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什么是线程
- 任务管理器可以有多个进程,每个进程运行的都是可执行程序,一个可执行程序就是一个软件,可执行程序的本质就是在计算机当中运行的一块代码
进程:可以看成是在计算机当中运行的一块代码
线程:可以看成是在计算机当中运行的一小块代码
2.3线程与进程的关系 - 一个进程中可以有多个线程,至少得有一个线程;
- 上面说一个进程可以狭隘的看成是一大段代码,那其实线程也是一段代码
- 线程是进程中的最小单位;
- 也可以把线程看成是一个轻量级的进程
注意常识 : 计算机安装一个软件,软件是由代码构成,当启动一个软件之后,代码被放入内存中,为什么会放入到内存中,因为内存的读写速度比较快,这时候CPU就开始处理内存当中的任务,也就是当前软件程序[ 代码 ]运行起来了。
2.4 CPU如何处理任务? - 在单位时间时间片上只能执行一个线程
- CPU看到内存中有很多的线程,CPU在单位时间片(时间片:很微小的时间单位)上高速切换线程执行
2.5多线程下载软件为什么快 - 问题:很多使用多线程技术开发的软件,下载速度比较快,例如,迅雷…某些软件,QQ影音,快播…迅雷影音等等…为什么下载速度会比较快
- 假设上面软件都是运行在同一台电脑上面,两款软件运行,肯定是由一个CPU在处理该任务
- CPU处理任务最小单位是线程,CPU是通过资源分配的方式,在多个线程之间,以时间片(时间片:很微小的时间单位)为单位,高速切换内存中要执行的线程任务。
- 在同一个时间片上,只能处理一个线程
- 在CPU的眼中,只看到内存中有很多线程,大家都是平等的,获取到CPU处理的机会是均等的,CPU会平均分配资源给每一个线程
- 假设每个线程执行一分钟,快播软件占用CPU时间为三分钟,迅雷占用CPU处理任务的时间为1分钟,自然快播处理的任务会更多,下载的内容更多
2.6线程的作用
- 线程的作用:看下面两种理解方式:
①可以将代码中(软件)的某些独立的功能包装起来,单独作为任务交给CPU处理!
②将需做的某个功能封装成一个线程体,该线程可以独立的获得CPU分配的资源
从而实现多功能同时运行。
① 玩游戏的线程类
② 放音乐的线程类
③ 测试类:创建① ②的对象,然后调用start方法启动
-
代码清单:
public class PlayGameThread extends Thread{
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(“double kill…”);
}
}
}public class MusicThread extends Thread{
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(“摩擦。。。摩擦…”);
}
}
}public class Test {
public static void main(String[] args) {
PlayGameThread pgt = new PlayGameThread();
MusicThread mt = new MusicThread();pgt.start(); mt.start(); }
}
3.4 小结:创建启动线程的方式一(继承Thread类)
1、先明确我们需要把什么事情封装成一个线程对象(现有相应的代码)
2、自定义一个类 extends Thread
3、覆写run方法,在这里写1步中的代码
4、创建一个自定义类的对象 t
5、启动线程 t.start();
6、注意执行过程:本质是代码执行到一个位置之后,如果切换到另一个线程,在切换回来,那么会从刚才切换走的代码位置继续执行:产生线程安全问题的原因,就在此…
3.4 注意事项
直接调用run方法和start的区别?
- 可以直接调用run方法,但是没有启动一个独立的线程;
- 只有调用start 才回启动一个独立的线程;
自己启动的线程和主线程有关系吗? - 直接写一个最简单的hello word 程序,就有一个主线程
- 一个线程一旦启动就是独立的了,和创建启动它的环境没有直接的包含关系
代码清单:
public class Test2 {
/** 测试主线程执行完毕我们自定义的线程还是会继续执行(前提就是主线程完了,自定义的线程还没有执行完)*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println(“hello…”);
new ThreadTest().start();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(“main”+i);
}
}
}
class ThreadTest extends Thread{
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(“自定义线程”+i);
}
}
}
5.1 线程的创建启动方式
线程的作用
- 将需做的某个功能封装成一个线程体,该线程可以独立的获得CPU分配的资源
从而实现多功能同时运行。
Thread线程类本质是实现Runnable接口
- 通过查看API得知,Thread当中的run方法不是来自于自身,而是通过实现Runable接口里面的run方法,从而实现某个类的实例,可以通过线程的方式实现功能,类必须定义一个名为run的无参数方法
- 本质Thread也是通过实现接口来实现线程功能的
- 如果自定义一个类,完全可以是通过实现该接口从而,通过线程实现功能
自定义类通过实现Runable的方式来实现线程,如何启动
- 通过实现Runable实现线程的,自定义类,的对象A。放在一个空壳的Thread线程对象当中
- 然后通过该对象来调用start方法启动线程A
代码清单:
public class TicketThread implements Runnable{
private int num = 50;
public void run() {
// 最终的代码
while(num>0){
System.out.println("您的票号是:"+num);
num--;
}
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
/*
* 只需要创建一个TicketThread的对象 tt
* 以tt为参数来创建3个Thread对象
*/
TicketThread tt = new TicketThread();
Thread t1 = new Thread(tt);
Thread t2 = new Thread(tt);
Thread t3 = new Thread(tt);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
问题:
为什么上面没有static,也只销售50张票左右,而没有销售150张,本质其实只创建了一个对象,在被三个线程对象共享
5.2 小结:实现方式启动线程的流程
1、明确线程主体(自己需要实现的代码);
2、自定义一个类实现Runnable接口
3、覆写run方法 : 写第一步中的代码
4、创建一个自定义类的对象 t
5、以t为参数来构造一个Thread对象 tt;
Thread tt = new Thread(tt);
6、tt.start();//启动线程对象tt,对线程对象t 的主体代码进行访问
5.3 继承Thread 和实现Runnable的区别
1、继承有局限,Java中类只能够单继承
2、实现的方式,我们的类在业务上可以继承它本应该有的类,同时可以实现接口变成一个线程类
3、关于数据共享的问题:就看所谓被共享的数据所在的类的对象被创建了几个
6. Thread类
6.1 线程休眠sleep
什么是线程休眠
线程类Thread当中有一个static void sleep(long millis)方法,在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠
注意 : 当前正在执行的线程就是主线程
线程休眠应用
-
可以做倒计时
代码清单:
Frame f = new Frame();
Label label = new Label(“10”);
label.setBackground(Color.RED);
// 字体对象
Font font = new Font(“宋体”,Font.BOLD,666);
label.setFont(font);
label.setAlignment(Label.CENTER);
f.add(label);f.setSize(780, 780); f.setLocationRelativeTo(null); f.setVisible(true); for (int i = 10; i >= 0; i--) { label.setText(i+""); Thread.sleep(1000); }
-
可以用来模拟网络延迟
6.2 线程的优先级
1.线程优先级概念: -
每个线程[线程对象]都有一个优先级,高优先级线程的执行优先于低优先级线程(简单说:如果一个线程的优先级越高,获得CPU资源的机会更大,不等于高优先级的就最先执行)
2.如何设置优先级呢? 调用方法 -
int getPriority() 返回线程的优先级
-
void setPriority(int newPriority) 更改线程的优先级
3.希望验证一下上面的理论
-
先通过主线程来测试获得和设置优先级
public static void main(String[] args) {
//获取主线程
Thread m = Thread.currentThread();
System.out.println(m.getPriority());//输出主线程优先级
m.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//设置主线程优先级
System.out.println(m.getPriority());//输出主线程设置优先级之后的优先级
} -
设置自己定义的线程的优先级
-
线程的默认优先级和创建它的环境线程的当前优先级一致,主线程的默认优先级是5
-
小结:
- 知道调用对应的方法来获得和设置线程的优先级
- 想办法测试高优先级的执行机会高于低优先级?
6.3 守护线程
什么守护线程
1、守护线程(精灵线程/后台线程)
①每个线程都可以或不可以标记为一个守护程序
②后台线程仅仅就是对线程的一个分类或者标记
2、特点:
① 一般来说后台线程是为前台线程服务的(例如gc线程);
② 如果所有的前台线程都死了,那么后台线程也会自动的死亡;但是前台线程死了,后台线程不一定立即死亡(可能还需要收尸…)
③ 一个线程的默认状态和创建它的环境线程状态一致
测试把一个线程标记为守护线程
① 相关的方法:
boolean isDaemon() 测试该线程是否为守护线程
void setDaemon(boolean on) 将该线程标记为守护线程或用户线程
如果上面从参数为true 表示是后台线程
② 先以主线程来进行测试:1获得 2 尝试修改
③ 自定义的线程: 1 获得 2 尝试修改
3、小结
① 知道什么是守护线程
② 知道如何调用方法修改它的状态
③ 主线程不能够修改状态—》活动状态的线程是不能被修改的
package cn.itsource._07Deamon;
public class TestDeamon {
/*
* boolean isDaemon() 测试该线程是否为守护线程 :是否为后台
void setDaemon(boolean on) 将该线程标记为守护线程或用户线程
1.启动的线程不修改为后台或者前台
2.一个线程的是否为后台线程与创建的环境一致
* */
public static void main(String[] args) {
/*static Thread currentThread()
返回对当前正在执行的线程对象的引用。 */
Thread main = Thread.currentThread();
boolean daemon = main.isDaemon();
System.out.println(daemon);
/*
* 修改主线程为后台线程
* 启动的线程不能修改为后台或者前台线程
* */
//main.setDaemon(true);
//System.out.println(main.isDaemon());
/* void setDaemon(boolean on)
将该线程标记为守护线程或用户线程 */
Thread th = new Thread();
//th.start();启动的线程不能修改
th.setDaemon(true);
System.out.println(th.isDaemon());
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.setDaemon(true);
/*
* main主线程:执行完毕:主线程自然死亡
* 1.主线程死了:后台会自动死亡:自定义线程没有打印run方法里面的内容,因为自动死亡
* 2.也有可能会打印:因为后台不一定马上死
* */
myThread.start();//后台线程启动,执行run方法里内容
}
}
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println(“后台”);
}
}
6.4 等待线程终止join()
什么是等待线程终止join
join为线程当中的方法,某线程实例调用该方法,其他线程会等待该线程执行完毕之后在执行
package cn.itsource._08Jion;
public class TestJion {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyThread mt = new MyThread();
mt.start();
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
if(i ==6){
mt.join();//到了第六次让等待一线程执行
}
System.out.println("二哈第:"+i+"次");
}
}
}
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
System.out.println(“一一第:”+i+“次”);
}
}
}
6.5 线程礼让
线程之前相互客气一下
static void yield() 暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。
package cn.itsource._09Yield;
public class Testyield {
/*
* 线程礼让
*
* */
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyThread mt = new MyThread();
mt.start();
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
if(i ==6){
mt.yield();//
}
System.out.println(“啦啦啦”+i+“次”);
}
}
}
class MyThread extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 50; i++) {
System.out.println(“哈哈哈”+i+“次”);
}
}
}
.线程同步 [解决线程安全问题]
2.1为什么需要线程同步
-
解决问题: 线程安全问题
(例如1单例模式的懒汉模式;例如2多线程模拟多窗口售票-)
2.2 线程同步方式一:同步代码
2.2.1基本语法结构
synchronized (同步监听对象) {
可能引发线程安全问题的代码
}
上面的结构相当于把{ }中的代码捆绑成一个整体,线程只能够一个一个的进来,执行完一个,下一个才能进来
2.2.2语法特点: -
上面的同步监听对象可以是任意的对象;
-
保证所有的线程共享一个同步监听对象的;也就是保证被同步监听对象是被所有线程共享的。
-
很多时候可以写this,但是请先参照②,
-
常用的方式:使用类的字节码对象 XXX.class
2.2.3示例演示: -
同步代码块方式①同步整块代码
-
结果:一个线程卖完
-
原因:把整个循环同步了,一旦有一个线程进来就会执行完里面的代码,其它线程才能进来
重新思考:我们需要真正的同步什么代码? 保证每销售一张票的操作是同步的就可以了 -
同步代码块方式② 同步关键业务代码
-
结果:有0 -1 感觉判断失效了
-
原因:假设仅剩下一张票,所同步内容没有判断是否还有票,当第二线程易进入while结构体,但其他线程正在执行销售最后一张票,之后num=0;但第二线程已经进入while结构体,会执行同步代码,销售num=0的这张票
-
同步代码块方式③同步关键业务代码
public class TicketThread extends Thread{
private static int num = 50;
public void run() {
while(num>0){
// 只应该同步销售的一张票的操作代码
synchronized (TicketThread.class) {
// 下面的代码是销售一张票,每卖一张票的前提判断是否有票
if(num>0){
System.out.println(this.getName()+“您的票号是:”+num);
num–;
}
}
}
}
或者:将关键业务代码提出来包装成一个方法
public class TicketThread extends Thread{
private static int num = 50;
public void run() {
while(num>0){
saleOne();
}
}
// 写一个方法:销售一张票
private void saleOne(){
// 只应该同步销售的一张票的操作代码
synchronized (TicketThread.class) {
// 下面的代码是销售一张票,每卖一张票的前提判断是否有票
if(num>0){
System.out.println(this.getName()+" 您的票号是:"+num);
num–;
}
}
}
}
2.3 线程同步方式二:同步方法
1、就是在需要被同步的方法上面加关键字 synchronized
2、加的位置 :在返回值类型的前面
3、不需要也不能够显示的写同步监听对象
4、如果是一个非static的方法,那么同步监听对象就是this;
5、如果是static修饰的方法,那么同步监听对象就是当前方法所在的类的字节码对象
6、售票示例同步方法代码清单:
public class TicketThread implements Runnable{
private int num = 50;
public void run() {
while(num>0){
saleOne();
}
}
synchronized private void saleOne(){
if(num>0){
System.out.println(" 您的票号是:"+num);
num–;
}
}
}
2.4 线程同步方式三:锁机制
1、学习方式(查找API文档方式)锁-- Lock(API)接口 —XXX实现类
2、结果: 没有同步到
3、原因:lock是一个实例变量,因此创建了3个TicketThread对象就有3个lock对象,没有同步到
4、解决办法: static lock ; 或者使用实现的方式
3.线程通信与等待唤醒
3.1 什么是线程通信
- 感觉是多个线程之间会发生一些关系,会交流…例如:
3.2 经典案例 - 案例说明:
- 使用多个线程模拟同时操作一个银行账户;
- 使用一个线程模拟取款操作;使用要给线程模拟存款操作 ;要求:存款操作循环十二次;取款操作循环十二次;存取款线程同时启动;看到效果存一次,取一次交替
-
备注:存取交替也就是两个线程交替执行
3.3 如何实现 -
问题:感觉两个线程,主体中有一个循环,都会执行十二次,当把两个线程启动起来,执行感觉是由CPU来控制的
需要设计一些什么类 -
一个存款线程类
-
一个取款线程类
-
银行账户类
-
测试类
如何让两个线程交替执行 -
如果当前线程是存款线程,判断银行账户中是否有钱,如果有钱,让当前线程等待,唤醒取款线程
-
如果当前线程是取款线程,判断银行账户中是有钱,如果没有前,让当前线程等待,唤醒存款线程
如何判断?
-
在银行账户类当中设置一个标识,boolean empty = true;当empty为ture表示银行没有钱
①存款线程判断如果为empty为ture,表示没有钱,则执行线程存款操作,存款结束之后,
设置当前正在执行的存款线程等待
修改标识empty=flase表示银行有钱了
唤醒取款线程
②取款线程判断如果为empty为false,表示有钱,则执行线程取款操作,取款结束之后,
设置当前正在执行的取款线程等待
修改标识empty=true表示银行有钱了
唤醒存款线程
如何让线程等待或者唤醒 -
Object 其中有两个方法
-
wait():如果一个线程调用了该方法,没有唤醒该线程它,它就一直等待
-
notify():唤醒共享该对象的单个线程,可能是任意的一个。
3.4实现示例
方式①同步方法
public class Account {
//成员字段表示账户金池
private double blance;
//定义一个字段默认是是没有钱的
private static boolean empty = true;//empty为true表示没有钱!
//成员字段提供getter,setter方法
public double getBlance() {
return blance;
}
public void setBlance(double blance) {
this.blance = blance;
}
//提供有参构造方法初始化字段
Account(double blance){
this.blance = blance;
}
//提供存取款的动作
synchronized void save(){//synchronized同步静态方法,同步的对象是this;静态同步的是当前类的Class对象
if(!this.empty){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(“存款前金额:”+blance);
this.blance += 1000;
System.out.println(“存款后金额:”+blance);
this.empty = false;
this.notify();}
synchronized public void get(){
if(this.empty){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(“取款前金额:”+blance);
this.blance -= 1000;
System.out.println(“取款后金额:”+blance);
this.empty = true;
this.notify();
}
}
方式②同步代码块
public class Account {
//成员字段表示账户金池
private double blance;
//定义一个字段默认是是没有钱的
private static boolean empty = true;//empty为true表示没有钱!
//创建一个对象用来当做同步监听对象
Object o = new Object();
//成员字段提供getter,setter方法
public double getBlance() {
return blance;
}
public void setBlance(double blance) {
this.blance = blance;
}
//提供有参构造方法初始化字段
Account(double blance){
this.blance = blance;
}
//提供存取款的动作
public void save(){//synchronized同步静态方法,同步的对象是this;静态同步的是当前类的Class对象
synchronized (o){//mutex同步监听对象
if(!empty){
try {
o.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(“存款前金额:”+blance);
this.blance += 1000;
System.out.println(“存款后金额:”+blance);
this.empty = false;
o.notify();
}
}
public void get(){
synchronized (o){
if(empty){
try {
o.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(“取款前金额:”+blance);
this.blance -= 1000;
System.out.println(“取款后金额:”+blance);
this.empty = true;
o.notify();
}
}
}
方式③锁机制
public class Account {
//成员字段表示账户金池
private double blance;
//定义一个字段默认是是没有钱的
private static boolean empty = true;//empty为true表示没有钱!
//定义一把锁
private final static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
//Condition实例用于获取被监听实例
final Condition condition = lock.newCondition();
//成员字段提供getter,setter方法
public double getBlance() {
return blance;
}
public void setBlance(double blance) {
this.blance = blance;
}
//提供有参构造方法初始化字段
Account(double blance){
this.blance = blance;
}
//提供存取款的动作
public void save(){
lock.lock();
try{
if(!this.empty){
try {
condition.await();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(“存款前金额:”+blance);
this.blance += 1000;
System.out.println(“存款后金额:”+blance);
this.empty = false;
condition.signal();
}finally{
lock.unlock();
}
}
public void get(){
lock.lock();
try{
if(this.empty){
try {
condition.await();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(“取款前金额:”+blance);
this.blance -= 1000;
System.out.println(“取款后金额:”+blance);
this.empty = true;
condition.signal();
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
4.线程的生命周期
1、简单来说就是从什么时候开始,到什么时候结束
2、线程的声明周期分几个阶段:
① 线程 ; 类 女朋友
① 创建 ; 例如 Thread t = new Thread(); 女朋友
② 就绪 ; 调用了start方法 t.start() —> 告诉CPU我准备好了 女朋友准备好了
③ 运行 ; 获得CPU的资源,开始执行线程体中的代码
④ 死亡 ; 有多种情况导致死亡,
- 例如线程体执行完毕(自然老死);漏气…
- 非自然死亡(异常没有处理好);
- 对象失去引用 被人偷了
- 对象被垃圾回收机制销毁 丢弃
3、注意点:
① 休眠等操作可能导致正在运行的线程阻塞],阻塞完了(sleep完了)进入的是就绪状态
相互一一直等待,出现死锁!
② 一个线程死了就死了,不能够死而复生
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