01 语言基础+高级：1-7 异常与多线程_day06 【线程、同步】
day06 【线程、同步】
主要内容
线程
同步
线程状态
一、学习目标
1. 能够描述Java中多线程运行原理
2. 能够使用继承类的方式创建多线程
3. 能够使用实现接口的方式创建多线程
4. 能够说出实现接口方式的好处
5. 能够解释安全问题的出现的原因
6. 能够使用同步代码块解决线程安全问题
7. 能够使用同步方法解决线程安全问题
8. 能够说出线程6个状态的名称
02_多线程原理_随机性打印结果
03_多线程原理_多线程内存图解
多线程执行时，在栈内存中，其实每一个执行线程都有一片自己所属的栈内存空间。进行方法的压栈和弹栈。 
04_Thread类的常用方法_获取线程名称的方法
public static Thread currentThread() :返回对当前正在执行的线程对象的引用。
05_Thread类的常用方法_设置线程名称的方法
06_Thread类的常用方法_sleep
public static void sleep(long millis) :使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停（暂时停止执行）。
07_创建多线程程序的第二种方式_实现Runnable接口
多线程采用 java.lang.Runnable 也是非常常见的一种，我们只需要重写run方法即可。
步骤如下：
//1.创建一个Runnable接口的实现类 public class RunnableImpl implements Runnable{ //2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务 @Override public void run() { for (int i = 0; i <20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i); } } }
/* 创建多线程程序的第二种方式:实现Runnable接口 java.lang.Runnable Runnable 接口应该由那些打算通过某一线程执行其实例的类来实现。类必须定义一个称为 run 的无参数方法。 java.lang.Thread类的构造方法 Thread(Runnable target) 分配新的 Thread 对象。 Thread(Runnable target, String name) 分配新的 Thread 对象。 实现步骤: 1.创建一个Runnable接口的实现类 2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务 3.创建一个Runnable接口的实现类对象 4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法 实现Runnable接口创建多线程程序的好处: 1.避免了单继承的局限性 一个类只能继承一个类(一个人只能有一个亲爹),类继承了Thread类就不能继承其他的类 实现了Runnable接口,还可以继承其他的类,实现其他的接口 2.增强了程序的扩展性,降低了程序的耦合性(解耦) 实现Runnable接口的方式,把设置线程任务和开启新线程进行了分离(解耦) 实现类中,重写了run方法:用来设置线程任务 创建Thread类对象,调用start方法:用来开启新线程 */ public class Demo01Runnable { public static void main(String[] args) { //3.创建一个Runnable接口的实现类对象 RunnableImpl run = new RunnableImpl(); //4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 //Thread t = new Thread(run);//打印线程名称 Thread t = new Thread(new RunnableImpl2());//打印HelloWorld //5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法 t.start(); for (int i = 0; i <20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i); } } }
08_Thread和Runnable的区别
09_匿名内部类方式实现线程的创建
/* 匿名内部类方式实现线程的创建 匿名:没有名字 内部类:写在其他类内部的类 匿名内部类作用:简化代码 把子类继承父类,重写父类的方法,创建子类对象合一步完成 把实现类实现类接口,重写接口中的方法,创建实现类对象合成一步完成 匿名内部类的最终产物:子类/实现类对象,而这个类没有名字 格式: new 父类/接口(){ 重复父类/接口中的方法 }; */ public class Demo01InnerClassThread { public static void main(String[] args) { //线程的父类是Thread // new MyThread().start(); new Thread(){ //重写run方法,设置线程任务 @Override public void run() { for (int i = 0; i <20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"黑马"); } } }.start(); //线程的接口Runnable //Runnable r = new RunnableImpl();//多态 Runnable r = new Runnable(){ //重写run方法,设置线程任务 @Override public void run() { for (int i = 0; i <20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"程序员"); } } }; new Thread(r).start(); //简化接口的方式 new Thread(new Runnable(){ //重写run方法,设置线程任务 @Override public void run() { for (int i = 0; i <20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"传智播客"); } } }).start(); } }
第二章 线程安全
10_线程安全问题的概述
线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；
若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则的话就可能影响线程安全。为了保证每个线程都能正常执行原子操作,Java引入了线程同步机制。
那么怎么去使用呢？有三种方式完成同步操作：
1. 同步代码块。
2. 同步方法。
3. 锁机制。
/* 模拟卖票案例 创建3个线程,同时开启,对共享的票进行出售 */ public class Demo01Ticket { public static void main(String[] args) { //创建Runnable接口的实现类对象 RunnableImpl run = new RunnableImpl(); //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 Thread t0 = new Thread(run); Thread t1 = new Thread(run); Thread t2 = new Thread(run); //调用start方法开启多线程 t0.start(); t1.start(); t2.start(); } }
/* 卖票案例出现了线程安全问题 卖出了不存在的票和重复的票 解决线程安全问题的一种方案:使用同步代码块 格式: synchronized(锁对象){ 可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码) } 注意: 1.通过代码块中的锁对象,可以使用任意的对象 2.但是必须保证多个线程使用的锁对象是同一个 3.锁对象作用: 把同步代码块锁住,只让一个线程在同步代码块中执行 */ public class RunnableImpl implements Runnable{ //定义一个多个线程共享的票源 private int ticket = 100; //创建一个锁对象 Object obj = new Object(); //设置线程任务:卖票 @Override public void run() { //使用死循环,让卖票操作重复执行 while(true){ //同步代码块 synchronized (obj){ //先判断票是否存在 if(ticket>0){ //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠 try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //票存在,卖票 ticket-- System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票"); ticket--; } } } } }
14_同步技术的原理
15_解决线程安全问题_同步方法
同步方法:使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外等着。
public synchronized void method(){ 可能会产生线程安全问题的代码 }
同步方法的同步锁是谁?
对于非static方法,同步锁就是this。
对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。
16_静态同步方法
package com.itheima.demo08.Synchronized; /* 卖票案例出现了线程安全问题 卖出了不存在的票和重复的票 解决线程安全问题的二种方案:使用同步方法 使用步骤: 1.把访问了共享数据的代码抽取出来,放到一个方法中 2.在方法上添加synchronized修饰符 格式:定义方法的格式 修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(参数列表){ 可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码) } */ public class RunnableImpl implements Runnable{ //定义一个多个线程共享的票源 private static int ticket = 100; //设置线程任务:卖票 @Override public void run() { System.out.println("this:"+this);//this:com.itheima.demo08.Synchronized.RunnableImpl@58ceff1 //使用死循环,让卖票操作重复执行 while(true){ payTicketStatic(); } } /* 静态的同步方法 锁对象是谁? 不能是this this是创建对象之后产生的,静态方法优先于对象 静态方法的锁对象是本类的class属性-->class文件对象(反射) */ public static /*synchronized*/ void payTicketStatic(){ synchronized (RunnableImpl.class){ //先判断票是否存在 if(ticket>0){ //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠 try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //票存在,卖票 ticket-- System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票"); ticket--; } } } /* 定义一个同步方法 同步方法也会把方法内部的代码锁住 只让一个线程执行 同步方法的锁对象是谁? 就是实现类对象 new RunnableImpl() 也是就是this */ public /*synchronized*/ void payTicket(){ synchronized (this){ //先判断票是否存在 if(ticket>0){ //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠 try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //票存在,卖票 ticket-- System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票"); ticket--; } } } }
package com.itheima.demo08.Synchronized; /* 模拟卖票案例 创建3个线程,同时开启,对共享的票进行出售 */ public class Demo01Ticket { public static void main(String[] args) { //创建Runnable接口的实现类对象 RunnableImpl run = new RunnableImpl(); System.out.println("run:"+run);//run:com.itheima.demo08.Synchronized.RunnableImpl@58ceff1 //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 Thread t0 = new Thread(run); Thread t1 = new Thread(run); Thread t2 = new Thread(run); //调用start方法开启多线程 t0.start(); t1.start(); t2.start(); } }
2.5 Lock锁
Lock锁也称同步锁，加锁与释放锁方法化了，如下：
public void lock() :加同步锁。
public void unlock() :释放同步锁。
package com.itheima.demo09.Lock; /* 模拟卖票案例 创建3个线程,同时开启,对共享的票进行出售 */ public class Demo01Ticket { public static void main(String[] args) { //创建Runnable接口的实现类对象 RunnableImpl run = new RunnableImpl(); //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象 Thread t0 = new Thread(run); Thread t1 = new Thread(run); Thread t2 = new Thread(run); //调用start方法开启多线程 t0.start(); t1.start(); t2.start(); } }
package com.itheima.demo09.Lock; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /* 卖票案例出现了线程安全问题 卖出了不存在的票和重复的票 解决线程安全问题的三种方案:使用Lock锁 java.util.concurrent.locks.Lock接口 Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。 Lock接口中的方法: void lock()获取锁。 void unlock() 释放锁。 java.util.concurrent.locks.ReentrantLock implements Lock接口 使用步骤: 1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象 2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁 3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁 */ public class RunnableImpl implements Runnable{ //定义一个多个线程共享的票源 private int ticket = 100; //1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象 Lock l = new ReentrantLock(); //设置线程任务:卖票 @Override public void run() { //使用死循环,让卖票操作重复执行 while(true){ //2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁 l.lock(); //先判断票是否存在 if(ticket>0){ //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠 try { Thread.sleep(10); //票存在,卖票 ticket-- System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票"); ticket--; } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }finally { //3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁 l.unlock();//无论程序是否异常,都会把锁释放 } } } } /*//设置线程任务:卖票 @Override public void run() { //使用死循环,让卖票操作重复执行 while(true){ //2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁 l.lock(); //先判断票是否存在 if(ticket>0){ //提高安全问题出现的概率,让程序睡眠 try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //票存在,卖票 ticket-- System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->正在卖第"+ticket+"张票"); ticket--; } //3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁 l.unlock(); } }*/ }
18_线程状态概述、19_等待唤醒案例分析、20_等待唤醒案例代码实现
Wating状态在API中介绍为：一个正在无限期等待另一个线程执行一个特别的（唤醒）动作的线程处于这一状态。 
21_Object类中wait带参方法和notifyAll方法
package com.itheima.demo10.WaitAndNotify; /* 等待唤醒案例:线程之间的通信 创建一个顾客线程(消费者):告知老板要的包子的种类和数量,调用wait方法,放弃cpu的执行,进入到WAITING状态(无限等待) 创建一个老板线程(生产者):花了5秒做包子,做好包子之后,调用notify方法,唤醒顾客吃包子 注意: 顾客和老板线程必须使用同步代码块包裹起来,保证等待和唤醒只能有一个在执行 同步使用的锁对象必须保证唯一 只有锁对象才能调用wait和notify方法 Obejct类中的方法 void wait() 在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法前，导致当前线程等待。 void notify() 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。 会继续执行wait方法之后的代码 */ public class Demo01WaitAndNotify { public static void main(String[] args) { //创建锁对象,保证唯一 Object obj = new Object(); // 创建一个顾客线程(消费者) new Thread(){ @Override public void run() { //一直等着买包子 while(true){ //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术 synchronized (obj){ System.out.println("告知老板要的包子的种类和数量"); //调用wait方法,放弃cpu的执行,进入到WAITING状态(无限等待) try { obj.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //唤醒之后执行的代码 System.out.println("包子已经做好了,开吃!"); System.out.println("---------------------------------------"); } } } }.start(); //创建一个老板线程(生产者) new Thread(){ @Override public void run() { //一直做包子 while (true){ //花了5秒做包子 try { Thread.sleep(5000);//花5秒钟做包子 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术 synchronized (obj){ System.out.println("老板5秒钟之后做好包子,告知顾客,可以吃包子了"); //做好包子之后,调用notify方法,唤醒顾客吃包子 obj.notify(); } } } }.start(); } }
==================================================
Synchronized与ReentrantLock区别总结
end
部分内容来自于学习编程期间收集于网络的免费分享资源和工作后购买的付费内容。
如需获取教程配套的资源文件和一对一专属答疑支持，请加vx:kangmf24联系作者。
