Java当中的多线程

╰半夏微凉° 2022-01-23 05:09 297阅读 0赞

# 线程 Thread #

程序：保存在物理介质(磁盘、光盘、软盘)中的代码片段

进程：一旦程序运行起来 就变成操作系统当中的一个进程  
进程 = 进行当中的程序

线程：程序当中一条独立的执行线索

为什么要使用多线程：  
并不是单纯的为了效率 而是为了让程序  
学会同时处理多个需求  
让程序学会同一时间做多件事

宏观并行 而 微观串行

**线程的五大状态（七大）：**

新生		就绪		运行		消亡
      Born		Runnable	Running		Dead
    
    			阻塞
    			Blocking

**如何实现多线程的程序：**

1.extends Thread
    		@Override
    		public void run(){
    			..;
    		}
    	2.implements Runnable
    		@Override
    		public void run(){
    			..;
    		}
    
    	3.implements Callable<T>
    		@Override
    		public T call()throws Exception{
    			..;
    		}
    		*: run()被定义为void 不能返回数据
    		*: run()没有任何throws

**如何控制线程：**  
0.setPriority(int) : 设置线程优先级别  
可选范围 1-10 默认为 5  
\*：优先级高的线程抢到时间片的概率高

1.static sleep(long) : 让当前线程休眠指定的毫秒数
    2.static yield() : 让当前线程放弃已经持有的时间片 直接返回就绪
    3.join() : 当前线程邀请另一个线程优先执行
    	在被邀请的线程执行结束之前 当前线程不再继续执行
    
    *: 线程章节所有的静态方法 不要关注谁调用方法
    	而要关注调用出现在哪 出现在谁的线程体 
    	就是操作哪个线程
    
    *: 线程章节所有涉及主动进入阻塞的方法 
    	都需要进行异常处理

**线程类其它常用方法：**

setName() + getName()  : 设置和得到线程的名字
    static activeCount() : 得到程序当中所有活跃线程的总数
    	活跃 = 就绪 + 运行 + 阻塞
    static currentThread() : 得到正在运行的当前线程
    setDaemon(true) : 设置线程成为守护线程
    	守护线程 = 守护线程是为其他线程提供服务的线程
    		  当程序当中只有守护线程的时候 守护线程会自行结束
    	*: gc就是一个系统级别的守护线程
    interrupt() : 中断打断线程的阻塞状态

线程类方法总结：

run()
    	start()
    	setPriority()
    	sleep()
    	yield()
    	join()
    	setName()
    	getName()
    	activeCount()
    	currentThread()
    	setDaemon()
    	interrupt()

**多线程共享数据导致的并发错误：**

根本原因：多线程共享同一个数据  
直接原因：线程体当中连续的未必能够连续执行  
导火索：时间片突然耗尽

多个线程共享同一个对象的时候 由于线程体当中连续的多行操作
    	未必能够连续执行 很可能操作了一部分之后
    	由于时间片突然耗尽 导致另一个线程抢到时间片
    	而直接取走了操作并不完整的数据 （错误的数据）
    
    					- 并发错误

**多个线程共享的数据：临界资源**

如何解决并发错误：

1st : synchronized 同步
    
    	Java当中每个对象都有一个锁标记
    	锁标记 = 锁旗标 = 互斥锁 = 互斥锁标记 = 监视器 = Monitor
    
    	 a> 修饰代码块 ： 
    		synchronized(临界资源){
    			需要连续执行的操作1;
    			需要连续执行的操作2;
    		}
    
    	 b> 修饰整个方法：
    		public synchronized void add(Object obj){...}
    		等价于从方法的第一行到方法的最后一行统统加锁
    		对调用方法的当前对象加锁
    
    		#: Vector Hashtable StringBuffer
    			它们之所以是线程安全的
    			就是因为底层大量的方法使用了synchronized
    		#: synchronized特性不会被子类方法继承 只能覆盖
    	
    
    	2nd : java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
    		java包的工具包的并发包的锁包的 可重入锁
    	
    			lock() 	 上锁
    			unlock() 解锁

互斥锁标记使用过多 或者使用不当  
就会造成多个线程相互持有对方想要申请的资源 不释放的情况下  
又去申请对方已经持有的资源  
从而双双进入对方已经持有资源的锁池当中  
**产生永久的阻塞**

- 死锁 DeadLock
    1> 中美科学家联合国饿死事件
    
    2> 泉城路奔宝事件
    
    3> AABB事件
    
    ```

**如何解决死锁：**

一块空间：对象的等待池  
三个方法：  
wait() : 让当前线程放弃已经持有的锁标记  
并且进入调用方法的那个对象的等待池当中

notify() : 让当前线程从 调用方法的那个对象的
    	等待池当中随即唤醒一个线程
    
    notifyAll() : 让当前线程从 调用方法的那个对象的
    	等待池当中唤醒全部线程

\*：它们都是Object类的方法 并不是 Thread类的方法  
\*：想要调用这三个方法 必须先持有对象的锁标记  
所以它们必然出现在synchronized当中

Java当中线程池的实现:  
假如一个线程的完整执行时间为 T  
则 T = t1 + t2 + t3  
t1 : 创建一个线程所消耗的时间  
t2 : 执行核心逻辑的时间  
t3 : 销毁一个线程所消耗的时间

假如run()当中代码逻辑非常简单
    则t2所占T的比例就会很小 此时喧宾夺主 主次不分

public class TestActiveCount{
    	public static void main(String[] args){
    		int lucky = (int)(Math.random()*10)+1;//1-10
    		for(int i = 0;i<lucky;i++){
    			EtoakThread et = new EtoakThread();
    			et.start();
    		}
    
    		while(true){
    			System.out.println(Thread.activeCount());
    		}
    	}
    }
    class EtoakThread extends Thread{
    	@Override
    	public void run(){
    		for(int i = 0;i<6666;i++){
    			System.out.println("ÕýÔÚÍê³É·þÎñ");
    		}
    	}
    }

public class TestConcurrentError{
    	public static void main(String[] args){
    		Student stu = new Student("张曼玉","女士");
    		PrintThread pt = new PrintThread(stu);
    		ChangeThread ct = new ChangeThread(stu);
    		pt.start();
    		ct.start();
    	}
    }
    class Student{
    	String name;
    	String gender;
    	public Student(String name,String gender){
    		this.name = name;
    		this.gender = gender;
    	}
    	@Override
    	public String toString(){
    		return name + " : " + gender;
    	}
    }
    class PrintThread extends Thread{
    	Student stu;
    	public PrintThread(Student stu){
    		this.stu = stu;
    	}
    	@Override
    	public void run(){
    		while(true){
    			synchronized(stu){
    				System.out.println(stu);
    			}
    		}
    	}
    }
    class ChangeThread extends Thread{
    	Student stu;
    	public ChangeThread(Student stu){
    		this.stu = stu;
    	}
    	@Override
    	public void run(){
    		boolean isOkay = true;
    		while(true){
    			synchronized(stu){
    				if(isOkay){
    					stu.name = "梁朝伟";//梁朝伟 女士
    					stu.gender = "先生";//梁朝伟 先生
    				}else{
    					stu.name = "张曼玉";//张曼玉 先生
    					stu.gender = "女士";//张曼玉 女士
    				}
    				isOkay = !isOkay;
    			}
    		}
    	}
    }

public class TestCurrentThread{
    	public static void main(String[] args){
    		EtoakThread et = new EtoakThread();
    		et.start();
    		et.setPriority(10);
    
    		Thread main = Thread.currentThread();
    		main.setPriority(10);
    
    		while(true){
    			System.out.println("我为人人");
    		}
    	}
    }
    class EtoakThread extends Thread{
    	@Override
    	public void run(){
    		while(true){
    			System.out.println("人人为我");
    		}
    	}
    }

public class TestDeadLock{
    	public static void main(String[] args){
    		QCRoad r = new QCRoad();
    		QCRoad.Benz s900 = r.new Benz();
    		QCRoad.Bmw x9 = r.new Bmw();
    		s900.start();
    		x9.start();
    	}
    }
    class QCRoad{
    	Object east = new Object();
    	Object west = new Object();
    
    	class Benz extends Thread{
    		@Override
    		public void run(){
    			System.out.println("张总驾驶奔驰驶出家门去上学");
    			synchronized(east){
    				System.out.println("张总已经占领了泉城路东侧");
    				try{sleep(100);}catch(Exception e){e.printStackTrace();}
    				try{east.wait();}catch(Exception e){e.printStackTrace();}
    				synchronized(west){
    					System.out.println("张总又占领了泉城路西侧");
    				}
    			}
    			System.out.println("张总顺利的通过了泉城路");
    		}
    	}
    	class Bmw extends Thread{
    		@Override
    		public void run(){
    			System.out.println("王总驾驶宝马驶出家门去上学");
    			synchronized(west){
    				System.out.println("王总已经占领了泉城路西侧");
    				try{sleep(100);}catch(Exception e){e.printStackTrace();}
    				synchronized(east){
    					System.out.println("王总又占领了泉城路东侧");
    					east.notify();
    				}
    			}
    			System.out.println("王总顺利的通过了泉城路");
    		}
    	}
    }

public class TestSetPriority{
    	public static void main(String[] args){
    		ThreadOne t1 = new ThreadOne();
    		t1.setPriority(1);
    		t1.start();
    		ThreadTwo t2 = new ThreadTwo();
    		t2.setPriority(10);
    		t2.start();
    	}
    }
    
    class ThreadOne extends Thread{//敬明
    	@Override
    	public void run(){
    		while(true){
    			System.out.println("小明去打篮球吗 不！我要写小说");//140cm
    		}
    	}
    }
    class ThreadTwo extends Thread{
    	@Override
    	public void run(){
    		while(true){
    			System.out.println("小明去图书馆看书吗 不！我要打篮球");//226cm
    		}
    	}
    }