多线程详解上（多线程详解（01.多线程概述02.线程、进程、多线程03.继承Thread类(重点)04.网图下载05.实现Runnable接口（重点）06.初识并发问题07.龟兔赛跑08.实现Callable接口09.静态代理模式10.Lambda表达式）

多线程（java.Thread）

01.多线程概述

02.线程、进程、多线程

1.普通方法和多线程

2.一个进程有多个线程，入线程中同时听声音，看图像，看弹幕，等等

3.Process和Thread

• 说起进程，就不得不说下程序。程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念

• 而进程则是执行程序的一次执行过程，它是一个动态的概念。是系统资源分配的单位

• 通常在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义。线程是CPU调度和执行的单位

  注意：很多多线程是模拟出来的，真正的多线程是指有多个CPU，及多核，入服务器。如果是模拟出来的多线程，即在一个CPU的情况下，在同一个时间点，CPU只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就有同时执行的错局

4.核心概念

• 线程就是独立的执行路径

• 在程序运行时，即使自己没有创建线程，后台也会有多个线程，如，主线程，gc线程

• main（）称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序

• 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统密切相关的，先后顺序是不能认为的干预的

• 对一份资源操作时，会存在资源的抢夺问题，需要加入并发控制

• 线程会到来额外的开销，如，CPU调度时间，并发控制开销

• 每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

········

03.继承Thread类(重点)

1.三种创建方式

2.Thread

• 自定义线程类继承Thread类

• 重写run（）方法，编写线程执行体

• 创建线程对象，调用start（）方法启动线程

3.调用start（）方法主线程和方法线程同时进行

4.调用run（）方法先执行方法线程的再执行主线程的方法

5.总结：

注意，线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行

04.网图下载

 

//练习THread，实现多线程同步下载图片
public class TestThread02 extends Thread{
    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名
    public TestThread02(String url,String name){
        this.url=url;
        this.name=name;
    }
    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为"+name);
    }
                                                                          
    public static void main(String[] args) {
        TestThread02 t1 = new TestThread02("https://th.bing.com/th/id/Rc3e0327e7440d0e842a51bfd59fa0c5d?rik=wS14pfOpCGgtOw&riu=http%3a%2f%2fwww.dabaoku.com%2fsucai%2fdongwu%2fqi-e%2f045bs.jpg&ehk=jv8zsJxtnmBKTR%2bHv677Yn%2fJTIfnuY87MOmOLcdrRSc%3d&risl=&pid=ImgRaw","1.jpg");
        TestThread02 t2 = new TestThread02("https://th.bing.com/th/id/R1fdf3a183158c62b91e690d8beee6ebe?rik=mHL6yEiXiMAK9Q&riu=http%3a%2f%2fwww.shijuepi.com%2fuploads%2fallimg%2f200918%2f1-20091Q10417.jpg&ehk=wzkrRqNZfU1InC6bUzefYssPjoFNJBZZ7qSj6P7WHPI%3d&risl=&pid=ImgRaw","2.jpg");
        TestThread02 t3 = new TestThread02("https://imgo.youxihezi.net/img2020/1/28/11/2020012811362299.JPG","3.jpg");
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
//下载器
class WebDownloader{
    //下载方法
    public void downloader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常，downloader方法异常");
        }
    }
}

 

05.实现Runnable接口（重点）

• 定义MyRunnable类实现Runnable接口

• 实现run（）方法，编写线程执行体

• 创建线程对象，调用start（）方法启动线程

//创建线程方式2，：实现Runnable接口，重写Run方法，执行线程需要丢入Runnable接口实现类，调用start（）方法
public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //super.run();
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码-------------"+i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
      //创建runnable可口的实现类对象
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程，代理
        //Thread thread = new Thread(testThread3);
        //thread.start();
        new Thread(testThread3).start();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程--"+i);
        }
    }
}

小结：

• 继承Thread类

  • 继承Thread类具备多线程能力

  • 启动线程：子类对象.start()

  • 不建议使用：避免OOP单继承局限性

• 实现Runnable接口

  • 实现Runnable具有多线程能力

  • 启动线程：传入目标对象+Thread对象.start（）

  • 推荐使用：避免单继承局限性，灵活方面，方便同一个对象被多个线程使用

06.初识并发问题

发现问题：多个线程操作同一资源的情况下，线程不安全，数据紊乱

//多个线程同时操作一个对象
//买火车票的例子
//发现问题：多个线程操作同一资源的情况下，线程不安全，数据紊乱
public class TestThread4 implements Runnable{
    //票数
    private int ticketNume = 10;
​
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            if (ticketNume<=0){
                break;
            }//模拟延时，CPU太快被一个人拿完
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //Thread.currentThread().getName()能获得线程本身的方法
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=====>拿到了第"+ticketNume--+"票");
        }
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 ticket = new TestThread4();
​
        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛党").start();
    }
}

数据紊乱,同一张票被重复拿到

07.龟兔赛跑

1.案例：龟兔赛跑-race

• 首先来个赛道距离，然后要离终点越来越近

• 判断比赛是否结束

• 打印出胜利者

• 龟兔赛跑开始

• 故事中是乌龟赢的，兔子需要睡觉，所以我们来模拟兔子睡觉

• 终于兔子赢得了比赛

//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable{
    //胜利者
    private static String winner;
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            //模拟兔子休息
           if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子")&& i%10==0){
               try {
                   Thread.sleep(1);
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
           }
​
            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameover(i);
            //如果比赛结束，就停止程序
            if (flag){
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"====》跑了"+i+"步");
        }
    }
    //判断比赛是否结束
    private boolean gameover(int steps){
        //判断是否有胜利者
        if (winner!=null){//已经存在胜利者
            return true;
        }{
            if (steps>=100){
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is"+winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
​
    public static void main(String[] args) {
        Race race = new Race();
        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}

08.实现Callable接口（了解）

利用callable改造下载图片案例

• 实现Callable接口，需要返回值类型

• 重写call方法，需要抛出异常

• 创建目标对象

• 创建执行服务：ExecutorService ser = Executor.newFixedThreadPool(1);

• 提交执行：Future<Boolean> result1 = ser.submit(t1);

• 获取结果：Boolean r1 = result1.get();

• 关闭服务器：ser.shutdownNow();

09.静态代理模式

结婚案例

• 你：真实角色

• 婚庆公司：代理你，帮你处理结婚的事

• 结婚：实现都实现结婚接口即可

//静态代理模式总结：
//真实对象（目标对象）和代理对象都要实现同一个接口
//代理对象要代理真实角色
//好处：
//代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
//真实对象可以专注做自己的事情
public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        //1.开启线程
        // lamda表达式()-> System.out.println("我爱你")
        new Thread(()-> System.out.println("我爱你")).start();
        //相当于WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
        // weddingCompany.HappyMarry();
        new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();
​
        //2.静态代理
        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
        weddingCompany.HappyMarry();
​
        //原来的方法
        //You you = new You();你要结婚
        //you..HappyMarry();
    }
}
//功能接口
interface Marry{
    //人间四大喜事
    //久旱逢甘霖
    //他乡遇故知
    //洞房花烛夜
    //金榜题名时
​
    void HappyMarry();
}
//真实角色，帮助你结婚
class You implements Marry{
    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("我马上要结婚超开心");
    }
}
//代理角色
class WeddingCompany implements Marry{
    //代理====》真实目标角色
    private Marry target;
​
    public WeddingCompany(Marry target) {
        this.target = target;
    }
​
    @Override
    public void HappyMarry() {
        before();
        this.target.HappyMarry();//这就是真实对象
        after();
    }
​
    private void after() {
        System.out.println("结婚之后，收尾款");
    }
​
    private void before() {
        System.out.println("结婚之前，布置现场");
    }
}

10.Lambda表达式

• λ希腊字母表中排序第十一位的字母，英文名称为Lambda

• 避免匿名内部类定义过多

• 其实质属于函数式编程的概念

  (params)->expression[表达式]
  (params)->statement[语句]
  (params)->{statements}
  ​
  a->System.out.println("i like lamda-->"+a);

• new Thread(()->System.out.println("多线程学习.......")).start);

• 为什么要使用Lambda表达式？

  • 避免内部类定义过多

  • 可以让代码看起来更简洁

  • 去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑

• 理解Functional Interface(函数式接口)是学习Java8 lambda表达式的关键所在

• 函数式接口的定义：

  • 任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口

    public interface Runnable{
        public abstract void run();
    }

     

  • 对于函数式接口，我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象

• lambda表达式推导

  //推导lambda表达式
  public class TestLambda1 {
      //3.静态内部类
      static class Like2 implements ILike{
          @Override
          public void Lambda() {
              System.out.println("i like lambda2");
          }
      }
  ​
  ​
      public static void main(String[] args) {
          //接口new了一个它的实现类
          ILike like = new Like();
          like.Lambda();//i like lambda
  ​
          like = new Like2();
          like.Lambda();//i like lambda2
  ​
          //4.局部内部类
          class Like3 implements ILike{
              @Override
              public void Lambda() {
                  System.out.println("i like lambda3");
              }
          }
          like = new Like3();
          like.Lambda();//i like lambda3
  ​
          //5.匿名内部类，没有类的名称，必须借助接口或父类
          //new了一个接口
          like = new ILike() {
              @Override
              public void Lambda() {
                  System.out.println("i like lambda4");
              }
          };
          like.Lambda();//i like lambda4
  ​
          //6.用lambda简化
          like =()->{
              System.out.println("i like lambda5");
          };
          like.Lambda();//i like lambda5
      }
  }
  //1.定义一个函数式接口
  interface ILike{
      void Lambda();
  }
  ​
  //2.实现类
  class Like implements ILike{
      @Override
      public void Lambda() {
          System.out.println("i like lambda");
      }
  }