多线程总结

 

1.单线程

单线程：只有一个线程，即CPU只执行一个任务（一个线程）

class Hero{
    String name;
    Hero(String name){
        this.name = name;
    }
    public void show(){
        System.out.println(name + "。。。。。");
    }
}

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Hero d1 = new Hero("亚瑟");
        Hero d2 = new Hero("妲己");
        Hero d3 = new Hero("貂蝉");
        d1.show();
        d2.show();
        d3.show();
    }
}

结果：，多线程顺序可能会不一样

2.多线程

多线程：就是多个线程同时运行，一个CPU执行多个任务（线程）

• 优点：能让代码同时执行，可以大大提高效率
• 能让代码同时执行，可以大大提高效率

1.主线程

java中，main方法是程序的入口，所以 main 方法被称为：主方法

• 执行 main 方法中代码的线程，被称为：主线程

需要注意的地方有 2 点：

1. main 方法中的代码都是有 main 线程执行的
   
2. 在 main 方法中调用其他方法，那么其他方法中的代码也是由main线程执行
   

2.创建线程

除了主线程外，java允许我们自己创建线程，通常有 2 种方式：

• 继承Thread类
• 实现Runnable接口

1.Thread类

java中有一个专门描述线程的类：Thread，通过继承这个类可以创建自己的线程，比如：

//1. 继承Thread
class Hero extends Thread{
    String name;
    Hero(String name){
        this.name = name;
    }
    //2. 复写run方法
    @Override
    public void run(){
        System.out.println(name + "。。。。。");
    }
}

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //3. 创建线程对象
        Hero yase = new Hero("亚瑟");
        Hero daji = new Hero("妲己");
        Hero diaochao = new Hero("貂蝉");
        //4. 调用start方法：启动线程，之后会自动执行 run 方法
        yase.start();
        daji.start();
        diaochao.start();
    }
}

结果：

注意：想要启动一个线程，必须调用的是 start 方法，只是调用 run 方法并不会开启新的线程

启动线程方法start()和run()区别

在Java中启动线程有两种方式：调用start()方法和调用run()方法。它们的区别如下：

• 调用start()方法：会启动一个新线程，并在新线程中执行run()方法里面的代码。
• 调用run()方法：不会启动新线程，而是在当前线程中同步执行run()方法里面的代码。
• 只有调用start()方法，才会表现出多线程的特性，不同线程的run()方法里面的代码交替执行。如果只是调用run()方法，那么代码还是同步执行的，必须等待一个线程的run()方法里面的代码全部执行完毕之后，另外一个线程才可以执行其run()方法里面的代码。

2.实现Runnable接口

实现 java 中的 Runnable 接口并复写 run 方法，也能创建线程，比如：

//1. 实现Runnable接口
class Hero implements Runnable{
    String name;
    Hero(String name){
        this.name = name;
    }
    //2. 实现run方法
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(name + "。。。。。");
    }
}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //3. 创建Thread对象时把Runnable对象作为参数扔进去
        Thread t1 = new Thread(new Hero("亚瑟"));
        Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"));
        Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"));
        //4.调用start方法，启动一个线程，会自动调用run方法
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

结果：

 

通常在学习时，我们都用 ‘匿名内部类’创建线程，比如：

public static void main(String[] args) {
    //使用 匿名内部类 创建线程
    Thread yase = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("使用匿名内部类创建一个线程。。。。。。");
        }
    },"yase");
    yase.start();
}

实现 Runnable 接口和继承 Thread 比较：

• java不支持多继承，如果继承Thread，那么就不能继承其他类了
• java支持多实现，如果实现Runnable，不但可以实现其他接口，也可以继承其他类

工作中推荐使用 Runnable 的方式创建线程

 

3.线程名

为了区分不同的线程，默认情况下每个线程都有名称

1.获取线程名

通过调用 getName() 方法获取

 结果：

 

2.主线程名字

主线程也是有名称的，但是我们无法使用 this.getName() 获取主线程的名称

• 想要获取主线程名称，得先获取主线程对象

Thread类中有一个静态方法：currentThread()，用来获取当前线程对象，比如：

 结果：

推荐使用：Thread.currentThread().getName() 获取线程名称

3.设置线程名

如果对默认的名称不满意，也可以在创建对象的时候自定义线程名称

1. 继承 Thread 类

　　　代码：

class Hero extends Thread{
    String name;
    //1. 增加一个 threadName 参数，作为线程名
    Hero(String name,String threadName){
        //2. 调用super，把自定义名称扔给父类
        super(threadName);
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void run(){
        //3. 通过Thread.currentThread().getName()获取线程名称
        System.out.println(name + "。。。。。"+Thread.currentThread().getName());
    }
}

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //4. 创建Thread实例对象，自定义线程名
        Hero d1 = new Hero("亚瑟", "心灵战士");
        Hero d2 = new Hero("妲己","女仆咖啡");
        Hero d3 = new Hero("貂蝉", "异域舞娘");
        d1.start();
        d2.start();
        d3.start();
    }
}

结果：

2.实现Runnable接口

class Hero implements Runnable{
    String name;
    Hero(String name){
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(name + "。。。。。"+Thread.currentThread().getName());
    }
}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Thread对象时候，直接把线程名称扔进去
        Thread t1 = new Thread(new Hero("亚瑟"), "心灵战士");
        Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"), "女仆咖啡");
        Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"), "异域舞娘");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

结果：

4.线程名好处

线程名在实际工作中很重要，有以下好处

1. 调试方便：当程序运行出现问题时，如果每个线程都有自己的名称，可以快速定位问题
2. 可读性提高：如果代码中存在多个线程，如果有名称可以使得代码更易于理解和维护。
3. 日志记录方便：当出现问题时，如果线程有名称，根据日志可以更方便地识别每个线程的相关信息

例：

class Hero implements Runnable{
    String name;
    Hero(String name){
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void run() {
        //如果 name 为null，会报异常
        if(this.name.length()>0){
            System.out.println("aaaaaaaaaaaa");
        }
        System.out.println(name + "。。。。。");
    }
}
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new Hero(null));
        Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"));
        Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"));
        //4.调用start方法，启动一个线程，会自动调用run方法
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

    }
}

上面代码中没有设置线程名，结果：

上图中虽然有默认的线程名，但是根据 Thread-0 很难定位到 Thread t1 = new Thread(new Hero(null)); 这句代码在什么地方

修改代码，设置线程名：

Thread t1 = new Thread(new Hero("亚瑟"), "心灵战士");
Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"), "女仆咖啡");
Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"), "异域舞娘");

结果：

4.多线程提高工作效率

示例：医生给病人看病，一个人需要10分钟，两个人就需要20分钟，如果两个医生，那么一共需要10分钟

示例：

class SickPerson{
    String name;

    public SickPerson(String name){
        this.name = name;
    }
}

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 利用数组模拟两个病人
        SickPerson[] arr = new SickPerson[]{new SickPerson("yase"), new SickPerson("daji")};
    
        Thread bianque = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("扁鹊开始看病。。。。");
                //2. 使用 for 循环，一个个的处理病人
                for(int i = 0;i<arr.length;i++){
                    System.out.println("处理" +arr[i].name+ "，需要5秒钟。。。。。。");
                    try {
                        Thread.sleep(5000);//让当前线程睡一会儿，然后接着执行
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
                }
                System.out.println("结束。。。。。。");
            }
        },"bianque");
        bianque.start();
    }
}

结果：

 

 开启两个线程

        //用数组模拟两个病人
        SickPerson yase = new SickPerson("yase");
        SickPerson daji = new SickPerson("daji");

//        SickPerson[] arr = new SickPerson[]{new SickPerson("yase"),new SickPerson("daji")};
        //创建内部类Runnable重写run方法，使用for循环，处理病人，    线程睡眠，接着执行
        Thread bianque = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("扁鹊开始看病");
                System.out.println("给"+yase.name+"看病需要5秒");
                    try {
                        Thread.sleep(5000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
            }
        },"bianque");
        bianque.start();
        //开启第二个线程
        Thread huatuo = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("华佗开始看病");
                System.out.println("给"+daji.name+"看病要5秒");
                    try {
                        Thread.sleep(5000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
            }
        },"huatuo");
        huatuo.start();

结果：

5.数据安全问题

1.前提

之前我们了解到，CPU是不断的切换线程执行的，当CPU从A线程切换到B线程时，A线程就会暂停执行，比如：

public void run() {
    //当线程执行到第一句代码时，CPU很可能就切换其他线程执行，那么当前线程就会暂停
    System.out.println(name + "。。。。。");
    System.out.println(name + "。。。。。");
    System.out.println(name + "。。。。。");
}

2.多线程操作数据

当多个线程同时操作同一个数据时候，可能产生数据安全问题

示例：

class Hero implements Runnable{
    //1. 定义一个静态变量，多个线程同时操作它
    public static int num = 10;
    @Override
    public void run() {
        while (true){// while中用true，这是死循环，谨慎使用，这里是为了演示效果
            //2. run方法中，对num--，当num<=0时，跳出循环
            if(num > 0){
                //sleep(5),让当前线程休眠5毫秒，此时CPU会执行其他线程
                try { Thread.sleep(5); } catch (InterruptedException e) {}
                num--;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "***********" + num);
            }else{
                break;
            }
        }
    }
}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Hero hero = new Hero();
        Thread yase = new Thread(hero, "yase");
        Thread daji = new Thread(hero, "daji");
        //3. 开启两个线程操作num
        yase.start();
        daji.start();
    }
}

结果：

代码中，当 num>0 时，才会执行输出语句，但是却输出了负数

分析一下执行过程：

• 2个线程刚开始正常执行，都会执行num--。。。。。
• 当num=1时，假如 'yase' 先进入 if ，休眠5毫秒，这时 CPU 切换线程‘daji’进入 if
• ‘yase’休眠结束，执行num--，接着‘daji’睡醒后也执行num--，最终num=-1
• 注意：即使没有 sleep 语句，也可能输出负数，只不过概率太低

总结：一个线程在操作数据时，其他线程也参与运算，最终可能造成数据错误

解决：保证操作数据的代码在某一时间段内，只被一个线程执行，执行期间，其他线程不能参与，即使用synchronized关键字

6.线程同步

线程同步：就是让线程一个接一个的排队执行

• 同步：即一步一步，也是一个接一个的意思

java中提供 synchronized 关键字用来实现同步，可以解决多线程时的数据安全问题

不过，使用 synchronized 的方式有很多种，我们一个一个解释

1.synchronized代码块

格式：synchronized(锁对象){

同步代码块

}

锁对象：可以理解为钥匙、通行证，只有线程拿到通行证后，才能执行 { } 中的代码

• 演示

使用 synchronized 修改 run 方法：

public static Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
    while (true){
        //使用同步代码块，obj被称为锁对象
        synchronized (obj){
            if(num > 0){
                //sleep(5),让当前线程休眠5毫秒，此时CPU会执行其他线程
                try { Thread.sleep(5); } catch (InterruptedException e) {}
                num--;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "***********" + num);
            }else{
                break;
            }
        }
    }
}

结果：

原因：

• 当线程执行到 synchronized (obj) 时，会获取尝试 obj 对象
• synchronized 保证多线程下，只有一个线程能获取到obj对象，其他线程就会阻塞（暂停）

• 多个线程同时执行到 synchronized (obj) 这句代码时，只有一个线程能够拿到obj，其他线程暂停

• 当持有 obj 的线程从 synchronized 退出后，会释放 obj 对象，然后其他线程再次争夺 obj

这样就保证了 synchronized 中的代码在某一时刻只能被一个线程执行

• 好处和弊端

好处：解决多线程数据安全问题

弊端：同步代码块同时只能被一个线程执行，降低效率

synchronized注意事项

• 必须是多个线程

• 线程数>1，就是多线程

• 多线程争抢的锁对象只能有一个，下图中的做法要坚决抵制（会被开哦）

 2.同步方法

把 synchronized 放到方法上，那么这个方法就是同步方法

• 演示

class Hero implements Runnable{
    public static int num = 10;
    public static Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {
        //run方法中调用同步方法
        this.show();
    }
    //同步方法
    public synchronized void show(){
        while (true){
            if(num > 0){
                try { Thread.sleep(5); } catch (InterruptedException e) {}
                num--;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "***********" + num);
            }else{
                break;
            }
        }
    }

}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Hero hero = new Hero();
        Thread yase = new Thread(hero, "yase");
        Thread daji = new Thread(hero, "daji");
        yase.start();
        daji.start();
    }
}

 结果：

 2.同步方法的锁对象

使用同步代码块时，需要一个锁对象，但是同步方法并不需要，因为：同步方法的锁是this(当前对象)

证明：

class Hero implements Runnable{
    public static Object obj = new Object();
    @Override
    public void run(){
        //1. 使用 this 作为锁对象
        synchronized (this){
            try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) {}
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+this);
        }
    }
    //2. 同步方法的锁是 this
    public synchronized void show(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+this);
    }

}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Hero hero = new Hero();
        //3. 启动 ‘亚瑟’ 线程，自动执行run方法
        new Thread(hero,"亚瑟").start();

        //4. 主线程休眠100毫秒后，执行show这个同步方法
        Thread.sleep(100);
        hero.show();
    }
}

上面，run方法中的 this 就是 hero对象，结果：

原因：

• 亚瑟线程先执行，走到 Thread.sleep(2000) 时，休眠2秒，但这时它已经持有 this (也就是hero对象)
• main线程休眠100毫秒后，执行show方法尝试获取this，无法获取到，于是等待1.9秒
• 所以最终结果。。。。。

3.静态同步方法

synchronized 放到静态方法上，就是静态同步方法，锁对象是：Hero.class

• Hero.class 也是对象，称为Class对象或字节码对象，是jvm把Hero.class加载到内存后创建一个对象

修改代码：

class Hero implements Runnable{
    public static Object obj = new Object();
    @Override
    public void run(){
        //1. 锁对象换成了Hero.class，也就是Hero字节码对象
        synchronized (Hero.class){
            try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) {}
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+Hero.class);
        }
    }
    //2. show方法改成static
    public static synchronized void show(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+Hero.class);
    }

}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Hero hero = new Hero();
        new Thread(hero,"亚瑟").start();

        Thread.sleep(100);
        Hero.show();
    }
}

结果：

 4.死锁

A 线程等待 B 线程释放锁，同时 B 线程也在等到 A 线程释放锁，比如：

通常发生在同步嵌套

• 同步嵌套：synchronized 中 还有 synchronized

示例：

class Hero implements Runnable{
    //1. 搞两个锁对象 A、B
    public static Object A = new Object();
    public static Object B = new Object();
    
    public boolean bool;
    Hero(boolean bool){
        this.bool = bool;
    }
    @Override
    public void run(){
        //2. 当 bool 是 true 
        if(bool){
            synchronized (A){//先获取 A 锁，然后睡一会儿，再获取 B 锁
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "------拿到A锁，准备获取B锁。。。。。。。");
                try { Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) {}
                synchronized (B){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。");
                }
            }
        }else{//3. 当 bool 是 false 
            synchronized (B){ //先获取B锁，睡一会儿，再获取A锁
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "------拿到B锁，准备获取A锁。。。。。。。");
                try { Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) {}
                synchronized (A){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。");
                }
            }
        }
    }
}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new Thread(new Hero(true), "yase").start();
        new Thread(new Hero(false), "daji").start();
    }
}

结果：

上图中，死锁导致程序无法继续运行，但同时也一直不结束

执行过程分析：

• 假设 yase 线程先执行，在获取的A锁后，睡觉
• daji线程接着执行，在获取B锁后，睡觉
• yase线程睡醒后，尝试获取B锁，但是已经被daji线程拿到了，于是阻塞
• daji线程睡醒后，尝试获取A锁，但是已经被yase线程拿到了，也阻塞
• yase线程需要获取B锁后，执行完代码，再能释放A锁
• daji线程需要获取A锁后，执行完代码，再能释放B锁
• 最终两个线程都阻塞，程序卡死

总结：死锁是开发中的禁忌，绝对禁止出现，所以开发中尽量避免同步代码块嵌套使用

7.等待唤醒机制

 1.体验

Object 类中有 wait()、notify() 这两个方法

• wait()：让当前线程进入等待状态

• 使用方式：锁对象.wait()，必须放到 同步代码块 或 同步方法 中

• notify()：唤醒对应的正在wait()的线程

• 使用方式：锁对象.notify()，必须放到 同步代码块 或 同步方法 中

• 调用 wait() 和 notify() 的锁对象必须是同一个

作用：使用这两个方法可以让多个线程间产生通信

示例：

class Hero implements Runnable{
    //1. 搞一个锁对象
    public static Object lock = new Object();
    @Override
    public void run(){
        synchronized (lock){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。获取锁，然后进入等待状态");
            try {
                //2. 当前线程等待，使用方式：锁对象.wait()，而且必须放到同步代码块或者同步方法中
                lock.wait();
            } catch (InterruptedException e) { }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。结束");
        }
    }
}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //3. 创建一个 yase 线程
        Thread yase = new Thread(new Hero(),"yase");
        yase.start();

        //4. 主线程休眠2秒
        Thread.sleep(2000);

        //5. 使用notify唤醒yase线程，让他继续执行
        synchronized (Hero.lock){
            System.out.println("主线程唤醒yase。。。。。。。");
            //使用方式：锁对象.notify()，唤醒对应的正在等待状态的线程，必须放到同步代码块或者同步方法中
            Hero.lock.notify();
        }
    }
}

结果：

 2.注意：

1.wait、notify必须放到同步代码块或同步方法中

2.必须是：锁对象.wait()，如果锁对象是this，那么：this.wait()

3.必须是：锁对象.notify()

4.调用 wait() 和 notify() 的锁对象必须是同一个

如果锁对象不一样，程序则不会结束

原因：
a. Hero.class.notify();只能唤醒锁对象是Hero.class 且执行了Hero.class.wait()的线程
b. 而yase线程的锁对象是lock，执行了lock.wait()，一直在等待被人唤醒，所以程序一直不结束

 

5.执行 notify 后，正在 wait 的线程并不是立即运行，需要等待执行 notify 的线程释放锁

 

6.wait()等待时候，会释放锁对象

上图可以看出，yase先执行，如果wait()不释放锁，那么就无法执行Hero.lock.notify()这句代码

 

7.如果有多个线程都在wait()，notify只会随机的唤醒一个

public static void main(String[] args) throws Exception {
    //创建 2 个线程
    Thread yase = new Thread(new Hero(),"yase");
    yase.start();
    Thread laoyase = new Thread(new Hero(),"laoyase");
    laoyase.start();
    Thread.sleep(2000);
    
    //使用方式：锁对象.notify()，唤醒对应的正在等待状态的线程，必须放到同步代码块或者同步方法中
    synchronized (Hero.lock){
        System.out.println("主线程唤醒。。。。。。。");
        Hero.lock.notify();//有多个线程都在wait()，notify只会随机的唤醒一个
    }
}

结果：

上图，yase线程结束了，但是laoyase这个线程还在阻塞

 

7.notifyAll()

如果想全部唤醒，可以使用notifyAll()，或者执行多次notify()，比如：

 

 结果：

执行多次notify()方法也可以，全部唤醒

 

8.特殊情况下的notify会唤醒所有

class Hero extends Thread{
    public void run(){
        //1. 注意这里的锁对象是this
        synchronized (this){
            //2. 执行 notify 唤醒所有
            this.notify();
            System.out.println("lock线程运行----"+this.getName());
        }
    }
}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //3. 创建一个Thread对象，作为锁对象
        Hero yase = new Hero();
        yase.setName("yase");

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程daji开始运行。。。。。。");
                //4. 注意，这里的锁对象是一个线程对象
                synchronized (yase){
                    try {
                        yase.wait();
                        System.out.println("线程daji结束----"+yase.getName());//输出lock线程的名称
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
                }
            }
        }, "daji").start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程lvbu开始运行。。。。。。");
                //4. 注意，这里的锁对象是一个线程对象
                synchronized (yase){
                    try {
                        yase.wait();
                        System.out.println("线程vbul结束----"+yase.getName());
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
                }
            }
        }, "lvbu").start();

        Thread.sleep(2000);
        //5. 启动 yase 线程
        yase.start();
    }
}

结果：

代码分析：

• 首先创建一个yase线程对象
• 然后创建了 daji、lvbu 两个线程，这两个线程都把 yase 对象作为锁对象

• 这两个线程分别启动后都执行 wait 方法，进入等待模式

• 最后yase线程启动，执行run方法时，调用 yase.notify();
• 结果：daji、lvbu 都被唤醒

3.生产消费模式

wait()、notify() 经常用于生产消费模式，这是工作中最常见的设计方案：生产者生产数据，消费者消费数据

需求：生产者生产商品，如果货架上已经有商品就不再生产，消费者消费商品，如果货架上没有就通知生产者

代码：

class Goods{
    String name = "哈根达斯";

    //0：表示货架上没有商品，需要生产
    //1：表示货架上已有商品，需要消费
    int count = 0;
}
//消费者
class Consumer implements Runnable{
    private Goods goods;
    Consumer(Goods goods){
        this.goods = goods;
    }
    @Override
    public void run(){
        while (true){
            synchronized (goods){
                if(goods.count == 1){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。消费商品---"+goods.count);
                    goods.count = 0;//消费商品
                    goods.notify();//唤醒消费者
                    //让自己自己等待
                    try {goods.wait();} catch (InterruptedException e) {}
                }
            }
        }
    }
}
//生产者
class Producer implements Runnable{

    private Goods goods;
    Producer(Goods goods){
        this.goods = goods;
    }
    @Override
    public void run(){
        while (true){
            synchronized (goods){
                if(goods.count == 0){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。生产商品---------"+goods.count);
                    goods.count = 1;//生产商品，设置count=1
                    goods.notify();//唤醒消费者
                    //自己等待
                    try {goods.wait();} catch (InterruptedException e) {}
                }
            }
        }
    }
}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Goods goods = new Goods();
        new Thread(new Producer(goods), "伊利").start();
        new Thread(new Consumer(goods), "亚瑟").start();
    }
}

结果：

两个线程互相唤醒，交替执行

 4.wait和sleep

相同点：

• 都可以暂时停止一个线程

不同点：

• sleep必须指定睡眠时间，wait可以指定也可以不指定
• sleep是 Thread 的静态方法，wait是 Object 类的成员方法
• sleep 不释放锁，wait 释放锁
• sleep 等待一定时间后自定运行，wait需要 notify 或 notifyAll 唤醒
• wait 必须配合synchronized使用，sleep不必
• sleep 会让线程进入 TIMED_WAITING 状态，wait让线程进入 WAITING 状态

• 之后会详细解释线程状态

8.停止线程

Thread类中有一个 stop 方法，可以停止线程，但是已经过时，不推荐使用

其实，停止线程的最好方式是让线程正常结束

具体方式：

1. 声明一个变量，设置一个开关

class Hero extends Thread{
    //1. 定义一个boolean值，控制线程是否结束
    boolean bool;
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            if(bool){
                //2. 当bool=true时，跳出循环，run方法结束，线程也就停止了
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i);
            try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {}
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束。。。。。。");
    }
}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Hero hero = new Hero();
        hero.start();

        Thread.sleep(3000);
        System.out.println("main线程休息2秒后，设置bool=true。。。。。。");
        hero.bool = true;
    }
}

结果：

2. interrupt 方法
   Thread 中有个 interrupt 方法，可以用来终止线程

• 注意：interrupt 并不会终止线程，它只是将线程的中断标记设为true 
• 使用 isInterrupted() 方法判断线程的终端标记是否为 true

class Hero extends Thread{
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            //如果当前线程的中断标记是true，跳出循环，线程结束
            if(Thread.currentThread().isInterrupted()){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被打断，跳出循环。。。。。。");
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i);
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束。。。。。。");
    }
}
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Hero hero = new Hero();
        hero.start();

        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("main线程休息1秒后，执行interrupt。。。。。。");
        hero.interrupt();
    }
}

结果：

3. interrupt 和 sleep

上面代码中我们把sleep语句给去掉了，这时因为，如果线程在 sleep、wait 时被 interrupt

会抛出 InterruptedException，比如：

 

 结果：

9.守护线程

目前我们创建的线程是前台线程，也叫一般线程，线程中还有一种比较特殊的：守护线程

• 通过 setDaemon 方法可以把一个线程设置为守护线程

守护线程跟一般线程差不多，只是结束的时有些区别

• 当前台线程结束，守护线程会自动结束

示例：

public static void main(String[] args) throws Exception {
    //1. 创建一个线程
    Thread yase = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i);
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
            System.out.println("yase线程结束。。。。。。。");
        }
    },"yase");
    //2. 设置yase是守护线程
    yase.setDaemon(true);
    yase.start();

    //3. main是一般线程，休眠3秒后结束
    Thread.sleep(3000);
    System.out.println("main线程休息3秒后，over。。。。。。");
}

结果：

 

 main线程结束后，守护线程自动结束

另外，当所有前台线程结束后，守护线程才会结束

示例：

public static void main(String[] args) throws Exception {
    //1. 创建一个线程
    Thread yase = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i);
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
            System.out.println("yase线程结束。。。。。。。");
        }
    },"yase");
    //2. 设置yase是守护线程
    yase.setDaemon(true);
    yase.start();

    //3. daji是一般线程
    Thread daji = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 20; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-----------------------"+i);
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
            System.out.println("daji线程结束。。。。。。。");
        }
    },"daji");
    daji.start();


    //4. main是一般线程，休眠3秒后结束
    Thread.sleep(3000);
    System.out.println("main线程休息3秒后，over。。。。。。");
}

结果：

上图，main线程执行最后一句代码后，yase 和 daji 线程依旧在运行

 

 

当 daji线程结束后，yase这个守护线程也随之结束

10.线程状态

Thread类中有 State 枚举类，罗列了线程状态

1. 初始(NEW)：新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法

2. 运行(RUNNABLE)：Java线程中将就绪（ready）和运行中（running）两种状态笼统的称为“运行”

• 线程调用了start()方法后，这时线程位于可运行线程池中，等待获取CPU的使用权，此时处于就绪状态（ready）
• 就绪状态的线程在获得CPU时间片后变为运行中状态（running）

3. 阻塞(BLOCKED)：表示线程等待获取锁

• 遇到synchronized变为阻塞状态

4. 等待(WAITING)：进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作（唤醒或打断）

• 遇到 wait、join 变为等待状态

5. 超时等待(TIMED_WAITING)：跟WAITING不同，可在指定时间后自己运行

• 遇到wait(毫秒数)变为超时等待
• 如果在等待时被唤醒，立即执行
• 等待超时后，先尝试获取锁，不能获取则阻塞，获取到就运行

6. 终止(TERMINATED)：表示该线程已经执行完毕

状态切换时常用方法

start()	启动一个线程
run()	线程需要执行的代码，run方法结束，该线程结束
sleep(long millis)	线程休眠，但不释放锁
join()	等待该线程结束，可以让线程顺序执行
wait()/notify()/notifyAll()	wait()使当前线程等待，前提是 必须先获得锁，一般配合synchronized 关键字使用 只有当 notify/notifyAll() 被执行时候，才会唤醒该线程继续执行，直到执行完synchronized 代码块或是再次遇到wait() notify/notifyAll() 的执行只是唤醒等待的线程，而不会立即释放锁，锁的释放要看代码块的具体执行情况。所以尽量在使用了notify/notifyAll() 后立即退出临界区，以唤醒其他线程让其获得锁

 4.设计模式

1.概述

设计模式：就是解决问题的方案，是前辈们对解决某些问题的一些经验总结

好处：提高代码重用性、健壮性，让代码更容易被他人理解

目前 java 中比较流行的有23种设计模式

2.单例模式

场景：多个程序需要操作同一个对象，程序A 修改后，程序B 需要拿到对象中的最新数据继续操作

如何实现？

1. 类的外部不能通过 new 关键字创建对象，所以构造方法应该是 private
2. 在这个类中自己 new 一个对象，并且提供 get 方法，让外部可以获取

示例：饿汉模式

class Single{

    //1. 私有的构造方法，外部不能使用，但是本类中可以使用
    private Single(){
    }
    //2. 搞一个静态变量，这样类初始化时候，instance就已经有值了
    //设置为private，是避免外部修改这个变量，当然也可以使用final
    private static Single instance = new Single();

    //3. 对外提供获取对象的方式，这样每次调用这个方法拿到的都是同一个对象
    public static Single getInstance(){
        return instance;
    }
}

懒汉模式

class Single{

    //1. 私有的构造方法，外部不能使用，但是本类中可以使用
    private Single(){
    }
    //2. 搞一个静态变量
    private static Single instance = null;

    //3. 对外提供获取对象的方式
    public static Single getInstance(){
        //如果 instance 是空的时候，在创建对象，这就是懒汉式
        if(instance == null){
            synchronized (Single.class){
                if(instance == null){
                    instance = new Single();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
    //方法中用了两次if判断，这就是经典的双检锁
}

 

11.多个线程顺序执行（了解）

某些情况下虽然开启了多个线程，但是还是希望他们能个一个接一个的执行，这就是顺序执行

Thread中有一个 join 方法，使用它可以让线程顺序执行

public static void main(String[] args) throws Exception {
    //1. 多个线程之间顺序执行
    Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程1执行。。。。。。");
        }
    });
    Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程2执行。。。。。。");
        }
    });
    Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程3执行。。。。。。");
        }
    });

    t1.start();
    t1.join();//执行join方法后，main线程等待t1结束后，才继续往下执行
    t2.start();
    t2.join();
    t3.start();
    t3.join();
}

结果：

上面的代码一定要注意：t1.join()这句代码是由main线程执行的，所以main线程会等待

 

12.线程优先级（了解）

线程有优先级，优先级高的获取CPU执行权的概率就大

• 通过getPriority、setPriority 获取和设置线程的优先级，最大是10，最小是1
• 如果不设置，默认的优先级是5

• class Hero extends Thread{
      @Override
      public void run() {
          for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
              System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i);
          }
      }
  }
  public class ThreadDemo {
      public static void main(String[] args) throws Exception {
          Thread yase = new Thread(new Hero(),"yase");
          yase.setPriority(10);//设置优先级，10最大，1最小
          yase.start();
  
          Thread daji = new Thread(new Hero(), "daji");
          daji.setPriority(1);//设置优先级，10最大，1最小
          daji.start();
  
          //主线程多睡一会儿
          Thread.sleep(60000);
      }
  }

  结果：

  yase线程执行到了54万，daji线程才执行到39万，明显yase线程有更高的CPU执行权