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Java SE：多线程（Thread）

news 2025/8/28 1:09:49

1. 线程两个基本概念

  1. 并发：即线程交替运行多个指令
  2. 并行：即多个线程同时运行指令
  • 并发并行不矛盾，两者可同时发生，即多个线程交替运行指令

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2. 多线程3种实现方式

2.1 直接创建线程对象 

        /*** 方式1：* 1. 创建thread类的子类* 2. 将该子类实列化* 3. 实列化对象调用start方法即开启多线程* */myThread myThread1 = new myThread();myThread1.setName("线程1");myThread1.start();myThread myThread2 = new myThread();myThread2.setName("线程2");myThread2.start();public class myThread extends Thread{@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 20; i++) {System.out.println(getName() + "看看哪个线程在执行指令");}}
}

 2.2 实现Runnable接口

 //方法2：/** 1. 定义类实现runnable接口* 2. 重写Runnable接口的run方法* 3. 创建自己类对象* 4. 创建线程，将自己类这个指令添加到线程，开启线程* *///因为没有继承thread类，无法直接调用start方法，此时该类对象充当要执行的指令，再把该指令添加到线程中即可//可直接获取线程对象，或者调用thread类里面获取线程对象的方法mythread mt1 = new mythread();Thread t1 = new Thread(mt1);Thread t2 = new Thread(mt1);t1.setName("线程1");t2.setName("线程2");t1.start();t2.start();}public class mythread implements Runnable{@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 20; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "第二个方法哟");}}
}

2.3 利用Callable、Future接口

//方法3：利用Callable、Future接口实现/** 1. 定义类实现Callable接口，并重写该接口的call方法* 2. 创建自己类的对象（即将要执行的指令对象）* 3. 创建FutureTask对象（即接收执行指令最终返回的结果）* 4. 创建Thread对象（将要执行的指令添加到线程对象中），并开启线程* *///1. 定义类，实现Callable接口，并且重写call方法//2. 创建指令类对象mythread mythread = new mythread();//3. 创建接收指令类返回结果的FutureTask对象，此时里面参数代表接收该指令类对象返回的参数FutureTask<Integer> integerFutureTask = new FutureTask<Integer>(mythread);//将指令添加到线程对象中Thread thread = new Thread(integerFutureTask);thread.start();System.out.println(integerFutureTask.get());public class mythread implements Callable<Integer> {@Overridepublic Integer call() throws Exception {int sum = 0;for (int i = 1; i < 10; i++) {sum += i;}return sum;}
}

三者区别：

  1. 第一种实现方式扩展性较差，因为要有继承关系即已经继承了Thread类，那么该类无法在继承别的类，而方式2、3定义的类只是实现了接口，还可以继承其他类，扩展性较好
  2. 第二种方式相对第三种语法较为简洁
  3. 第三种可以获取指令最终的返回结果，适用于需要返回结果的场景，前两种方式无返回值，无法获取指令的返回结果

3. 线程常用方法 

3.1 线程优先级 

优先级高的线程先执行的概率更高，但不是绝对，线程的执行时机都是随机事件概率问题，Java中默认的线程默认优先级为5，可以调用方法更改线程的优先级 

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3.2 守护线程 

当未守护线程全都执行完毕守护线程也随之结束

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3.3 礼让线程 

礼让线程可让线程的执行尽可能的均匀 

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public class yieldThread implements Runnable{@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "礼让线程鸭");Thread.yield();}}
}

 3.4 插入线程

Java虚拟机默认先执行完main线程在执行其他线程，若要其他线程在main线程之前执行可调用插入线程方法 

//插入线程/** 执行线程：* 虚拟机默认先执行main线程，当main线程执行完毕在执行其他线程，若想其他线程在main线程之前执行，得调用插入线程方法* *///创建要执行指令的对象joinThread jt = new joinThread();//创建线程对象，要执行的指令添加进线程Thread t = new Thread(jt);//执行线程//插入线程t.start();t.join();for (int i = 0; i < 10; i++) {System.out.println("main线程在执行哟");}

 4. 线程生命周期

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 5. 解决多线程问题

5.1 同步代码块 

用于解决线程安全问题，需要用到synchronized关键字 

public class windowThread implements Runnable {static int ticket = 0;@Overridepublic void run() {//定义个卖票指令，实现多个窗口同时买票while (true) {//若要避免线程安全问题，可用到synchronized关键字，括号里面的对象充当门锁，默认是打开的，当有线程对象进去，门锁关闭//如：此时窗口1争夺到cpu的执行权，那么就会进去，到了sleep睡眠时此时没有资格争夺cpu执行权，假设此时窗口2争夺到//但是因为窗口1已经进去门锁此时关闭，而争夺执到执行权的窗口2也只能在门外等候，等待窗口1出来才门才会开锁//此时的门锁可以避免多条线程同时执行下面的代码块，从而引发同一张票被3个窗口同时卖出的线程安全问题/*** 锁细节：* 所有线程对象用到的门锁必须是唯一的，* 一般用类的字节码文件作为锁对象，保证锁的唯一性* */synchronized (windowThread.class) {if (ticket < 100) {try {//一旦线程运行到此处即休眠10毫秒，无法争夺cpu执行权，休眠过后继续执行后面代码//只有该线程执行完synchronized的代码锁才会打开Thread.sleep(10);ticket++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖第" + ticket + "张票");} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}} else {break;}}}}
}

 5.2 同步方法

被synchronized关键字修饰的方法为同步方法，该方法执行完才会开锁

public class myRunnable implements Runnable {int ticket = 0;@Overridepublic void run() {while (true) {//同步方法：即将同步代码块抽取成方法即可//被synchronized即同步方法，当一个方法的代码全部要被锁起来可以运用到该方式if (method()) break;}}private synchronized boolean method() {if (ticket < 100) {try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}ticket++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖第" + ticket + "张票");} else {return true;}return false;}
}

6. 锁（Lock）

synchronized关键字修饰的代码块会自动进行开关锁，而不用这个关键字也开业手动开关机解决线程问题

public class mtThread extends Thread {static int ticket = 0;//创建锁对象，因为此时定义的类继承Thread类，即会有很多线程对象，//而静态关键字修饰的锁对象不管该类实列化多少对象，该锁都仅有一个//确保了每个实例化对象对应的锁的唯一性static Lock lock = new ReentrantLock();@Overridepublic void run() {while (true) {//手动关锁，当线程对象进入后，未开锁之前其他对象不能进入锁下面的代码块lock.lock();try {if (ticket == 100) {break;} else {//线程对象执行到此处一样会进行休眠，不参与争夺cpu//当其他线程对象争夺到cpu时会被关在锁外，即无法执行此时的try、catch语句//只有当锁重新打开才能继续执行Thread.sleep(10);ticket++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在售卖第" + ticket + "张票");}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {//打开锁，获得cpu运行权的对象开锁执行代码lock.unlock();}}}
}

 7. 死锁

当两个锁嵌套使用时容易产生死锁问题，当死锁发生，程序将会卡死在锁的门外无法在运行下去，故锁不能嵌套使用 

8. 唤醒等待机制 

唤醒等待机制可以使线程协调运行，比如线程1运行一次，线程2也运行一次 

生产者和消费者实现唤醒等待机制

public class test {public static void main(String[] args) {//等待唤醒机制：使得线程协调运行/** 三个对象：* 1. 生产者* 2. 消费者* 3. 平台* */Consumer consumer = new Consumer();Producer producer = new Producer();consumer.setName("消费者");producer.setName("生产者");consumer.start();producer.start();}
}public class Desk {//三个属性作为协调的依据//判断当前桌子上是否有食物（线程是否运行）// 0:没有食物   1：有食物static int foodFlag = 0;//判断当前食物运行次数还剩多少（线程运行次数）static int count = 10;//锁对象static Lock lock = new ReentrantLock();
}public class Consumer extends Thread{/*** 1. 判断线程次数是否完成* 2. 判断桌子上是否有食物* 3. 有食物则吃掉，次数减一* 4. 没有食物则等候，并且唤醒生产者* */@Overridepublic void run() {while (true) {synchronized (Desk.lock) {//判断线程次数if (Desk.count == 0) {break;}//判断是否有食物if (Desk.foodFlag == 1) {//有则直接吃掉，并且次数减一System.out.println(this.getName() + "正在吃掉第" + Desk.count + "份食物");//吃掉之后则生产者继续生产（即唤醒另一线程）Desk.lock.notify();Desk.foodFlag = 0;Desk.count--;} else {try {//让该线程和锁进行绑定Desk.lock.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}}}
}public class Producer extends Thread{/*** 1. 判断线程次数是否运行完成* 2. 判断桌面上是否有食物（该线程是否运行）* 3. 有则等候（线程等候），并唤醒等候线程* 4. 没有则做食物（线程运行）* */@Overridepublic void run() {while (true) {synchronized (Desk.lock) {//判断线程次数是否运行完成if (Desk.count == 0) {break;}if (Desk.foodFlag == 1) {//有则等候，并唤醒该锁对象的等候线程try {//让该线程和锁进行帮Desk.lock.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}} else {//没有则做食物System.out.println(this.getName() + "正在制作第" + Desk.count + "份食物");//制作之后则消费者消费（即唤醒另一线程）Desk.lock.notify();Desk.foodFlag = 1;}}}}
}

阻塞队列实现唤醒等待机制

用到Java提供的队列类（BlockingQueue）此时的队列充当平台，线程之间数据交换协调的平台，要保证线程在同一队列之间协调运行 

public class test {public static void main(String[] args) {//阻塞队列实现唤醒等待机制/*** 生产者* 消费者* 队列：生产者和消费者必须在同一队列进行生产消费* *///创建队列对象ArrayBlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(3);//创建两条线程Consumer c = new Consumer(queue);Producer p = new Producer(queue);p.start();c.start();}
}public class Producer extends Thread{ArrayBlockingQueue<String> queue;//要保证在同一队列进行生产消费，可在构造方法中传递队列对象public Producer(ArrayBlockingQueue<String> queue) {this.queue = queue;}//重写线程运行方法@Overridepublic void run() {while (true) {try {//该队列的方法中已经写好开关锁，不需要我们自己写锁queue.put("好吃的鸭");System.out.println("做了好吃的鸭");} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}public class Consumer extends Thread{ArrayBlockingQueue<String> queue;//获取队列对象，要保证同一队列可在构造方法中传递队列对象public Consumer(ArrayBlockingQueue<String> queue) {this.queue = queue;}//重写Run方法@Overridepublic void run() {while (true) {try {//该队列已经写好开关锁，不需要我们手动写，若在写锁就造成嵌套锁容易形成死锁问题String food = queue.take();System.out.println(food);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}}
}

 9. 线程池

没有线程池存放线程时，我们创建的线程当运行完毕会自动销毁，而线程池可以存储线程，提高资源复用率 

线程池原理

  • 创建线程池时，里面是空的，没有任何线程
  • 当有任务添加进线程池时，先创建线程，运行任务，当任务运行完毕，线程并不会销毁，而是保留在池子中，若在有新任务添加，而原先创建的线程并没有运行任务，则会直接复用线程，并不会立刻创建新线程·
  • 当线程池的线程数量达到线程池规定数量上限就不会在创建新线程，而未运行到的任务只能排队等待

获取线程池对象的方式 

 用工具类 Executors直接创建 

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 未完待续......

http://www.lryc.cn/news/308826.html

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