day32-线程基础02

线程基础02

3.继承Thread和实现Runnable的区别

  1. 从java的设计来看，通过继承Thread或者实现Runnable接口本身来创建线程本质上没有区别，从jdk帮助文档我们可以看到Thread类本身就实现了Runnable接口
  2. 实现Runnable接口方式更加适合多个线程共享一个资源的情况，并且避免了单继承的限制，建议使用Runnable接口
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3.1多线程售票问题

编程模拟三个售票窗口售票100张，分别使用继承Thread类和实现Runnable接口的方法，并分析有什么问题？

1.使用继承Thread的方法：

package li.thread;
 
//使用多线程，模拟三个窗口同时售票共100张
public class SellTicket {
    public static void main(String[] args) {
 
        SellTicket01 sellTicket01 = new SellTicket01();
        SellTicket01 sellTicket02 = new SellTicket01();
        SellTicket01 sellTicket03 = new SellTicket01();
 
        sellTicket01.start();//启动售票线程
        sellTicket02.start();//启动售票线程
        sellTicket03.start();//启动售票线程
    }
}
 
//1.使用继承Thread类的方式
class SellTicket01 extends Thread {
 
    //多个对象共享同一个静态成员变量（多个实例的static变量会共享同一块内存区域）
    private static int ticketNum = 100;//让多个线程共享ticketNum
 
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
 
            if (ticketNum <= 0) {
                System.out.println("售票结束...");
                break;
            }
 
            //休眠50毫秒,模拟
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
 
            System.out.println("窗口：" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票 "
                    + "剩余票数：" + (--ticketNum));
        }
    }
}
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一个显然的问题是，剩余票数竟然是负数！

原因是：每个线程都要进行票数判断才能进行下一步操作，假设某时刻票数还剩2张，此时线程0判断条件ticketNum <= 0不成立；于此同时，线程1线程2也同时进行了判断，三者都通过了判断，于是都认为此刻票数为2，都进行-1售票操作。于是三者结束后就会出现总票数为-1 的情况。

可以看到，造成票数超卖的主要原因是三个线程同时操作一个资源。

2.使用实现接口Runnable的方式：

package li.thread;
 
//使用多线程，模拟三个窗口同时售票共100张
public class SellTicket {
    public static void main(String[] args) {
 
        SellTicket02 sellTicket02 = new SellTicket02();
        new Thread(sellTicket02).start();//第1个线程-窗口
        new Thread(sellTicket02).start();//第2个线程-窗口
        new Thread(sellTicket02).start();//第3个线程-窗口
    }
}
 
class SellTicket02 implements Runnable {
 
    private int ticketNum = 100;
 
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
 
            if (ticketNum <= 0) {
                System.out.println("售票结束...");
                break;
            }
 
            //休眠50毫秒,模拟
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
 
            System.out.println("窗口：" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票 "
                    + "剩余票数：" + (--ticketNum));
        }
    }
 
}
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可以看到，实现接口Runnable的方式同样发生了票数为负数的情况，原因与上面一致，是由于多个线程同时操作一个资源而造成的。

要解决类似的问题，就要引入线程的同步和互斥的概念。该问题将在之后解决。

4.线程终止

  • 基本说明：
  1. 当线程完成任务后，会自动退出
  2. 还可以通过使用变量来控制run方法退出的方式来停止线程，即通知方式

例子：

启动一个线程t，要求在main线程中去停止线程t，请编程实现。

package li.thread.exit_;
 
public class ThreadExit_ {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        T t = new T();
        t.start();
 
        //如果希望main线程可以去控制 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 -->称为 通知方式
 
        //让主线程休眠 10秒，在通知 t1线程退出
        System.out.println("主线程休眠10秒...");
        Thread.sleep(10*1000);
 
        t.setLoop(false);
    }
}
 
class T extends Thread {
    int count = 0;
 
    //设置一个控制变量
    private boolean loop = true;
 
    @Override
    public void run() {
        while (loop) {
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("T 运行中..."+(++count));
        }
    }
 
    public void setLoop(boolean loop) {
        this.loop = loop;
    }
}
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可以用于一个线程通过变量控制另一个线程终止的情况。

5.线程常用方法

  • 常用方法第一组：
  1. setName //设置线程名称，使之与参数name相同
  2. getName //返回该线程的名称
  3. start //使该线程开始执行；Java虚拟机底层调用该线程的start0()方法
  4. run //调用线程对象run方法
  5. setPriority //更改线程的优先级
  6. getPriority // 获取线程的优先级
  7. sleep //在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行）
  8. interrupt //中断线程

注意事项和细节：

  • start方法底层会创建新的线程，调用run，run就是一个简单的方法调用，不会启动新的线程
  • 线程优先级的范围
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  • interrupt，中断线程，但并没有真正地结束线程。所以一般用于中断正在休眠的线程
  • sleep：线程的静态方法，使当前线程休眠

例子1:

package li.thread.method;
 
public class ThreadMethod01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //测试相关方法
        T t = new T();
        t.setName("jack");//设置线程的名称
        t.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
        t.start();//启动子线程
 
        //主线程打印5句hi，然后中断子线程的休眠
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("hi" + i);
        }
 
        System.out.println(t.getName() + "线程的优先级=" + t.getPriority());
        t.interrupt();//当执行到这里的时候，就会中断 t线程的休眠
    }
}
 
class T extends Thread {//自定义的线程类
 
    @Override
    public void run() {
        while (true) {//每隔5秒吃100个包子，然后休眠5秒，再吃...
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                //Thread.currentThread().getName()获取当前线程的名称
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "吃包子~~~" + i);
            }
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "休眠中~~~");
                sleep(20000);//休眠20秒
            } catch (InterruptedException e) {
                //当该线程执行到一个interrupt方法时，就会catch一个异常，可以加入自己的业务代码
                //InterruptedException是捕获到一个中断异常
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "被interrupt了");
            }
        }
    }
}
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  • 常用方法第二组：

  1. yield：线程的礼让。让出cpu，让其他线程执行，但礼让的时间不确定，所以也不一定礼让成功。

  2. join：线程的插队。插队的线程一旦插队成功，则肯定先执行完插入的线程的所有任务

    image-20220905103809944

例子2：创建一个子线程，每个1秒输出hello，输出20次；主线程每隔1秒输出hi，输出20次。要求：两个线程同时执行，当主线程输出5次后，就让子线程运行完毕，主线程再继续。（join）

package li.thread.method;
 
public class ThreadMethod02 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        T2 t2 = new T2();
        t2.start();
 
        for (int i = 0; i <=20; i++) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("主线程吃了 "+i+" 个包子");
            if (i == 5) {
                System.out.println("主线程让子线程先吃包子...");
                t2.join();//相当于让 t2线程先执行完毕
                //Thread.yield();//如果这里是yield，不一定会礼让成功
                System.out.println("主线程接着吃包子...");
            }
        }
    }
}
 
class T2 extends Thread {
    int loop = 0;
 
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 20; i++) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("子线程吃了 "+i+" 个包子");
        }
    }
}

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  • 课堂练习：
    1. 主线程每隔一秒输出hi，一共十次
    2. 当输出到5次时，启动一个子线程（要求实现Runnable），该子线程每隔1s输出hello，等该宣称输出10次后，退出
    3. 主线程继续输出hi，直到主线程退出
package li.thread.method;
 
public class ThreadMethod03 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 
        Thread thread = new Thread(new T3());
        for (int i = 0; i <= 10; i++) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("hi" + i);
            if (i == 5) {
                thread.start();//启动子线程
                thread.join();//将子线程先执行
            }
        }
    }
}
 
class T3 implements Runnable {
 
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 10; i++) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("hello" + i);
        }
    }
}

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线程基础02

3.继承Thread和实现Runnable的区别

  1. 从java的设计来看，通过继承Thread或者实现Runnable接口本身来创建线程本质上没有区别，从jdk帮助文档我们可以看到Thread类本身就实现了Runnable接口
  2. 实现Runnable接口方式更加适合多个线程共享一个资源的情况，并且避免了单继承的限制，建议使用Runnable接口
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3.1多线程售票问题

编程模拟三个售票窗口售票100张，分别使用继承Thread类和实现Runnable接口的方法，并分析有什么问题？

1.使用继承Thread的方法：

package li.thread;
 
//使用多线程，模拟三个窗口同时售票共100张
public class SellTicket {
    public static void main(String[] args) {
 
        SellTicket01 sellTicket01 = new SellTicket01();
        SellTicket01 sellTicket02 = new SellTicket01();
        SellTicket01 sellTicket03 = new SellTicket01();
 
        sellTicket01.start();//启动售票线程
        sellTicket02.start();//启动售票线程
        sellTicket03.start();//启动售票线程
    }
}
 
//1.使用继承Thread类的方式
class SellTicket01 extends Thread {
 
    //多个对象共享同一个静态成员变量（多个实例的static变量会共享同一块内存区域）
    private static int ticketNum = 100;//让多个线程共享ticketNum
 
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
 
            if (ticketNum <= 0) {
                System.out.println("售票结束...");
                break;
            }
 
            //休眠50毫秒,模拟
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
 
            System.out.println("窗口：" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票 "
                    + "剩余票数：" + (--ticketNum));
        }
    }
}
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一个显然的问题是，剩余票数竟然是负数！

原因是：每个线程都要进行票数判断才能进行下一步操作，假设某时刻票数还剩2张，此时线程0判断条件ticketNum <= 0不成立；于此同时，线程1线程2也同时进行了判断，三者都通过了判断，于是都认为此刻票数为2，都进行-1售票操作。于是三者结束后就会出现总票数为-1 的情况。

可以看到，造成票数超卖的主要原因是三个线程同时操作一个资源。

2.使用实现接口Runnable的方式：

package li.thread;
 
//使用多线程，模拟三个窗口同时售票共100张
public class SellTicket {
    public static void main(String[] args) {
 
        SellTicket02 sellTicket02 = new SellTicket02();
        new Thread(sellTicket02).start();//第1个线程-窗口
        new Thread(sellTicket02).start();//第2个线程-窗口
        new Thread(sellTicket02).start();//第3个线程-窗口
    }
}
 
class SellTicket02 implements Runnable {
 
    private int ticketNum = 100;
 
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
 
            if (ticketNum <= 0) {
                System.out.println("售票结束...");
                break;
            }
 
            //休眠50毫秒,模拟
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
 
            System.out.println("窗口：" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票 "
                    + "剩余票数：" + (--ticketNum));
        }
    }
 
}
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可以看到，实现接口Runnable的方式同样发生了票数为负数的情况，原因与上面一致，是由于多个线程同时操作一个资源而造成的。

要解决类似的问题，就要引入线程的同步和互斥的概念。该问题将在之后解决。

4.线程终止

  • 基本说明：
  1. 当线程完成任务后，会自动退出
  2. 还可以通过使用变量来控制run方法退出的方式来停止线程，即通知方式

例子：

启动一个线程t，要求在main线程中去停止线程t，请编程实现。

package li.thread.exit_;
 
public class ThreadExit_ {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        T t = new T();
        t.start();
 
        //如果希望main线程可以去控制 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 -->称为 通知方式
 
        //让主线程休眠 10秒，在通知 t1线程退出
        System.out.println("主线程休眠10秒...");
        Thread.sleep(10*1000);
 
        t.setLoop(false);
    }
}
 
class T extends Thread {
    int count = 0;
 
    //设置一个控制变量
    private boolean loop = true;
 
    @Override
    public void run() {
        while (loop) {
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("T 运行中..."+(++count));
        }
    }
 
    public void setLoop(boolean loop) {
        this.loop = loop;
    }
}
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可以用于一个线程通过变量控制另一个线程终止的情况。

5.线程常用方法

  • 常用方法第一组：
  1. setName //设置线程名称，使之与参数name相同
  2. getName //返回该线程的名称
  3. start //使该线程开始执行；Java虚拟机底层调用该线程的start0()方法
  4. run //调用线程对象run方法
  5. setPriority //更改线程的优先级
  6. getPriority // 获取线程的优先级
  7. sleep //在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行）
  8. interrupt //中断线程

注意事项和细节：

  • start方法底层会创建新的线程，调用run，run就是一个简单的方法调用，不会启动新的线程
  • 线程优先级的范围
image-20220904194308729
  • interrupt，中断线程，但并没有真正地结束线程。所以一般用于中断正在休眠的线程
  • sleep：线程的静态方法，使当前线程休眠

例子1:

package li.thread.method;
 
public class ThreadMethod01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //测试相关方法
        T t = new T();
        t.setName("jack");//设置线程的名称
        t.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
        t.start();//启动子线程
 
        //主线程打印5句hi，然后中断子线程的休眠
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("hi" + i);
        }
 
        System.out.println(t.getName() + "线程的优先级=" + t.getPriority());
        t.interrupt();//当执行到这里的时候，就会中断 t线程的休眠
    }
}
 
class T extends Thread {//自定义的线程类
 
    @Override
    public void run() {
        while (true) {//每隔5秒吃100个包子，然后休眠5秒，再吃...
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                //Thread.currentThread().getName()获取当前线程的名称
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "吃包子~~~" + i);
            }
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "休眠中~~~");
                sleep(20000);//休眠20秒
            } catch (InterruptedException e) {
                //当该线程执行到一个interrupt方法时，就会catch一个异常，可以加入自己的业务代码
                //InterruptedException是捕获到一个中断异常
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "被interrupt了");
            }
        }
    }
}
image-20220904200420750
  • 常用方法第二组：

  1. yield：线程的礼让。让出cpu，让其他线程执行，但礼让的时间不确定，所以也不一定礼让成功。

  2. join：线程的插队。插队的线程一旦插队成功，则肯定先执行完插入的线程的所有任务

    image-20220905103809944

例子2：创建一个子线程，每个1秒输出hello，输出20次；主线程每隔1秒输出hi，输出20次。要求：两个线程同时执行，当主线程输出5次后，就让子线程运行完毕，主线程再继续。（join）

package li.thread.method;
 
public class ThreadMethod02 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        T2 t2 = new T2();
        t2.start();
 
        for (int i = 0; i <=20; i++) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("主线程吃了 "+i+" 个包子");
            if (i == 5) {
                System.out.println("主线程让子线程先吃包子...");
                t2.join();//相当于让 t2线程先执行完毕
                //Thread.yield();//如果这里是yield，不一定会礼让成功
                System.out.println("主线程接着吃包子...");
            }
        }
    }
}
 
class T2 extends Thread {
    int loop = 0;
 
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 20; i++) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("子线程吃了 "+i+" 个包子");
        }
    }
}

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  • 课堂练习：
    1. 主线程每隔一秒输出hi，一共十次
    2. 当输出到5次时，启动一个子线程（要求实现Runnable），该子线程每隔1s输出hello，等该宣称输出10次后，退出
    3. 主线程继续输出hi，直到主线程退出
package li.thread.method;
 
public class ThreadMethod03 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 
        Thread thread = new Thread(new T3());
        for (int i = 0; i <= 10; i++) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("hi" + i);
            if (i == 5) {
                thread.start();//启动子线程
                thread.join();//将子线程先执行
            }
        }
    }
}
 
class T3 implements Runnable {
 
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 10; i++) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("hello" + i);
        }
    }
}

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