黑马程序员学习log第四篇基础知识:JAVA的面向对象之多线程总结

时间:2021-09-27 00:47:29

黑马程序员学习log第四篇基础知识:JAVA的面向对象之多线程总结

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多线程:★★★★

进程:正在进行中的程序。其实进程就是一个应用程序运行时的内存分配空间。

线程:其实就是进程中一个程序执行控制单元,一条执行路径。进程负责的是应用程序的空间的标示。线程负责的是应用程序的执行顺序。

一个进程至少有一个线程在运行,当一个进程中出现多个线程时,就称这个应用程序是多线程应用程序,每个线程在栈区中都有自己的执行空间,自己的方法区、自己的变量。

jvm在启动的时,首先有一个主线程,负责程序的执行,调用的是main函数。主线程执行的代码都在main方法中。

当产生垃圾时,收垃圾的动作,是不需要主线程来完成,因为这样,会出现主线程中的代码执行会停止,会去运行垃圾回收器代码,效率较低,所以由单独一个线程来负责垃圾回收。

随机性的原理:因为cpu的快速切换造成,哪个线程获取到了cpu的执行权,哪个线程就执行。

返回当前线程的名称:Thread.currentThread().getName()

线程的名称是由:Thread-编号定义的。编号从0开始。

线程要运行的代码都统一存放在了run方法中。

线程要运行必须要通过类中指定的方法开启。start方法。(启动后,就多了一条执行路径)

start方法:1)、启动了线程;2)、让jvm调用了run方法。

创建线程的第一种方式:继承Thread ,由子类复写run方法。

步骤:

1,定义类继承Thread类;

2,目的是复写run方法,将要让线程运行的代码都存储到run方法中;

3,通过创建Thread类的子类对象,创建线程对象;

4,调用线程的start方法,开启线程,并执行run方法。

class Task extends Thread {             //继承Thread类
public void run(){ //覆盖Thread类的run方法
for (int x = 0;x<3 ;x++ )
{
System.out.println(getName());//打印当前线程名称
}
}
}
class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Task(); //创建了一个线程;
t1.start();
Thread t2 = new Task(); //创建了一个线程;
t2.start();
for (int y =0;y<3;y++ )
{
System.out.println("mian="+y);
}
}
}

线程状态:

被创建:start()

运行:具备执行资格,同时具备执行权;

冻结:sleep(time),wait()—notify()唤醒;线程释放了执行权,同时释放执行资格;

临时阻塞状态:线程具备cpu的执行资格,没有cpu的执行权;

消亡:stop()

黑马程序员学习log第四篇基础知识:JAVA的面向对象之多线程总结

创建线程的第二种方式:实现一个接口Runnable。

步骤:

1,定义类实现Runnable接口。

2,覆盖接口中的run方法(用于封装线程要运行的代码)。

3,通过Thread类创建线程对象;

4,将实现了Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类中的构造函数。

为什么要传递呢?因为要让线程对象明确要运行的run方法所属的对象。

5,调用Thread对象的start方法。开启线程,并运行Runnable接口子类中的run方法。

class Task  implements Runnable{//实现Runnable接口
public void run(){//覆盖Runnable接口的run方法
for (int a = 0;a<3 ;a++ )
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName());//打印当前线程名称
}
}
}
class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
Task t = new Task ();
Thread t1 = new Thread(t);//创建了一个线程;
Thread t2 = new Thread(t);
Thread t3 = new Thread(t);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
for (int y = 0;y<3;y++ )
{
System.out.println("mian="+y);
}
}
}
Task t = new Task();
/*
直接创建Ticket对象,并不是创建线程对象。
因为创建对象只能通过new Thread类,或者new Thread类的子类才可以。
所以最终想要创建线程。既然没有了Thread类的子类,就只能用Thread类。
*/
Thread t1 = new Thread(t); //创建线程。
/*
只要将t作为Thread类的构造函数的实际参数传入即可完成线程对象和t之间的关联
为什么要将t传给Thread类的构造函数呢?其实就是为了明确线程要运行的代码run方法。
*/
t1.start();

为什么要有Runnable接口的出现?

1:通过继承Thread类的方式,可以完成多线程的建立。但是这种方式有一个局限性,如果一个类已经有了自己的父类,就不可以继承Thread类,因为java单继承的局限性。

可是该类中的还有部分代码需要被多个线程同时执行。这时怎么办呢?

只有对该类进行额外的功能扩展,java就提供了一个接口Runnable。这个接口中定义了run方法,其实run方法的定义就是为了存储多线程要运行的代码。

所以,通常创建线程都用第二种方式。

因为实现Runnable接口可以避免单继承的局限性。

2:其实是将不同类中需要被多线程执行的代码进行抽取。将多线程要运行的代码的位置单独定义到接口中。为其他类进行功能扩展提供了前提。

所以Thread类在描述线程时,内部定义的run方法,也来自于Runnable接口。

实现Runnable接口可以避免单继承的局限性。而且,继承Thread,是可以对Thread类中的方法,进行子类复写的。但是不需要做这个复写动作的话,只为定义线程代码存放位置,实现Runnable接口更方便一些。所以Runnable接口将线程要执行的任务封装成了对象

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//面试
newThread(new Runnable(){ //匿名
public void run(){
System.out.println("runnablerun");
}
})
{
public void run(){
System.out.println("subthreadrun");
}
}.start(); //结果:subthreadrun


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Try {

Thread.sleep(10);

}catch(InterruptedExceptione){}// 当刻意让线程稍微停一下,模拟cpu 切换情况。

 

多线程安全问题的原因:发现一个线程在执行多条语句时,并运算同一个数据时,在执行过程中,其他线程参与进来,并操作了这个数据。导致到了错误数据的产生。

涉及到两个因素:

1,多个线程在操作共享数据。

2,有多条语句对共享数据进行运算。

原因:这多条语句,在某一个时刻被一个线程执行时,还没有执行完,就被其他线程执行了。

解决安全问题的原理

只要将操作共享数据的语句在某一时段让一个线程执行完,在执行过程中,其他线程不能进来执行就可以解决这个问题。

如何进行多句操作共享数据代码的封装呢?

java中提供了一个解决方式:就是同步代码块。

格式:

synchronized(对象) {  //任意对象都可以。这个对象就是锁。

    需要被同步的代码;

}

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同步:★★★★★

好处:解决了线程安全问题。

弊端:相对降低性能,因为判断锁需要消耗资源,产生了死锁。

定义同步是有前提的

1,必须要有两个或者两个以上的线程,才需要同步。

2,多个线程必须保证使用的是同一个锁。

同步的第二种表现形式:

同步函数:其实就是将同步关键字定义在函数上,让函数具备了同步性。

同步函数是用的哪个锁呢?

通过验证,函数都有自己所属的对象this,所以同步函数所使用的锁就是this锁

 

当同步函数被static修饰时,这时的同步用的是哪个锁呢?

静态函数在加载时所属于类,这时有可能还没有该类产生的对象,但是该类的字节码文件加载进内存就已经被封装成了对象,这个对象就是该类的字节码文件对象

所以静态加载时,只有一个对象存在,那么静态同步函数就使用的这个对象。

这个对象就是 类名.class

同步代码块和同步函数的区别?

同步代码块使用的锁可以是任意对象。

同步函数使用的锁是this,静态同步函数的锁是该类的字节码文件对象

在一个类中只有一个同步,可以使用同步函数。如果有多同步,必须使用同步代码块,来确定不同的锁。所以同步代码块相对灵活一些。

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★考点问题:请写一个延迟加载的单例模式?写懒汉式;当出现多线程访问时怎么解决?加同步,解决安全问题;效率高吗?不高;怎样解决?通过双重判断的形式解决。

//懒汉式:延迟加载方式。

当多线程访问懒汉式时,因为懒汉式的方法内对共性数据进行多条语句的操作。所以容易出现线程安全问题。为了解决,加入同步机制,解决安全问题。但是却带来了效率降低。

为了效率问题,通过双重判断的形式解决。

classSingle{
private static Single s = null;
private Single(){}
public static Single getInstance(){ //锁是谁?字节码文件对象;
if(s == null){
synchronized(Single.class){
if(s== null)
s = new Single();
}
}
returns;
}
}

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同步死锁通常只要将同步进行嵌套,就可以看到现象。同步函数中有同步代码块,同步代码块中还有同步函数。

死锁的代码:

classTest implements Runnable
{
private boolean flag;
Test(boolean flag)
{
this.flag= flag;
}
public void run()
{
if(flag)
{
while(true)
{
synchronized(MyLock.locka)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...iflocka ");
synchronized(MyLock.lockb)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..iflockb");
}
}
}
}
else
{
while(true)
{
synchronized(MyLock.lockb)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..elselockb");
synchronized(MyLock.locka)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+".....elselocka");
}
}
}
}
}
}
classMyLock
{
static Object locka = new Object();
static Object lockb = new Object();
}
class DeadLockTest
{
public static void main(String[] args)
{
Threadt1 = new Thread(new Test(true));
Threadt2 = new Thread(new Test(false));
t1.start();
t2.start();
}
}

线程间通信思路:多个线程在操作同一个资源,但是操作的动作却不一样。

1:将资源封装成对象。

2:将线程执行的任务(任务其实就是run方法。)也封装成对象。

等待唤醒机制:涉及的方法:

wait:将同步中的线程处于冻结状态。释放了执行权,释放了资格。同时将线程对象存储到线程池中。

notify:唤醒线程池中某一个等待线程。

notifyAll:唤醒的是线程池中的所有线程。

注意:

1:这些方法都需要定义在同步中。

2:因为这些方法必须要标示所属的锁。

    你要知道 A锁上的线程被wait了,那这个线程就相当于处于A锁的线程池中,只能A锁的notify唤醒。

3:这三个方法都定义在Object类中。为什么操作线程的方法定义在Object类中?

    因为这三个方法都需要定义同步内,并标示所属的同步锁,既然被锁调用,而锁又可以是任意对象,那么能被任意对象调用的方法一定定义在Object类中。

wait和sleep区别: 分析这两个方法:从执行权和锁上来分析:

wait:可以指定时间也可以不指定时间。不指定时间,只能由对应的notify或者notifyAll来唤醒。

sleep:必须指定时间,时间到自动从冻结状态转成运行状态(临时阻塞状态)。

wait:线程会释放执行权,而且线程会释放锁。

Sleep:线程会释放执行权,但不是不释放锁。

线程的停止:通过stop方法就可以停止线程。但是这个方式过时了。

停止线程:原理就是:让线程运行的代码结束,也就是结束run方法。

怎么结束run方法?一般run方法里肯定定义循环。所以只要结束循环即可。

第一种方式:定义循环的结束标记。

第二种方式:如果线程处于了冻结状态,是不可能读到标记的,这时就需要通过Thread类中的interrupt方法,将其冻结状态强制清除。让线程恢复具备执行资格的状态,让线程可以读到标记,并结束。

---------< java.lang.Thread>----------

interrupt():中断线程。

setPriority(int newPriority):更改线程的优先级。

getPriority():返回线程的优先级。

toString():返回该线程的字符串表示形式,包括线程名称、优先级和线程组。

Thread.yield():暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。

setDaemon(true):将该线程标记为守护线程或用户线程。将该线程标记为守护线程或用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时,Java虚拟机退出。该方法必须在启动线程前调用。

join临时加入一个线程的时候可以使用join方法。

当A线程执行到了B线程的join方式。A线程处于冻结状态,释放了执行权,B开始执行。A什么时候执行呢?只有当B线程运行结束后,A才从冻结状态恢复运行状态执行。

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Lock接口:多线程在JDK1.5版本升级时,推出一个接口Lock接口

解决线程安全问题使用同步的形式,(同步代码块,要么同步函数)其实最终使用的都是锁机制。

到了后期版本,直接将锁封装成了对象。线程进入同步就是具备了锁,执行完,离开同步,就是释放了锁。

在后期对锁的分析过程中,发现,获取锁,或者释放锁的动作应该是锁这个事物更清楚。所以将这些动作定义在了锁当中,并把锁定义成对象。

所以同步是隐示的锁操作,而Lock对象是显示的锁操作,它的出现就替代了同步。

在之前的版本中使用Object类中wait、notify、notifyAll的方式来完成的。那是因为同步中的锁是任意对象,所以操作锁的等待唤醒的方法都定义在Object类中。

而现在锁是指定对象Lock。所以查找等待唤醒机制方式需要通过Lock接口来完成。而Lock接口中并没有直接操作等待唤醒的方法,而是将这些方式又单独封装到了一个对象中。这个对象就是Condition,将Object中的三个方法进行单独的封装。并提供了功能一致的方法 await()、signal()、signalAll()体现新版本对象的好处。

< java.util.concurrent.locks >Condition接口:await()、signal()、signalAll();

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class BoundedBuffer {
final Locklock = new ReentrantLock();
final ConditionnotFull = lock.newCondition();
final ConditionnotEmpty = lock.newCondition();
final Object[]items = new Object[100];
int putptr,takeptr, count;
public voidput(Object x) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count== items.length)
notFull.await();
items[putptr] = x;
if (++putptr== items.length) putptr = 0;
++count;
notEmpty.signal();
}
finally {
lock.unlock();
}
}
public Objecttake() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count== 0)
notEmpty.await();
Object x =items[takeptr];
if(++takeptr == items.length) takeptr = 0;
--count;
notFull.signal();
return x;
}
finally {
lock.unlock();
}
}
}
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