java基础 -线程（基础）的笔记-编程知识

java基础 -线程（基础）的笔记

news/2024/9/19 11:23:26/文章来源:https://www.cnblogs.com/romantichuaner/p/18396184

581，多线程机制

因为需要敌人的坦克可以自由移动并发射子弹，我们的坦克可以移动并发射子弹，这些要用到线程的知识。

根据JConsole监控线程执行情况，发现，主线程执行完了，子线程还没有执行完，并不能表示当前进程死亡了，只有当所有的子线程执行完了，主进程才会结束。

真正实现多线程的效果， 是 start0(), 而不是 run。

package com.hspedu.threaduse;//演示通过继承 Thread 类创建线程
public class Thread01 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Runtime runtime = Runtime.getRuntime();//获取当前电脑的cpu数量/核心数int cpuNums = runtime.availableProcessors();System.out.println("当前有cpu 个数=" + cpuNums);//创建 Cat 对象， 可以当做线程使用Cat cat = new Cat();/* *(1)public synchronized void start() {start0();}(2)start0() 是本地方法， 是 JVM 调用, 底层是 c/c++实现真正实现多线程的效果， 是 start0(), 而不是 run。private native void start0();*/cat.start();//启动线程-> 最终会执行 cat 的 run 方法//cat.run();//run 方法就是一个普通的方法, 没有真正的启动一个线程， 就会把 run 方法执行完毕， 才向下执行//说明: 当 main 线程启动一个子线程 Thread-0, 主线程不会阻塞, 会继续执行//这时 主线程和子线程是交替执行..System.out.println("主线程继续执行" + Thread.currentThread().getName());//名字 mainfor(int i = 0; i < 60; i++) {System.out.println("主线程 i=" + i);//让主线程休眠Thread.sleep(1000);}}
}//1. 当一个类继承了 Thread 类， 该类就可以当做线程使用
//2. 我们会重写 run 方法， 写上自己的业务代码
//3. run方法， Thread 类 实现了 Runnable 接口的 run 方法
class Cat extends Thread {int times = 0;@Overridepublic void run() {//重写 run 方法， 写上自己的业务逻辑//该线程每隔 1 秒。 在控制台输出 “喵喵, 我是小猫咪while (true) {System.out.println("喵喵，我是小猫咪" + (++times) + " 线程名=" + Thread.currentThread().getName());try {//让该线程休眠 1 秒 ctrl+alt+tThread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}if(times == 80) {break;//当 times 到 80, 退出 while, 这时线程也就退出..
            }}}
}

584，Runnable创建线程和静态代理模式

代码还模拟了静态代理模式

package com.hspedu.threaduse;//通过实现接口 Runnable 来开发线程
public class Thread02 {public static void main(String[] args) {//        Dog dog = new Dog();
//        //dog.start(); 这里不能调用 start,Runnable没有start方法
//
//        //创建了 Thread 对象， 把 dog 对象(实现 Runnable),放入 Thread
//        Thread thread = new Thread(dog);
//        thread.start();
Tiger tiger = new Tiger();ThreadProxy threadProxy = new ThreadProxy(tiger);//接口的多态：接口的引用可以指向实现该接口的类
        threadProxy.start();}
}class Animal {}
class Tiger extends Animal implements Runnable {@Overridepublic void run() {System.out.println("老虎嗷嗷叫...");}
}//线程代理类 , 模拟了一个极简的 Thread 类,就是你可以把 ThreadProxy类当作 Thread类
class ThreadProxy implements Runnable {private Runnable target = null;//属性， 类型是 Runnable
@Overridepublic void run() {if(target != null) {target.run();//动态绑定（运行类型Tiger）
        }}public ThreadProxy(Runnable target) {//形参是Tiger类对象this.target = target;}public void start() {start0();//这个方法时真正实现多线程方法
    }public void start0() {run();}}class Dog implements Runnable { //通过实现 Runnable 接口， 开发线程int count = 0;@Overridepublic void run() {while (true) {System.out.println("小狗汪汪叫..hi " + (++count) + Thread.currentThread().getName());try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}if(count == 10) {break;}}}
}

585，多个子线程案例

package com.hspedu.threaduse;//main 线程启动两个子线程
public class Thread03 {public static void main(String[] args) {T1 t1 = new T1();T2 t2 = new T2();Thread thread1 = new Thread(t1);Thread thread2 = new Thread(t2);thread1.start();//启动第 1 个线程thread2.start();//启动第 2 个线程
    }
}class T1 implements Runnable {int count = 0;@Overridepublic void run() {while(true) {//每隔 1 秒输出 “hello,world” ,输出 10 次System.out.println("hello,world " + (++count));try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}if(count == 10) {break;}}}
}class T2 implements Runnable {int count = 0;@Overridepublic void run() {while (true) {//每隔 1 秒输出 “hi” ,输出 5 次System.out.println("hi " + (++count));try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}if(count == 5) {break;}}}
}

586，多线程售票问题

会有负票出现，原因是3个进程同时抢一个票，票已经卖为0了，但是不能阻止售卖。

package com.hspedu.threaduse;//使用多线程， 模拟三个窗口同时售票 100 张
public class sellTicket {public static void main(String[] args) {//测试
//        SellTicket01 sellTicket01 = new SellTicket01();
//        SellTicket01 sellTicket02 = new SellTicket01();
//        SellTicket01 sellTicket03 = new SellTicket01();
//
//        //这里会出现超卖现象，就是卖多了，有负票出现
//        sellTicket01.start();//启动售票线程
//        sellTicket02.start();//启动售票线程
//        sellTicket03.start();//启动售票线程
System.out.println("===使用实现接口方式来售票=====");SellTicket02 sellTicket02 = new SellTicket02();new Thread(sellTicket02).start();//第 1 个线程-窗口new Thread(sellTicket02).start();//第 1 个线程-窗口new Thread(sellTicket02).start();//第 1 个线程-窗口
    }
}//使用 Thread 方式
class SellTicket01 extends Thread {private static int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum
    @Overridepublic void run() {while (true) {if(ticketNum <= 0) {System.out.println("售票结束...");break;}//休眠 50 毫秒, 模拟try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));}}
}//实现接口方式
class SellTicket02 implements Runnable {private int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum
    @Overridepublic void run() {while (true) {if(ticketNum <= 0) {System.out.println("售票结束...");break;}//休眠 50 毫秒, 模拟try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));}}
}

587，通知线程退出

package com.hspedu.threaduse;public class ThreadExit {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {T t = new T();t.start();//如果希望main线程去控制 t1线程的终止，必须可以修改 loop//让 t1 退出run方法，从而终止 t1线程 -> 这叫 通知方式//让主线程休眠 2 秒，再通知 t1 线程退出System.out.println("main线程休眠2s...");Thread.sleep(2 * 1000);t.setLoop(false);}
}//每隔50毫秒输出一句话
class T extends Thread {private int count = 0;//设置一个控制变量，如果loop为false，就退出循环private boolean loop = true;@Overridepublic void run() {while (loop) {try {Thread.sleep(50);//让当前线程休眠50ms} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("T 运行中..." + (++count));}}public void setLoop(boolean loop) {this.loop = loop;}
}

588，线程中断

package com.hspedu.threaduse;public class ThreadMethod01 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {A a = new A();a.setName("老韩");a.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);//1a.start();//启动子线程//主线程打印 5 次 hi，然后我就中断 子线程的休眠for(int i = 0; i < 5; i++) {Thread.sleep(1000);System.out.println("hi " + i);}System.out.println(a.getName() + " 线程的优先级 = " + a.getPriority());a.interrupt();//当执行到这里，就会中断 t 线程的休眠
    }
}class A extends Thread {//自定义的线程类
    @Overridepublic void run() {while (true) {for (int i = 0; i < 10; i++) {//Thread.currentThread().getName() 获取当前线程的名称System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 吃包子~~~" + i);}try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 休眠中~~~");Thread.sleep(20000);//休眠20秒} catch (InterruptedException e) {//当该线程执行到一个 interrupt 方法时，就会 catch 一个异常，可以加入自己的业务代码//InterruptedException 是捕获到一个中断异常System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 被 interrupt了");}}}
}

589，线程插队

package com.hspedu.threaduse;public class ThreadMethod02 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {B b = new B();b.start();for (int i = 1; i <= 20; i++) {Thread.sleep(1000);System.out.println("主线程（小弟）吃了 " + i +" 包子");if(i == 5) {System.out.println("主线程（小弟）让 子线程（老大）先吃");//join，线程插队
//                b.join();//这里相当于让 t2 线程先执行完毕
Thread.yield();//礼让，不一定成功，（老大）吃的太多了，得吃到牛年马月，（小弟）不用让了，
System.out.println("线程（老大）吃完了，主线程（小弟）接着吃");}}}
}class B extends Thread {@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i <= 20; i++) {try {Thread.sleep(1000);//休眠1秒} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("子线程（老大）吃了 " + i + " 包子");}}
}

590，线程插队练习

package com.hspedu.threaduse;public class ThreadMethod02 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {B b = new B();Thread thread = new Thread(b);//创建子线程for (int i = 1; i <= 10; i++) {System.out.println("hi " + i);Thread.sleep(1000);if(i == 5) {//说明主线程输出了5次 hithread.start();//启动子线程 输出 hellothread.join();//立即将thread子线程，插入到main线程，让thread先执行
            }}System.out.println("主线程结束...");}
}class B implements Runnable {private int count = 0;@Overridepublic void run() {while(true) {System.out.println("hello " + (++count));try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}if(count == 10) {System.out.println("子线程结束...");break;}}}
}

591，守护线程

下面我们测试如何将一个线程设置成守护线程

package com.hspedu.threaduse;public class ThreadMethod03 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {MyDaemonThread myDemonThread = new MyDaemonThread();//如果我们希望当main线程结束后，子线程自动结束//只需将子线程设为守护线程即可myDemonThread.setDaemon(true);myDemonThread.start();for (int i = 1; i <= 10; i++) {//main线程，子线程是无限循环，当main线程结束后，子线程不会结束System.out.println("宝强在辛苦的工作...");Thread.sleep(1000);}}
}class MyDaemonThread extends Thread {@Overridepublic void run() {for (; ; ) {//无限循环try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {//休眠50毫秒
                e.printStackTrace();}System.out.println("马蓉和宋喆快乐聊天，哈哈哈~~~");}}
}

592，线程7大状态

写程序查看线程状态

package com.hspedu.threaduse;public class ThreadState {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//创建一个线程，马上看它的状态是啥C c = new C();System.out.println(c.getName() + " 状态 " + c.getState());c.start();//启动后，用一个循环，只要这个线程还没有终止，就不停的看它当前是啥状态while (Thread.State.TERMINATED != c.getState()) {System.out.println(c.getName() + " 状态 " + c.getState());Thread.sleep(1000);//让主线程休眠
        }//等退出while循环后，说明它已经终止了，再看它最后的状态是啥System.out.println(c.getName() + " 状态 " + c.getState());}
}class C extends Thread {@Overridepublic void run() {while (true) {for (int i = 0; i < 10 ; i++) {System.out.println("hi " + i);try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}break;}}
}

593，线程同步机制

在run方法中也要加入休眠代码，

本节代码解决售票卖出负票的问题。

package com.hspedu.syn;//使用多线程， 模拟三个窗口同时售票 100 张
public class sellTicket {public static void main(String[] args) {//测试
//        SellTicket01 sellTicket01 = new SellTicket01();
//        SellTicket01 sellTicket02 = new SellTicket01();
//        SellTicket01 sellTicket03 = new SellTicket01();
//
//        //这里会出现超卖现象，就是卖多了，有负票出现
//        sellTicket01.start();//启动售票线程
//        sellTicket02.start();//启动售票线程
//        sellTicket03.start();//启动售票线程//        System.out.println("===使用实现接口方式来售票=====");
//        SellTicket02 sellTicket02 = new SellTicket02();
//        new Thread(sellTicket02).start();//第 1 个线程-窗口
//        new Thread(sellTicket02).start();//第 1 个线程-窗口
//        new Thread(sellTicket02).start();//第 1 个线程-窗口//测试SellTicket03 sellTicket03 = new SellTicket03();new Thread(sellTicket03).start();//第 1 个线程-窗口new Thread(sellTicket03).start();//第 1 个线程-窗口new Thread(sellTicket03).start();//第 1 个线程-窗口
    }
}//实现接口方式，使用 synchronized实现线程同步
class SellTicket03 implements Runnable {private int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNumprivate boolean loop = true;//控制run方法变量public synchronized void sell() {//同步方法，在同一时刻，只能有一个线程来执行sell方法if (ticketNum <= 0) {System.out.println("售票结束...");loop = false;return;}//休眠 50 毫秒, 模拟try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));}@Overridepublic void run() {//synchronized 不能修饰 run方法，因为修饰了，就相当于进3个人只能卖给一个票，其他2个人白进了，总共排了3个队伍//不修饰的话，相当于卖完1个人的票，再卖下一个人的，总共排了1个队伍while (loop) {sell();//sell方法是一个同步方法//休眠 50 毫秒, 模拟try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}//使用 Thread 方式class SellTicket01 extends Thread {private static int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum
@Overridepublic void run() {while (true) {if (ticketNum <= 0) {System.out.println("售票结束...");break;}//休眠 50 毫秒, 模拟try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));}}}//实现接口方式class SellTicket02 implements Runnable {private int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum
@Overridepublic void run() {while (true) {if (ticketNum <= 0) {System.out.println("售票结束...");break;}//休眠 50 毫秒, 模拟try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));}}}
}

594，互斥锁

package com.hspedu.syn;//使用多线程， 模拟三个窗口同时售票 100 张
public class sellTicket {public static void main(String[] args) {//测试SellTicket03 sellTicket03 = new SellTicket03();new Thread(sellTicket03).start();//第 1 个线程-窗口new Thread(sellTicket03).start();//第 1 个线程-窗口new Thread(sellTicket03).start();//第 1 个线程-窗口
    }
}//实现接口方式，使用 synchronized实现线程同步
class SellTicket03 implements Runnable {private int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNumprivate boolean loop = true;//控制run方法变量
Object object = new Object();//同步方法（静态的） 的锁为当前类本身//老韩解读//1. public synchronized static void m1() {} 锁是加在 SellTicket03.class//2. 如果在静态方法中， 实现一个同步代码块./*synchronized (SellTicket03.class) {System.out.println("m2");}*/public synchronized static void m1() {}public static void m2() {synchronized (SellTicket03.class) {System.out.println("m2");}}//1. public synchronized void sell() {} 就是一个同步方法//2. 这时锁在 this 对象//3. 也可以在代码块上写 synchronize ,同步代码块, 互斥锁还是在 this 对象public /*synchronized*/ void sell() {//同步方法，在同一时刻，只能有一个线程来执行sell方法synchronized (/*this*/ object) {if (ticketNum <= 0) {System.out.println("售票结束...");loop = false;return;}//休眠 50 毫秒, 模拟try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));}}@Overridepublic void run () {//synchronized 不能修饰 run方法，因为修饰了，就相当于进3个人只能卖给一个票，其他2个人白进了，总共排了3个队伍//不修饰的话，相当于卖完1个人的票，再卖下一个人的，总共排了1个队伍while (loop) {sell();//sell方法是一个同步方法//休眠 50 毫秒, 模拟try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}//使用 Thread 方式
// new SellTicket01().start()
// new SellTicket01().start() ,new出了不同的对象，不能用互斥锁
class SellTicket01 extends Thread {private static int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum//    public void m1() {
//        synchronized (this) {
//            System.out.println("hello");
//        }
//    }
    @Overridepublic void run() {while (true) {if(ticketNum <= 0) {System.out.println("售票结束...");break;}//休眠 50 毫秒, 模拟try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("窗口 " + Thread.currentThread().getName() + " 售出一张票"+ " 剩余票数=" + (--ticketNum));}}
}

595，线程死锁和释放锁

死锁运行结果就会卡住，所以写代码一定要避免

package com.hspedu.syn;//模拟线程死锁
public class DeadLock {public static void main(String[] args) {//模拟死锁现象DeadLockDemo A = new DeadLockDemo(true);A.setName("A线程");DeadLockDemo B = new DeadLockDemo(false);B.setName("B线程");A.start();B.start();}
}//线程
class DeadLockDemo extends Thread {static Object o1 = new Object();// 保证多线程， 共享一个对象,这里使用 staticstatic Object o2 = new Object();boolean flag;public DeadLockDemo(boolean flag) {//构造器this.flag = flag;}//下面业务逻辑的分析//1. 如果 flag 为 T, 线程 A 就会先得到/持有 o1 对象锁, 然后尝试去获取 o2 对象锁//2. 如果线程 A 得不到 o2 对象锁， 就会 Blocked//3. 如果 flag 为 F, 线程 B 就会先得到/持有 o2 对象锁, 然后尝试去获取 o1 对象锁//4. 如果线程 B 得不到 o1 对象锁， 就会 Blockedpublic void run() {if(flag) {synchronized (o1) {//对象互斥锁, 下面就是同步代码，别人必须拿到锁，才能执行下面的代码System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入1");synchronized (o2) { // 这里获得 li 对象的监视权System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入2");}}} else {synchronized (o2) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入3");synchronized (o1) {// 这里获得 li 对象的监视权System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入4");}}}}
}

597，线程家庭作业1

思路如下图：

通知的方式可以在A线程设置一个boolean变量，B线程里因为有A对象了，通过A对象将变量设置成false，A线程就退出了

package com.hspedu.syn;import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;public class Homework01 {public static void main(String[] args) {A a = new A();B b = new B(a);//一定要注意，先把A对象放进B里去，才能启动后控制a
a.start();b.start();}
}//创建A线程类
class A extends Thread {private boolean loop = true;public void setLoop(boolean loop) { //可以修改loop变量this.loop = loop;}@Overridepublic void run() {//输出1-100数字while (loop) {System.out.println((int)(Math.random() * 100 + 1));//休眠try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}class B extends Thread {private A a;private Scanner scanner = new Scanner(System.in);//用这个对象获取用户的输入public B(A a) {//构造器中，直接传入A类对象this.a = a;}@Overridepublic void run() {while (true) {//接收到用户的输入System.out.println("请输入你的指令(Q) 表示退出：");//输入q后，回车char key = scanner.next().toUpperCase().charAt(0);if (key == 'Q') {//以通知的方式结束A线程a.setLoop(false);System.out.println("B线程退出");break;}}}
}

598，线程家庭作业2

思路见下图：和售票问题有点像

package com.hspedu.syn;import java.text.BreakIterator;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;public class Homework01 {public static void main(String[] args) {T t = new T();Thread thread1 = new Thread(t);thread1.setName("t1");Thread thread2 = new Thread(t);thread2.setName("t2");thread1.start();thread2.start();}
}//编程取款的线程
//1,因为这里涉及到多个线程共享1个资源，只需要把多个线程放进资源即可，所以我们使用实现Runnable方法
//2,每次取出 1000
class T implements Runnable {private int money = 10000;@Overridepublic void run() {while (true) {//1,这里使用 synchronized 实现了线程同步//2,当多个线程执行到这里时，就会去争夺 this对象锁//3,哪个线程争夺到（获取）this对象锁，就执行 synchronized 代码块，执行完后，会释放this对象锁//4,争夺不到this对象锁，就blocked，准备继续争夺//5,this对象锁是非公平锁synchronized (this) {//判断余额是否够if (money < 1000) {System.out.println("余额不足");break;}money -= 1000;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 取出了1000，当前余额=" + money);}//休眠1stry {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}

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