Java 多线程 学习笔记

多线程:

三种实现方式:

1.Thread class :继承Thread类
2.Runnable接口 :实现Runnable接口
3.Callable接口 :实现Callable接口

继承Thread类:

1.子类继承Thread类具备多线程能力
2.启动线程:子类对象.start()
3.不建议使用:避免OOP单继承局限性

//创建线程方式一:继承Thread类,重写run()方法,调用start开启线程
public class TestThread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i =0;i<2000;i++){
            //run方法线程体
            System.out.println("nihao"+i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个线程对象
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
        testThread1.start();
        //main线程,主线程
        for (int i=0;i<2000;i++){
            System.out.println("shijie"+i);
        }public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i =0;i<10000;i++){
            new Thread(()->{
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }

            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i =0;i<10000;i++){
            new Thread(()->{
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }

            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}
    }
}

实现Runnable接口

1.实现接口Runnable具有多线程能力
2.启动线程:传入目标对象+Thread对象.start()
3.推荐使用:避免单继承局限性,灵活方便,方便同一个对象被多个线程使用。

//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{
    public void run() {
        for (int i =0;i<2000;i++){
            //run方法线程体
            System.out.println("nihao"+i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        //创建runnable接口
        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<2000;i++){
            System.out.println("shijie"+i);
        }
    }
}

实现Callable接口(了解,扩充)

1.实现Callable 接口,需要返回值类型
2.重写call方法,需要抛出异常
3.创建目标对象
4.创建执行服务:ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
5.提交执行:Future result1=ser.submit(t1);
6.获取结果:boolean r1 = result1.get()
7.关闭服务:ser.shutdownNow();
callable的好处:
1.可以定义返回值
2.可以抛出异常

package com.lut.demo2;

import com.lut.demo.TestThread2;
import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;

//线程创建方式三:实现callable接口
/*
callable的好处:
1.可以定义返回值
2.可以抛出异常
 */
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
    private String url;
    private String name;

    public TestCallable(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }
    public Boolean call() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了名为:"+name);
        return true;
    }
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1 = new TestCallable("https://gss3.bdstatic.com/84oSdTum2Q5BphGlnYG/timg?wapp&quality=80&size=b150_150&subsize=20480&cut_x=0&cut_w=0&cut_y=0&cut_h=0&sec=1369815402&srctrace&di=e449f54229ec5a31edd2de321e1228e1&wh_rate=null&src=http%3A%2F%2Fimgsrc.baidu.com%2Fforum%2Fpic%2Fitem%2F714fc51190ef76c6bee77a1d9416fdfaaf516765.jpg", "1.jpg");
        TestCallable t2 = new TestCallable("https://gss3.bdstatic.com/84oSdTum2Q5BphGlnYG/timg?wapp&quality=80&size=b150_150&subsize=20480&cut_x=0&cut_w=0&cut_y=0&cut_h=0&sec=1369815402&srctrace&di=e449f54229ec5a31edd2de321e1228e1&wh_rate=null&src=http%3A%2F%2Fimgsrc.baidu.com%2Fforum%2Fpic%2Fitem%2F714fc51190ef76c6bee77a1d9416fdfaaf516765.jpg", "2.jpg");
        TestCallable t3 = new TestCallable("https://gss3.bdstatic.com/84oSdTum2Q5BphGlnYG/timg?wapp&quality=80&size=b150_150&subsize=20480&cut_x=0&cut_w=0&cut_y=0&cut_h=0&sec=1369815402&srctrace&di=e449f54229ec5a31edd2de321e1228e1&wh_rate=null&src=http%3A%2F%2Fimgsrc.baidu.com%2Fforum%2Fpic%2Fitem%2F714fc51190ef76c6bee77a1d9416fdfaaf516765.jpg", "3.jpg");
        //创建执行服务
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);
        //提交执行
        Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);
        Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);
        Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);
        //获取结果
        Boolean rs1= r1.get();
        Boolean rs2 = r2.get();
        Boolean rs3 = r3.get();
        //关闭服务
        ser.shutdownNow();
    }
}
//下载器
class WebDownloader{
    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");
        }
    }
}

静态代理模式

1.真实对象和代理对象都要实现同一个接口
2.代理对象要代理真实角色

好处:
1.代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
2.真实对象专注做自己的事情

public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
        weddingCompany.HappyMarry();
    }
    interface Marry{
        void HappyMarry();
    }
    static class You implements Marry{
        public void HappyMarry() {
            System.out.println("结婚啦");
        }
    }
    static class WeddingCompany implements Marry{
        private Marry target;

        public WeddingCompany(Marry target) {
            this.target = target;
        }
        public void HappyMarry() {
            before();
            this.target.HappyMarry();
            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");
        }
    }
}

lamda表达式:

为什么要使用lambda表达式

  1. 避免匿名内部类定义过多
  2. 可以让你的代码看起来很简洁
  3. 去掉一些没有意义的代码,只留下核心的逻辑

理解Functional Interface(函数式接口) 是学习lambda表达式的关键所在。
函数式接口的定义:
1.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
例:

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

2.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

总结:

  1. lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化成为一行,如果有多行,那么就用代码块包裹。
  2. 前提是接口为函数式接口
  3. 多个参数也可以去掉参数类型,要去掉就都去掉,必须加上括号
/*
    推导lambda表达式
 */
public class TestLambda1 {
    //3.静态内部类
    static class Like2 implements ILike{
        public void lambda() {
            System.out.println("i like lambda2");;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ILike like = new Like();
        like.lambda();
        like = new Like2();
        like.lambda();

        //4.局部内部类
        class Like3 implements ILike{

            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda3");
            }
        }
        like = new Like3();
        like.lambda();
        //5.匿名内部类,没有类的名称,必须借助接口或者父类
        like = new ILike() {
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda4");
            }
        };
        like.lambda();
        //6.用lambda简化
        like=()->{
            System.out.println("i like lambda5");
        };
        like.lambda();
    }
}
//1.定义一个函数式接口
interface ILike{
    void lambda();
}
//2.实现类
class Like implements ILike{
    public void lambda() {
        System.out.println("i like lambda");;
    }
}

线程状态

5大线程状态

IMG_0938 IMG_0938

线程方法

IMG_0938

停止线程

  • 不推荐使用JDK提供的stop()、destroy()方法.
  • 推荐线程自己停下来
  • 建议使用一个标志位进行终止变量 当flag=false,则终止线程运行
//测试stop
//1.建议线程正常停止---->利用次数,不建议死循环
//2.建议使用标志位--->设置一个标志位
//3.不要使用stop或者destroy等过时或者JDK不建议使用的方法
public class TestStop implements Runnable{
    //1.设置一个标志位
    private boolean flag=true;
    @Override
    public void run() {
        int i=0;
        while (flag){
            System.out.println("run..........Thread"+i++);
        }
    }
    //2.设置一个公开的方法停止线程,转换标志位
    public void stop(){
        this.flag=false;
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestStop testStop = new TestStop();
        new Thread(testStop).start();
        for (int i=0;i<1000;i++){
            System.out.println("main"+i);
            if(i==900){
                //调用stop方法切换标志位,让线程停止
                testStop.stop();
                System.out.println("线程停止了");
            }
        }
    }
}

线程休眠

  • sleep(时间)指当前线程阻塞的毫秒数
  • sleep存在异常InterruptedException
  • sleep时间达到后线程进入就绪状态
  • sleep可以模拟网络延时,倒计时等。
  • 每一个对象都有一个锁,sleep不会释放锁
//模拟网络延时:放大问题的发生性
public class TestSleep implements Runnable{
    //票数
    private int ticketNum=10;
    public void run() {
        while (true){
            if(ticketNum<=0){
                break;
            }
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNum--+"票");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestSleep ticket = new TestSleep();
        new Thread(ticket,"s1").start();
        new Thread(ticket,"s2").start();
        new Thread(ticket,"s3").start();
    }
}

线程礼让

  • 线程礼让,让当前正在执行的线程暂停,但不阻塞
  • 让线程从运行状态转为就绪状态
  • 让CPU重新调度,礼让不一定成功!看CPU心情
//测试礼让线程
//礼让不一定成功,看Cpu心情
public class TestYield {
    public static void main(String[] args) {
        MyYield myYield = new MyYield();

        new Thread(myYield,"a").start();
        new Thread(myYield,"b").start();
    }
}
class MyYield implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始执行");
        Thread.yield();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
    }
}

线程强制执行_join

  • Join合并线程,待此线程执行完毕后,再执行其他线程,其他线程阻塞
  • 可以想象成插队
//测试Join方法 想象为插队
public class TestJoin implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("线程vip来了"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //启动我们的线程
        TestJoin testJoin = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(testJoin);
        thread.start();

        for (int i=0;i<500;i++){
            if(i==200){
                thread.join();//插队
            }
            System.out.println("main"+i);
        }
    }
}

线程状态观测

线程状态。线程可以处于以下状态之一:

  • NEW

    尚未启动的线程处于此状态

  • RUNNABLE

    在Java虚拟机中执行的线程处于次状态

  • BLOCKED

    被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态

  • WAITING

    正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态

  • TIMED_WAITING

    正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态

  • TERMINATED

    已退出的线程处于此状态

一个线程可以在给定时间点处于一个状态。这些状态是不反映任何操作系统线程状态的虚拟机状态。

//观察测试线程的状态
public class TestState {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(()->{
           for (int i =0;i<5;i++){
               try {
                   Thread.sleep(1000);
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
           }
            System.out.println("/////");
        });
        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);//NEW
        //观察启动后
        thread.start();//启动线程
        state=thread.getState();
        System.out.println(state);//Run
        while (state!=Thread.State.TERMINATED){
            //只要线程不终止,就一直输出状态
            state=thread.getState();//更新线程状态
            System.out.println(state);//输出状态
        }
        thread.start();
    }
}

线程的优先级

  • Java提供一个线程调度器开监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程,线程调度器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行
  • 线程的优先级用数字表示,范围从1—10
    1. Thread.MIN_PRIORITY=1;
    2. Thread.MAX_PRIORITY=10;
    3. Thread.NORM_PRIORITY=5;
  • 使用以下方法改变或获取优先级
    1. getPriority() setPriority(int xxx)

优先级的设定建议在start()调度前

优先级低只意味着获得调度的概率低,并不是优先级低就不会被调用了,这都是看CPU的调度

//测试线程的优先级
public class TestPriority {
    public static void main(String[] args) {
        //主线程默认优先级
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());
        MyPriority myPriority = new MyPriority();

        Thread t1 = new Thread(myPriority);
        Thread t2 = new Thread(myPriority);
        Thread t3= new Thread(myPriority);
        Thread t4 = new Thread(myPriority);
        Thread t5 = new Thread(myPriority);
        Thread t6 = new Thread(myPriority);
        //先设置优先级,再启动、
        t1.start();
        t2.setPriority(1);
        t2.start();
        t3.setPriority(4);
        t3.start();
        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        t4.start();
        t5.setPriority(8);
        t5.start();
        t6.setPriority(9);
        t6.start();
    }
}
class MyPriority implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

守护线程

  • 线程分为用户线程守护线程
  • 虚拟机必须确保用户线程执行完毕
  • 虚拟机不用等待守护线程执行完毕
  • 如:后台记录操作日志,监控内存,垃圾回收等待
//测试守护线程
//上帝守护你
public class TestDaemon {
    public static void main(String[] args) {
        God god = new God();
        You you = new You();
        Thread thread = new Thread(god);
        thread.setDaemon(true);//默认是false表示是用户线程,正常的线程都是用户线程。。
        thread.start();
        new Thread(you).start();
    }
}
class God implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝保佑着你");
        }
    }
}
class You implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for(int i =0;i<36500;i++){
            System.out.println("你一生都开心活着");
        }
        System.out.println("======goodbye! world!======");
    }
}

线程同步*

多个线程操作同一个资源。

并发:同一个对象被多个线程同时操作

处理多线程问题时,多个线程访问同一个对象,并且某些线程还想修改这个对象。这些时候我们就需要线程同步。线程同步其实就是一种等待机制,多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列,等待前面线程使用完毕,下一个线程再使用

队列和锁

形成条件:队列+锁:保证线程同步的安全性

由于统一进程的多个线程共享同一块存储空间,在带来方便的同时,也带来了访问冲突问题,为了保证数据在方法中被访问同时的正确性,在访问时加入锁机制(synchronized),当一个线程获得对象的排它所,独占资源,其他线程必须等待,使用后释放锁即可。存在以下问题:

  • 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起
  • 在多线程竞争下,加锁,释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时,引起性能问题;
  • 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁 会导致优先级导致,引起性能问题。

同步方法及同步块

由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问,所以我们只需要针对方法提出一套机制,这套机制就是synchronized关键字,它包括两种用法:synchronized方法和synchronized块。

同步方法

同步方法 :

public synchronized void method(int args){}

synchronized方法控制对“对象”的访问,每个对象对应一把锁,每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行,否则线程会阻塞,方法一旦执行,就独占该锁,直到该方法返回才释放锁,后面被阻塞的线程才能获得这个锁,继续执行

缺陷:若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率

同步块

同步块:synchronized(Obj){}

Obj称之为同步监视器

  • Obj可以是任何对象,但是推荐使用共享资源作为同步监视器
  • 同步方法中无需制定同步监视器,因为同步方法的同步监视器就是this,就是这个对象本身,或者是class(反射中讲)

同步监视器的执行过程

  1. 第一个线程访问,锁定同步监视器,执行其中代码。
  2. 第二个线程访问,发现同步监视器被锁定,无法访问
  3. 第一个线程访问完毕,解锁同步监视器
  4. 第二个线程访问,发现同步监视器没有锁,然后锁定并访问

锁的对象就是变化的量,需要增删改查的对象,同步方法 锁的对象是this,同步块可以指定锁的对象。

三个问题:

买票

//不安全的买票
//线程不安全 ,有负数
//已改安全
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        buyTicket station = new buyTicket();

        new Thread(station,"s1").start();
        new Thread(station,"s2").start();
        new Thread(station,"s3").start();
    }
}
class buyTicket implements Runnable{
    //票
    private int ticketNums=10;
    boolean flag=true;//外部停止方式
    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (flag){
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    //synchronized 同步方法,锁的是this
    private synchronized void buy() throws InterruptedException {
        //判断是否有票
        if (ticketNums<=0){
            flag=false;
            return;
        }
        //模拟延时
        Thread.sleep(100);
        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到"+ticketNums--);
    }
}

银行取钱

/*
不安全的取钱
两个人去银行取钱,账户
 */
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        //账户
        Account account = new Account(1000,"结婚基金");
        Drawing you = new Drawing(account,50,"你");
        Drawing girl= new Drawing(account,100,"girl");
        girl.start();
        you.start();
    }
}
//账户
class Account{
    int money;//余额
    String name; //卡名

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}
//银行:模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账户
    int drawingMoney;//去了多少钱
    int nowMoney;//现在手里有多少钱
    public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){
        super(name);
        this.account=account;
        this.drawingMoney=drawingMoney;
    }
    //取钱
    //synchronized 默认锁的是this
    @Override
    public void run() {
        //锁的对象就是变化的量,需要增删改查的对象
        synchronized (account){
            //判断有没有钱
            if (account.money-drawingMoney<0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"钱不够,取不了");
                return;
            }
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //卡内余额=余额-你取得钱
            account.money=account.money-drawingMoney;
            //你手里的钱
            nowMoney=nowMoney+drawingMoney;
            System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
            //Thread.currentThread().getName()=this.getName()
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱:"+nowMoney);
        }
    }
}

列表

public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i =0;i<10000;i++){
            new Thread(()->{
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }

            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}
//测试JUC安全类型的集合 
CopyOnWriteArrayList

死锁

多个线程各自占有一些共享资源,并且相互等待其他线程占有的资源才能运行,而导致两个或者多个线程都在等待对方资源释放,都停止执行的情形。某一个同步块同时拥有“两个以上对象的锁”时,就可能会发生"死锁"的问题。

死锁避免方法

产生死锁的四个必要条件

  1. 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
  2. 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。
  3. 不剥夺条件:进程已获得的资源,在未使用完之前,不能强行剥夺。
  4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾想接的循环等待资源关系。

上面列出了死锁的四个必要条件,我们只要想办法破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生。

Lock(锁)

  • 从JDK5.0开始,Java提供了更强大的线程同步机制—通过显示定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当
  • java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问,每次只能有一个线程对Lock对象加锁,线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象
  • ReentrantLock类实现了Lock,它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义,在实现线程安全的控制中,比较常用的是ReentrantLock,可以显示加锁、释放锁。
class TestLock2 implements Runnable{
     private int ticketNums=10;
    //定义lock锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            try {
                lock.lock();//加锁
                if(ticketNums>0){
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNums--);
                }
                else {
                    break;
                }
            }finally {
                lock.unlock();//解锁
            }
        }
    }
}

synchronized与Lock的对比

  • Lock是显示锁(手动开启和关闭锁,别忘记关闭锁)synchronized是隐式锁,出了作用域自动释放

  • Lock只有代码块锁,synchronized有代码块锁和方法锁

  • 使用Lock锁,JVM将花费较少的时间来调度线程,性能更好。并且具有更好的扩展性(提供更多的子类)

  • 优先使用顺序

    Lock —> 同步代码块(已经进入了方法体,分配了相应资源)—> 同步方法(在方法体之外

线程协作

生产者消费者模式

线程通信

应用场景:生产者和消费者问题

  • 假设仓库中只能存放一件产品,生产者将生产出来的产品放入仓库,消费者将仓库中产品取走消费
  • 如果仓库中没有产品,则生产者将产品放入仓库,否则停止生产并等待,直到仓库中的产品被消费者取走为止
  • 如果仓库中放有产品,则消费者可以将产品取走消费,否则停止消费并等待,直到仓库中再次放入产品为止。
IMG_0938

解决线程通信的方法:
IMG_0938

解决方式一:管程法

并发协作模型“生产者/消费者模式”—>管程法

  • 生产者:负责生产数据的模块(可能是方法,对象,线程,进程);
  • 消费者:负责处理数据的模块(可能是方法,对象,线程,进程);
  • 缓冲区:消费者不能直接使用生产者的数据,他们之间有个“缓冲区”

生产者将生产好的数据放如缓冲区,消费者从缓冲区拿出数据

package com.lut.gaoji;

//测试:生产者消费者模型——>利用缓冲区解决:管程法

//生产者,消费者,产品,缓冲区
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer container = new SynContainer();
        new Productor(container).start();
        new Consumer(container).start();
    }
}
//生产者
class Productor extends Thread{
    SynContainer container;
    public Productor(SynContainer container){
        this.container = container;
    }
    //生产
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产了第"+i+"只鸡");
        }
    }
}
//消费者
class Consumer extends Thread{
    SynContainer container;
    public Consumer(SynContainer container){
        this.container = container;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了第"+container.pop().id+"只鸡");
        }
    }
}
//产品
class Chicken{
    int id;
    public Chicken(int id) {
        this.id = id;
    }
}
//缓冲区
class SynContainer{
    //需要一个容器大小
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];
    //容器计数器
    int count=0;
    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chicken chicken){
        //如果容器满了,就需要等待消费者消费
        if (count==chickens.length){
            //通知消费者消费,生产等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果没有满,我们就需要丢入产品
        chickens[count]=chicken;
        count++;

        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken pop(){
        //判断能否消费
        if(count==0){
            //等待生产者生产,消费者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消费
        count--;
        Chicken chicken = chickens[count];

        //吃完了,通知生产者生产、
        this.notifyAll();

        return chicken;
    }
}

解决方式二:信号灯法

判断标志位

package com.lut.gaoji;

//测试:生产者消费者模型2——>信号等法,标志位解决

//生产者,消费者,产品,缓冲区
public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}

//生产者 演员
class Player extends Thread{
    TV tv;
    public Player(TV tv){
        this.tv=tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if(i%2==0){
                this.tv.play("<你好>");
            }else{
                this.tv.play("新闻连播");
            }
        }
    }
}

//消费者 观众
class Watcher extends Thread{
    TV tv;
    public Watcher(TV tv){
        this.tv=tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            tv.watch();
        }
    }
}

//产品 节目
class TV{
    //演员表演,观众等待
    //观众观看,演员等待
    String voice;//表演的节目
    boolean flag=true;

    //表演
    public synchronized void play(String voice){
        if (!flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演员表演了:"+voice);

        //通知观众观看
        this.notifyAll();

        this.voice=voice;
        this.flag=!this.flag;
    }

    //观看
    public synchronized void watch(){
        if(flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观看了:"+voice);
        //通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag=!this.flag;
    }
}

线程池

  • 背景:经常创建和销毁、使用量特别大的资源,比如并发情况下的线程,对性能影响很大。
  • 思路:提前创建好多个线程,放入线程池中,使用时直接获取,使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
  • 好处:
    1. 提高了响应速度(减少了创建新线程的时间)
    2. 降低资源消耗(重复利用线程池中线程,不需要每次都创建)
    3. 便于线程管理(。。。)
      • corePoolSize:核心池的大小
      • maximumPoolSize:最大线程数
      • keepAliveTime:线程没有任务时最多保持多长时间会终止
  • JDK5.0起提供了线程池相关API:ExecutorService和Executors
  • ExecutorService:真正的线程池接口。常见的子类ThreadPoolExecutor
    • void execute(Runnable command):执行任务/命令,没有返回值,一般用来执行Runnable
    • Futuresubmit(Callable task):执行任务,有返回值,一般又来执行Callable
    • void shutdown():管理连接池
  • Executors:工具类、线程池的工厂类,用于创建并返回不同类型的线程池
//测试线程池
public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建服务,创建线程池
        //newFixedThreadPool 参数为线程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //执行
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        //2.关闭连接
        service.shutdown();
    }
}
class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}
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