java 21 多线程

1.相关概念

进程:

进程是指运行中的程序，比如我们使用QQ，就启动了一个进程，操作系统就会为该进程分配内存空间。当我们使用迅雷，又启动了一个进程，操作系统将为迅雷配新的内存空间。
进程是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是动态过程:有它自身的产生、存在和消亡的过程

 线程：

线程是由进程创建的。是进程的一个实体；一个进程可以有多个线程；

Java 中线程被认为是一个CPU、程序代码、和数据的封装体。java.lang.Thread类使用户可以创建和控制自己的线程。在Java中，虚拟CPU是自动封装进Thread类的实例中，而Code和Data要通过一个对象传给Thread类的构造函数。

        单线程：同一个时刻，只允许执行一个线程

        多线程：同一个时刻，可以执行多个线程

并发：

同一个时刻，多个任务交替执行 单核cpu实现的多任务就是并发 （造成一种“貌似同时”的错觉）

并行：

同一个时刻，多个任务同时执行。多核cpu可以实现并行

java从语言级别支持多线程  比如object中的wait(),notify()

线程体：

线程的Code和Data构成线程体。线程体决定了线程的行为

通过run()方法来实现的 线程启动后系统就自动调用run()方法，通常，run方法执行了一个时间较长的操作

2.对线程的基本控制：

a. 线程的启动： start()方法 

该方法的调用把嵌入在线程中的虚拟CPU置为可运行（Runnable)状态。Runnable状态意味着该线程可以参加调度，被JVM运行，并不意味着线程会立即执行。

b.线程的结束：

设定一个标记变量，以结束相应的循环及方法

通知线程退出：

package xiancheng;
public class ThreadExit {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Cat1 cat = new Cat1();cat.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->通知方式//让主线程休眠10秒，再通知t1线程退出System.out.println("main线程休息10s");Thread.sleep(10*1000);cat.setLoop(false);}
}
class Cat1 extends Thread{int times = 0;private boolean loop = true;@Overridepublic void run(){while (loop){System.out.println("11"+(++times)+Thread.currentThread().getName());//让该线程休眠一秒try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}if(times ==5){break;}}}public void setLoop(boolean loop) {this.loop = loop;}
}

暂时阻止线程的执行：

try {Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);
}

c.设定线程的优先级：

d.线程分类：

 

 

package xiancheng;import java.util.*;
public class TestThreadDaemon {public static void main(String args[]) {Thread t = new MyThread();t.setDaemon(true);t.start();
//主线程结束后 t也结束  将子线程设置成守护线程System.out.println( "Main--" + new Date());try{ Thread.sleep(500); }catch(InterruptedException ex){}System.out.println("Main End");}
}class MyThread extends Thread {public void run() {for(int i=0; i<10; i++ ){System.out.println(  i + "--" + new Date());try{ Thread.sleep(100); }catch(InterruptedException ex){}}}
}//输出：
//Main--Wed Dec 04 19:01:01 CST 2024
//0--Wed Dec 04 19:01:01 CST 2024
//1--Wed Dec 04 19:01:01 CST 2024
//2--Wed Dec 04 19:01:01 CST 2024
//3--Wed Dec 04 19:01:02 CST 2024
//4--Wed Dec 04 19:01:02 CST 2024
//Main End

3.线程常用方法

a.第一组：

 

Thread 类的静态方法currentThread( )返回当前线程。 

当线程的状态未知时，用isAlive（ ）确定线程是否活着。返回true 意味着线程已经启动，但还没有运行结束。

sleep方法：该方法用来使一个线程暂停运行一段固定的时间。在线程睡眠时间内，将运行别的线程。 sleep( ) 结束后，线程将进入Runnable状态。

b.第二组

 

package xiancheng;public class Threadjoin {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {T3 t3 = new T3();t3.start();for (int i = 0; i <=6; i++) {Thread.sleep(1000);System.out.println("main————"+i);if(i==3){System.out.println("主线程执行3次了，就让子线程先执行（之前是同时执行的）");t3.join();System.out.println("子线程执行完了，主线程继续执行");}}}
}
class T3 extends Thread{@Overridepublic void run(){for (int i = 0; i <6 ; i++) {try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println("子线程————————"+i);}}
}//子线程————————0
//main————0
//main————1
//子线程————————1
//子线程————————2
//main————2
//子线程————————3
//main————3
//主线程执行3次了，就让子线程先执行（之前是同时执行的）
//子线程————————4
//子线程————————5
//子线程执行完了，主线程继续执行
//main————4
//main————5
//main————6
//
//Process finished with exit code 0

 

4.创建线程

        a.继承Thread类

package xiancheng;public class Thread01 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Cat cat = new Cat();cat.start();//启动线程  会启动Cat的run方法//main线程启动一个子线程 Thread-0,主线程不会阻塞，会继续执行//主线程和子线程交替执行System.out.println("主线程会继续执行"+Thread.currentThread().getName());for (int i = 0; i <10 ; i++) {System.out.println("主线程 i ="+i);Thread.sleep(1000);}}}
//1.当一个类继承了Thread类，该类就可以当成线程使用
//2.重写run方法，写上自己的代码
//3. run() 是Thread类实现了Runnable接口的run方法
class Cat extends Thread{int times = 0;@Overridepublic void run(){while (true){System.out.println("11"+(++times)+Thread.currentThread().getName());//让该线程休眠一秒try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}if(times ==5){break;}}}
}

         b.Runnable接口

一个线程就是Thread类的一个实例。

package xiancheng;public class Thread02 {public static void main(String[] args) {Dog dog = new Dog();//dog.start();//不能调用该方法//创建Thread对象，把Dog对象（实现Runable接口),放入ThreadThread thread = new Thread(dog);thread.start();}
}
class Dog implements Runnable{int count = 0;public void run(){while (true){System.out.println("hi" + (++count)+Thread.currentThread().getName());//休眠一秒try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}if(count ==10){break;}}}
}

        c.多线程案列

package xiancheng;public class Thread03 {public static void main(String[] args) {T1 t1 = new T1();T2 t2 = new T2();Thread th1 = new Thread(t1);Thread th2 = new Thread(t2);th1.start();//启动第一个线程th2.start();//启动第二个线程}
}
class T1 implements Runnable{int count = 0;@Overridepublic void run() {//每隔一秒输出hewhile (true){System.out.println("he"+"|"+(++count));try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}if(count ==10){break;}}}
}
class T2 implements Runnable{int count = 0;@Overridepublic void run() {//每隔一秒输出hewhile (true){System.out.println("hello"+"|"+(++count));try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}if (count==10) {break;}}}
}

5.线程的生命周期

6.线程的同步 

线程同步机制
在多线程编程，一些敏感数据不允许被多个线程同时访问，此时就使用同步访问技术，保证数据在任何同一时刻，最多有一个线程访问，以保证数据的完整性。
也可以这里理解:线程同步，即当有一个线程在对内存进行操作时，其他线程都不可以对这个内存地址进行操作，直到该线程完成操作，其他线程才能对该内存地址进行操作。

同步的具体方法——Synchronized

a.同步代码块

Synchronized(对象）{得到对象的锁才能操作同步代码}  锁加在this对象上默认情况下

b.Synchronized放在方法声明中，相当于Synchronized(this),表示整个方法为同步方法

public Synchronized void m (String name){//需要被同步的代码} 在同一时刻，只能有一个线程来执行该方  锁加在this对象上

互斥锁

 

要求多个线程的锁对象为同一个！！

线程的死锁：

多个线程都占用了对方的锁资源，但不肯相让，导致了死锁，在编程是一定要避免死锁的发生.

package xiancheng;class Worker
{int id;public Worker(int id){ this.id=id; }synchronized void doTaskWithCooperator(Worker other){try{ Thread.sleep(500); } catch(Exception e){}synchronized(other){System.out.println("doing" + id);}}
}class DeadLockDemo{public static void main(String[] args) {Worker w1 = new Worker(1);Worker w2 = new Worker(2);Thread td1 = new Thread(()->{w1.doTaskWithCooperator(w2);});Thread td2 = new Thread(()->{w2.doTaskWithCooperator(w1);});td1.start();td2.start();}
}
//在方法内部，首先使用Thread.sleep(500)让当前线程休眠 500 毫秒，
// 然后又嵌套了一个synchronized块，它以传入的另一个Worker对象other作为锁对象。
// 在这个内部的synchronized块中，只是简单地输出了当前Worker对象的id值，表示正在执行相关任务。
//这里存在产生死锁的隐患，因为它获取了自身实例对应的锁（方法级别的synchronized隐式锁）后，
// 又尝试去获取另一个Worker实例对应的锁（通过synchronized(other)），
// 如果多个线程以交叉的方式去获取锁，就可能导致死锁情况发生。

释放锁：

1.当前线程的同步方法、同步代码块执行结束

2.同步方法中遇到break、return
3.当前线程在同步代码块,同步方法中出现了未处理的Error或Exception，导致异常结束

4.同步方法中执行了线程对象的wait()方法，当前线程暂停，并释当前线程在同步代码块、放锁。

线程执行同步代码块或同步方法时，程序调用Thread.sleep()、Thread.yield()方法暂停当前线程的执行,不会释放锁
线程执行同步代码块时，其他线程调用了该线程的suspend()方法将该线程挂起该线程不会释放锁。