是同時和同步的主要區別,希望對你有所幫助。

上面的解釋來自於百度文心一言。

線程同步

隊列和鎖

光有隊列,不一定安全。正在打飯的人得到一個鎖,才能打飯,打完了飯,就釋放掉鎖,後面的人繼續獲取鎖,繼續打飯……

如果沒有鎖,前面的人還沒打完飯,後面的人就迫不及待地也要打飯,於是,可能就打起來了……所以,隊列加鎖很有必要。

隊列和鎖

隊列和鎖解決了線程同步的安全性

同步鎖

synchronized 同步鎖

同步鎖

同步方法

同步方法

同步方法弊端

同步方法弊端

同步塊

同步塊

死鎖

死鎖代碼

釋放死鎖:

釋放死鎖

死鎖概念:

死鎖概念

避免死鎖:

避免死鎖

Lock鎖

Lock鎖的概念

Lock鎖的概念

自定義lock鎖

自定義lock鎖

synchronized與lock對比

synchronized與lock對比

7.線程通信

生產者與消費者模式

生產者與消費者模式

線程通信問題分析

線程通信問題分析

解決線程通信的方法

解決線程通信的方法

模型1:

模型1

管程法代碼實現

package thread.communication;

/**
 * 測試生產者與消費者模式:利用緩衝區解決(管程法)
 * 需要生產者,消費者,產品,緩衝區
 */
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer synContainer = new SynContainer();
        new Producer(synContainer).start();
        new Consumer(synContainer).start();
    }
}

//消費者
class Consumer extends Thread {
    SynContainer synContainer;

    public Consumer(SynContainer synContainer) {
        this.synContainer = synContainer;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            System.out.println("消費了第" + synContainer.pop().id + "只雞");
        }
    }
}

//生產者,相當於後廚
class Producer extends Thread {
    SynContainer synContainer;

    public Producer(SynContainer synContainer) {
        this.synContainer = synContainer;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            synContainer.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生產了第" + i + "只雞");
        }
    }
}

//容器,相當於前臺
class SynContainer {
    //定義數組,存放產品
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];
    //計數器
    int cnt = 0;

    //生產者放入產品
    public synchronized void push(Chicken chicken) {
        //如果滿了,就等待消費者消費
        if (10 == cnt) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果沒滿,就放入產品
        chickens[cnt++] = chicken;
        //通知消費者可以消費
        this.notifyAll();
    }

    //消費者取出產品
    public synchronized Chicken pop() {
        //如果容器為空,就等待生產者生產
        if (0 == cnt) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //通知生產者可以生產
        this.notifyAll();
        //如果沒空,就取出產品
        return chickens[--cnt];
    }
}

class Chicken {
    public int id;

    public Chicken(int id) {
        this.id = id;
    }
}

模型2:

模型2

信號燈法代碼實現

package thread.communication;

/**
 * 生產者消費者問題2:信號燈法,標誌位解決
 */
public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Actor(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}

//生產者:演員
class Actor extends Thread {
    TV tv = new TV();

    public Actor(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i % 2 == 0)
                this.tv.play("快樂大本營");
            else
                this.tv.play("抖音");
        }
    }
}

//消費者:觀眾
class Watcher extends Thread {
    TV tv;

    public Watcher(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            tv.watch();
        }
    }
}

//產品:節目
class TV {
    //演員表演,觀眾等待
    //觀眾觀看,演員等待
    String voice;//節目
    boolean flag = true;

    public synchronized void play(String voice) {
        if (!flag) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演員表演了" + voice);
        //通知觀看
        this.notifyAll();
        this.voice = voice;
        this.flag = !this.flag;
    }

    //觀看
    public synchronized void watch() {
        if (flag)
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        System.out.println("觀眾觀看了:" + voice);
        //通知演員表演
        this.notifyAll();
        this.flag = !this.flag;
    }
}

註意點:線程間通信的前提是 線程同步,所以依然需要設置鎖。

8.線程池

線程池概念

線程池概念

使用線程池

使用線程池

線程池代碼實現

package thread.pool;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * 測試線程池
 */
public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.創建服務,創建線程池
        //參數為線程大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //執行
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        //關閉鏈接
        service.shutdown();
    }
}

class MyThread implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

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