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如何学习Java多线程

发布时间:2021-09-30 17:05:29 来源:亿速云 阅读:138 作者:iii 栏目:开发技术

本篇内容主要讲解“如何学习Java多线程”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“如何学习Java多线程”吧!

目录
  • 多任务、多线程

  • 程序、进程、线程

  • 学着看jdk文档

  • 线程的创建

    • 1.继承Thread类

    • 2.实现Runable接口

    • 理解并发的场景

    • 龟兔赛跑场景

    • 实现callable接口

  • 理解函数式接口

    • 理解线程的状态

      • 线程停止

      • 线程休眠sleep

        • 1.网路延迟

        • 2.倒计时等

      • 线程礼让yield

        • 线程强制执行

        • 观察线程状态

          • 线程的优先级

            • 守护线程

              • 线程同步机制

                • 1.synchronized 同步方法

                  • 2.同步块synchronized(Obj){}

                  • lock

                    • synchronized与lock

                      多任务、多线程

                      在多任务场景下,两件事看上去同时在做,但实际上,你的大脑在同一时间只做一件事,间隔时间可能很少,但这似乎让你感觉这两件事是同时在做

                      考虑阻塞问题,引入多线程的场景,多线程并发场景

                      如何学习Java多线程

                      程序、进程、线程

                      程序=指令+数据(静态的)
                      在操作系统中运行的程序就是进程,一个进程可以有多个线程
                      比如,看视频时听声音,看图像,看弹幕等

                      学着看jdk文档

                      比如你要看Thread
                      你可以搜索,然后阅读

                      如何学习Java多线程

                      往下翻你会看到:

                      如何学习Java多线程

                      如何学习Java多线程

                      如何学习Java多线程

                      线程的创建

                      1.继承Thread类

                      //创建线程方式一:继承Thread类,重写run方法,调用start()方法开启线程
                      public class TestThread1  extends Thread{
                      
                          @Override
                          public void run() {
                              //run()方法线程体
                              IntStream.range(0,20).forEach(i->{
                                  System.out.println("我在看代码"+i);
                              });
                          }
                      
                          public static void main(String[] args) {
                              //创建一个线程对象
                              TestThread1 testThread1=new TestThread1();
                              //调用start()方法,启动线程,不一定立即执行,由cpu调度执行
                              testThread1.start();
                      
                              //主方法 main方法
                              IntStream.range(0,20).forEach(i->{
                                  System.out.println("我在学习多线程"+i);
                              });
                          }
                      }

                      一个小练习:

                      //练习thread实现对线程同步下载图片
                      public class TestThread2 extends Thread{
                      
                          private String url;
                          private String name;
                      
                          public TestThread2(String url, String name) {
                              this.url = url;
                              this.name = name;
                          }
                      
                          @Override
                          public void run() {
                                WebDownload webDownload=new WebDownload();
                                webDownload.downloader(url,name);
                                System.out.println("下载了文件名:"+name);
                          }
                      
                          public static void main(String[] args) {
                              TestThread2 t1=new TestThread2("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","1.jpg");
                              TestThread2 t2=new TestThread2("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","2.jpg");
                              TestThread2 t3=new TestThread2("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","3.jpg");
                      
                              t1.start();
                              t2.start();
                              t3.start();
                      
                          }
                      }
                      
                      //下载器
                      class WebDownload{
                          //下载方法
                          public void downloader(String url,String name)  {
                              try {
                                  FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
                              } catch (IOException e) {
                                  e.printStackTrace();
                                  System.out.println("IO异常,downloader方法出错");
                              }
                          }
                      }

                      2.实现Runable接口

                      //创建线程的方法2:实现Runable接口
                      public class TestThread3 implements Runnable{
                      
                          @Override
                          public void run() {
                              //run()方法线程体
                              IntStream.range(0,20).forEach(i->{
                                  System.out.println("我在看代码"+i);
                              });
                          }
                      
                          public static void main(String[] args) {
                              //创建一个线程对象
                              TestThread3 testThread3=new TestThread3();
                              //调用start()方法,启动线程,不一定立即执行,由cpu调度执行
                      //        Thread thread=new Thread(testThread3);
                      //        thread.start();
                      
                              //或者这样简写
                             new Thread(testThread3).start();
                              //主方法 main方法
                              IntStream.range(0,100).forEach(i->{
                                  System.out.println("我在学习多线程"+i);
                              });
                          }
                      }

                      如何学习Java多线程

                      理解并发的场景

                      当多个线程使用同一个资源时,会出现问题,看看下面这个买火车票的例子:

                      public class TestThread4 implements  Runnable{
                      
                          //票数
                          private int ticketNums=10;
                      
                          @Override
                          public void run() {
                              while(true){
                                  if (ticketNums<=0){
                                      break;
                                  }
                                  //模拟延迟
                                  try {
                                      Thread.sleep(200);
                                  } catch (InterruptedException e) {
                                      e.printStackTrace();
                                  }
                                  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNums--+"张票");
                              }
                      
                          }
                      
                          public static void main(String[] args) {
                              TestThread4 ticket=new TestThread4();
                      
                              new Thread(ticket,"小明").start();
                              new Thread(ticket,"张三").start();
                              new Thread(ticket,"李四").start();
                          }
                      }

                      看看运行的结果:

                      如何学习Java多线程

                      可以看到案例中的线程不安全问题,同时数据也是不正确的

                      龟兔赛跑场景

                      /**
                       * 模拟龟兔赛跑
                       */
                      public class Race implements Runnable{
                          //胜利者
                          private static String winner;
                      
                          @Override
                          public void run() {
                      
                      
                              for (int i=0;i<=100;i++){
                                  //模拟兔子休息
                                  if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子")&&i%10==0){
                                      try {
                                          Thread.sleep(1);
                                      } catch (InterruptedException e) {
                                          e.printStackTrace();
                                      }
                                  }
                      
                                  boolean flag=gameOver(i);
                                  if (flag){  //判断比赛是否结束
                                     break;
                                  }
                                  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");
                              }
                      
                          }
                      
                          /**
                           * 判断比赛是否结束
                           */
                          private boolean gameOver(int steps){
                              //判断是否有胜利者
                              if (winner !=null){
                                  //已经存在胜利者
                                  return true;
                              }else if (steps >= 100){
                                  winner=Thread.currentThread().getName();
                                  System.out.println("胜利者是:"+winner);
                                  return true;
                              }else{
                                  return false;
                              }
                          }
                      
                          public static void main(String[] args) {
                              Race race=new Race();
                              new Thread(race,"兔子").start();
                              new Thread(race,"乌龟").start();
                          }
                      }

                      实现callable接口

                      //线程创建方式3
                      public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
                          private String url;
                          private String name;
                      
                          public TestCallable(String url, String name) {
                              this.url = url;
                              this.name = name;
                          }
                      
                          @Override
                          public Boolean call() {
                              com.sxh.thread.WebDownload webDownload=new com.sxh.thread.WebDownload();
                              webDownload.downloader(url,name);
                              System.out.println("下载了文件名:"+name);
                              return true;
                          }
                      
                          public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
                              TestCallable t1=new TestCallable("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","1.jpg");
                              TestCallable t2=new TestCallable("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","2.jpg");
                              TestCallable t3=new TestCallable("https://profile.csdnimg.cn/B/D/2/3_sxh06","3.jpg");
                      
                              //创建执行服务
                              ExecutorService ser= Executors.newFixedThreadPool(3);
                              //提交执行
                              Future<Boolean> r1=ser.submit(t1);
                              Future<Boolean> r2=ser.submit(t2);
                              Future<Boolean> r3=ser.submit(t3);
                              //获取结果
                              boolean rs1=r1.get();
                              boolean rs2=r2.get();
                              boolean rs3=r3.get();
                              //关闭服务
                              ser.shutdownNow();
                          }
                      
                      }

                      理解函数式接口

                      任何接口,只包含唯一一个抽象方法,就是函数式接口

                      /**
                       * lambdab表达式的发展
                       */
                      public class TestLambda1 {
                          //3.静态内部类
                          static class Like2 implements ILike{
                              @Override
                              public void lambda() {
                                  System.out.println("i like lambda2");
                              }
                          }
                      
                          public static void main(String[] args) {
                              ILike like=new Like();
                              like.lambda();
                      
                              like=new Like2();
                              like.lambda();
                      
                              //4.局部内部类
                             class Like3 implements ILike{
                                  @Override
                                  public void lambda() {
                                      System.out.println("i like lambda3");
                                  }
                              }
                              like=new Like3();
                              like.lambda();
                      
                              //5.匿名内部类
                              like=new ILike() {
                                  @Override
                                  public void lambda() {
                                      System.out.println("i like lambda4");
                                  }
                              };
                              like.lambda();
                      
                              //6.用lambda简化
                              like=()->{
                                  System.out.println("i like lambda5");
                              };
                              like.lambda();
                          }
                      }
                      
                      //1.定义一个函数式接口
                      interface ILike{
                          void lambda();
                      }
                      
                      //2.实现类
                      class Like implements ILike{
                      
                          @Override
                          public void lambda() {
                              System.out.println("i like lambda");
                          }
                      }

                      理解线程的状态

                      如何学习Java多线程

                      线程停止

                      public class TestStop implements Runnable{
                      
                          //1.设置一个标志位
                          private boolean flag=true;
                          @Override
                          public void run() {
                             int i=0;
                             while (flag){
                                 System.out.println("run...thread.."+i++);
                             }
                          }
                      
                          //2.设置一个公开的方法停止线程,转换标志位
                          public void stop(){
                                 this.flag=false;
                          }
                      
                      
                          public static void main(String[] args) {
                              TestStop stop=new TestStop();
                              new Thread(stop).start();
                      
                      
                              for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                                  System.out.println("main"+i);
                                  if (i==900){
                                      //调用stop方法,让线程停止
                                      stop.stop();
                                      System.out.println("线程该停止了");
                                  }
                              }
                      //        IntStream.range(0,1000).forEach(i->{
                      //            
                      //        });
                          }
                      }

                      线程休眠sleep

                      每个对象都有一把锁,sleep不会释放锁

                      1.网路延迟
                      //模拟延迟
                                  try {
                                      Thread.sleep(200); //ms
                                  } catch (InterruptedException e) {
                                      e.printStackTrace();
                                  }
                      2.倒计时等
                       public static void main(String[] args) {
                             try {
                                  tendown();
                              } catch (InterruptedException e) {
                                  e.printStackTrace();
                             }
                        }
                          public static void tendown() throws InterruptedException {
                              int num=10;
                              while (true){
                                  Thread.sleep(1000);
                                  System.out.println(num--);
                                  if(num<=0)
                                  {
                                      break;
                                  }
                              }
                          }
                       public static void main(String[] args) {
                              //打印系统当前时间
                              Date startTime=new Date(System.currentTimeMillis());
                              while (true){
                                  try {
                                      Thread.sleep(1000);
                                      System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                                      startTime=new Date(System.currentTimeMillis());//更新时间
                                  } catch (InterruptedException e) {
                                      e.printStackTrace();
                                  }
                              }
                          }

                      线程礼让yield

                      //线程礼让  礼让不一定成功,由cpu重新调度
                      public class TestYield {
                          public static void main(String[] args) {
                              MyYield myYield=new MyYield();
                              new Thread(myYield,"a").start();
                              new Thread(myYield,"b").start();
                          }
                      }
                      class MyYield implements  Runnable{
                      
                          @Override
                          public void run() {
                              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始执行");
                              Thread.yield();
                              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
                          }
                      }

                      线程强制执行

                      //测试join方法  想象为插队
                      public class TestJoin implements  Runnable{
                          @Override
                          public void run() {
                              for (int i = 0; i < 100; i++) {
                                  System.out.println("线程vip来了"+i);
                              }
                          }
                      
                          public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
                              //启动线程
                              TestJoin testJoin=new TestJoin();
                              Thread thread=new Thread(testJoin);
                              thread.start();
                      
                              //主线程
                              for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                                  if (i==200){
                                      thread.join(); //插队
                                  }
                                  System.out.println("main"+i);
                              }
                          }
                      }

                      观察线程状态

                      public class TestState {
                          public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
                              Thread thread=new Thread(()->{
                                  for (int i = 0; i < 5; i++) {
                                      try {
                                          Thread.sleep(1000);
                                      } catch (InterruptedException e) {
                                          e.printStackTrace();
                                      }
                                  }
                                  System.out.println("//");
                              });
                      
                              //观察状态
                              Thread.State state=thread.getState();
                              System.out.println(state);   //NEW
                      
                              //启动后
                              thread.start();
                              state=thread.getState();
                              System.out.println(state);   //Run
                      
                              while (state != Thread.State.TERMINATED)
                              {
                                  Thread.sleep(100);
                                  state=thread.getState();//更新线程状态
                                  System.out.println(state);   //Run
                              }
                          }
                      }

                      线程的优先级

                      //测试线程的优先级
                      public class TestPriority {
                          public static void main(String[] args) {
                              //主线程默认优先级
                              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());
                      
                              MyPriority myPriority=new MyPriority();
                      
                              Thread t1=new Thread(myPriority);
                              Thread t2=new Thread(myPriority);
                              Thread t3=new Thread(myPriority);
                              Thread t4=new Thread(myPriority);
                              Thread t5=new Thread(myPriority);
                              Thread t6=new Thread(myPriority);
                              //先设置优先级,在启动
                              t1.start();
                              t2.setPriority(1);
                              t2.start();
                              t3.setPriority(4);
                              t3.start();
                              t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
                              t4.start();
                              t5.setPriority(-1);
                              t5.start();
                              t6.setPriority(11);
                              t6.start();
                      
                          }
                      }
                      class MyPriority implements Runnable{
                      
                          @Override
                          public void run() {
                              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());
                          }
                      }

                      守护线程

                      线程分为用户线程和守护线程

                      //测试守护线程
                      public class TestDaemon {
                          public static void main(String[] args) {
                              God god=new God();
                              You you=new You();
                              Thread thread=new Thread(god);
                              thread.setDaemon(true); //默认是false表示用户线程
                              thread.start();
                      
                              new Thread(you).start();
                      
                          }
                      }
                      
                      class God implements  Runnable{
                      
                          @Override
                          public void run() {
                            while (true){
                                System.out.println("上帝保佑着你");
                            }
                          }
                      }
                      class You implements Runnable{
                          @Override
                          public void run() {
                              for (int i = 0; i < 36000; i++) {
                                  System.out.println("你活着"+i);
                              }
                              System.out.println("goodbye!!");
                          }
                      }

                      线程同步机制

                      解决安全性问题:队列+锁

                      1.synchronized 同步方法

                      默认锁的是this,如需锁其他的,使用下面的同步块

                      //synchronized 同步方法
                          private  synchronized void buy(){
                              if (ticketNums<=0){
                                  flag=false;
                                  return;
                              }
                              //模拟延迟
                              try {
                                  Thread.sleep(100);
                              } catch (InterruptedException e) {
                                  e.printStackTrace();
                              }
                              //买票
                              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNums--+"张票");
                          }

                      2.同步块synchronized(Obj){}

                      锁的对象是变化的量,需要增删改的对象
                      obj称之为同步监视器,即监视对象

                      public class UnsafeList {
                          public static void main(String[] args) {
                              List<String> list=new ArrayList<String>();
                              for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                                  new Thread(()->{
                                      synchronized (list){
                                          list.add(Thread.currentThread().getName());
                                      }
                                  }).start();
                              }
                      
                              try {
                                  Thread.sleep(3000);
                              } catch (InterruptedException e) {
                                  e.printStackTrace();
                              }
                              System.out.println(list.size());
                          }
                      }

                      lock

                      class A{
                           //ReentrantLock 可重入锁
                           private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
                           public void f(){
                             lock.lock();//加锁
                             try{
                                 //.....
                              }
                             finally{
                                lock.unlock();//释放锁
                              }
                           }
                         
                      }

                      synchronized与lock

                      1. lock是显示锁需要手动开关,synchronized是隐式锁,出了作用域自动释放

                      2. lock只有代码块锁,synchronized有代码块锁和方法锁

                      3. JVM将花费更少的时间来调度线程,性能更好,更有扩展性

                      4. 优先使用:Lock>同步代码块>同步方法

                      到此,相信大家对“如何学习Java多线程”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是亿速云网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!

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