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个人笔记多线程

网友: 技术文档 2025-07-26 20:49:07

多线程

进程和线程

线程

线程就是独立的执行路径

在程序运行时，即使没有自己创建线程，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紧密相关的，先后顺序是不能人为的干预的

对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制

线程会带来额外的开销，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

线程创建

Thread class

继承Thread类

  • 子类继承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

//创建线程方式一:继承Thread类,重写run()方法,调用start开启线程//总结: 注意,线程开启不一定立即执行,由CPU调度执行​public class TestThread1 extends Thread{    @Override    public void run() {        //run方法线程体        for (int i = 0; i < 200; i++) {            System.out.println(\"我在看代码---\"+i);       }   }​    public static void main(String[] args) {        //main线程,主线程        //创建一个线程对象        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();        //调用start()方法开启线程        testThread1.start();​        for (int i = 0; i < 200; i++) {            System.out.println(\"我在学习多线程---\"+i);       }   }}

多线程同步下载图片

import org.apache.commons.io.FileUtils;import java.io.File;import java.net.URL;​public class TestThread2 extends Thread{    private  String url;//网络图片地址    private  String name;//保存的文件名​    public TestThread2(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(  \"下载的文件名为\"+name);   }​    public static void main(String[] args) {        TestThread2 t1 = new TestThread2(\"https://kkimgs.yisou.com/ims?kt=url&at=ori&key=aHR0cDovL3BpYzEuYXJrb28uY29tLzNBM0U3MTY5OTgzNDQ4NDI4MzU2M0JDNDdFOEE4RTY5L3BpY3R1cmUvb18xZmxzZnUxa2kxcW0xYm9oMXZhMjEzc3IxYWZhOC5qcGc=&sign=yx:tcu8a4v4pgux8UURHzXuKCIyTMo=&tv=0_0\",\"testthread1.jpg\");        TestThread2 t2 = new TestThread2(\"https://kkimgs.yisou.com/ims?kt=url&at=ori&key=aHR0cHM6Ly9iYnMucW4uaW1nLXNwYWNlLmNvbS9nMy9NMDAvMDEvMUYvQ2ctNDBsZ0JGNG1JU0h6WUFBMDViZnYyQVNRQUFCdmJnUGRrZzhBRFRtRjQwNy5qcGc_aW1hZ2VWaWV3Mi8yL3cvODAwL3EvNzUvaWdub3JlLWVycm9yLzEv&sign=yx:kdUJjt9FAGzHUUhnIA-QwejAn-k=&tv=0_0\",\"testthread2.jpg\");        TestThread2 t3 = new TestThread2(\"https://kkimgs.yisou.com/ims?kt=url&at=ori&key=aHR0cHM6Ly9wcC5xbi5pbWctc3BhY2UuY29tL2cyL00wMC8wNy83Ri9DZy00azFpQ2lTeUlZUEpIQUJQQmw1U2VKNVlBQUxwQ2dFSmgwOEFFOEd2ODg4LmpwZz9pbWFnZVZpZXcyLzIvdy8xMjAwL3EvNzUvaWdub3JlLWVycm9yLzEv&sign=yx:lxFqO2ic2FUTMhUxgV7-ZUpOa6Q=&tv=0_0\",\"testthread3.jpg\");​        t1.start();        t2.start();        t3.start();   }​    class WebDownloader{     public void downloader(String url,String name ){         try {             FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));         }catch (Exception e){             e.printStackTrace();             System.out.println(\"IO异常，downloader方法出现问题\");         }​​     }   }}

Runnable接口

实现Runnable接口

  • 实现接口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，方面同一个对象被多个线程使用

public class TestThread3 implements Runnable{    @Override    public void run() {        //run方法线程体        for (int i = 0; i < 200; i++) {            System.out.println(\"我在看代码---\"+i);       }   }​    public static void main(String[] args) {       //创建runnable接口的实现类对象        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();        Thread thread3 = new Thread(testThread3);        thread3.start();​        for (int i = 0; i < 200; i++) {            System.out.println(\"我在学习多线程---\"+i);       }   }}

多线程同时

//多个线程同时操作同一个对象

//买火车票的例子 //发现问题:多个线程作同一个资源的况下,线程不安全，数据素乱。

public class TestThread4 implements Runnable{    private int ticketNums = 10;​    @Override    public void run() {        while (true){            if(ticketNums拿到了第\"+ticketNums--+\"张票\");       }   }​    public static void main(String[] args) {        TestThread4 ticket = new TestThread4();​        new Thread(ticket,\"aaa\").start();        new Thread(ticket,\"bbb\").start();        new Thread(ticket,\"ccc\").start();   }}

龟兔赛跑

public class Race implements Runnable{​    //Winner    private static String winner;    @Override    public void run() {        for (int i = 0; i 跑了\"+i+\"步\");       }   }    //判断是否完成比赛    private boolean GameOver(int steps){        //判断是否有胜利者        if (winner!=null){            return  true;       }else 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,\"龟\").start();        new Thread(race,\"兔111\").start();​   }}

Callable接口

实现Callable接口

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:Futureresult1=ser.submit(t1); 6.获取结果:boolean r1=result1.get() 7.关闭服务:ser.shutdownNow();

import java.util.concurrent.*;​public class TestCallable implements Callable {​    private String url;    private String name;​    public TestCallable(String url, String name) {        this.url = url;        this.name = name;   }​    @Override    public Boolean call(){        TestThread2.WebDownloader webDownloader = new TestThread2.WebDownloader();        webDownloader.downloader(url, name);        System.out.println(\"下载的文件名为\" + name);        return true;   }    public static void main(String[] args)throws  Exception {        TestCallable t1 = new TestCallable(\"https://kkimgs.yisou.com/ims?kt=url&at=ori&key=aHR0cDovL3BpYzEuYXJrb28uY29tLzNBM0U3MTY5OTgzNDQ4NDI4MzU2M0JDNDdFOEE4RTY5L3BpY3R1cmUvb18xZmxzZnUxa2kxcW0xYm9oMXZhMjEzc3IxYWZhOC5qcGc=&sign=yx:tcu8a4v4pgux8UURHzXuKCIyTMo=&tv=0_0\",\"testthread4.jpg\");        TestCallable t2 = new TestCallable(\"https://kkimgs.yisou.com/ims?kt=url&at=ori&key=aHR0cHM6Ly9iYnMucW4uaW1nLXNwYWNlLmNvbS9nMy9NMDAvMDEvMUYvQ2ctNDBsZ0JGNG1JU0h6WUFBMDViZnYyQVNRQUFCdmJnUGRrZzhBRFRtRjQwNy5qcGc_aW1hZ2VWaWV3Mi8yL3cvODAwL3EvNzUvaWdub3JlLWVycm9yLzEv&sign=yx:kdUJjt9FAGzHUUhnIA-QwejAn-k=&tv=0_0\",\"testthread5.jpg\");        TestCallable t3 = new TestCallable(\"https://kkimgs.yisou.com/ims?kt=url&at=ori&key=aHR0cHM6Ly9wcC5xbi5pbWctc3BhY2UuY29tL2cyL00wMC8wNy83Ri9DZy00azFpQ2lTeUlZUEpIQUJQQmw1U2VKNVlBQUxwQ2dFSmgwOEFFOEd2ODg4LmpwZz9pbWFnZVZpZXcyLzIvdy8xMjAwL3EvNzUvaWdub3JlLWVycm9yLzEv&sign=yx:lxFqO2ic2FUTMhUxgV7-ZUpOa6Q=&tv=0_0\",\"testthread6.jpg\");​        //创建执行服务        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);​        //提交执行        Future r1 = ser.submit(t1);        Future r2 = ser.submit(t2);        Future 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();​   }}

Thread start0, 本地方法: java 无权调用，交给底层的 c 处理 private native void start0 ();

Runnable 函数式接口 lambda

静态代理

new Thread (Runnable).start ();

//静态代理模式总结: //个真实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 //真实对象可以专注做自己的事 ​ public class StaticProxy { ​    public static void main(String[] args) { ​ ​        new Thread(()-> System.out.println(\"66666666666\")).start();        new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();//下面三句简写为这个 ​ //       You you = new You(); //       WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(you); //       weddingCompany.HappyMarry();   } } interface  Marry{    void HappyMarry(); } class You implements  Marry{    @Override    public void HappyMarry() {        System.out.println(\"kkkkkkxxxxxxxx\");   } } ​ //代理角色 class WeddingCompany implements Marry{ //代理谁？-->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 before(){        System.out.println(\"before\");   }    private void after(){        System.out.println(\"after\");   } }

Lambda 表达式

  • 希腊字母表中排序第十一位的字母，英语名称为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

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

函数式接口

任何接口，如果只包含唯·-一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口

//总结: //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 //前提是接口为函数式接口//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

public class TestLambda1 {​​    //3 静态内部类    static class  Like2 implements ILike{        @Override        public void lambda() {            System.out.println(\"lambda22222\");       }   }​    public static void main(String[] args) {        ILike like = new Like();        like.lambda();​        //静态内部类        like =new Like2();        like.lambda();        new Like2().lambda();​​        //4 局部内部类        class  Like3 implements ILike{            @Override            public void lambda() {                System.out.println(\"lambda33333\");           }       }        like =new Like3();        like.lambda();        new Like3().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() {//new 接口            @Override            public void lambda() {                System.out.println(\"lambda44444\");           }       };        like.lambda();​        //6 用lambda简化        like = ()-> {            System.out.println(\"lambda55555\");};        like.lambda();   }}​//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(\"lambda11111\");   }}

线程状态

创建状态:Thread t = new Thread()线程对象一旦创建就进入到了新生状态

就绪状态:当调用start()方法，线程立即进入就绪状态，但不意味着立即调度执行

运行状态:进入运行状态，线程才真正执行线程体的代码块

阻塞状态:当调用sleep，wait 或同步锁定时，线程进入阻塞状态就是代码不往下执行，阻塞事件解除后，重新进入就绪状态，等待cpu调度执行。

死亡状态:线程中断或者结束，一旦进入死亡状态，就不能再次启动

线程停止

public class TestStop implements Runnable { // 1.设置一个标识位 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(\"线程该停止了\"); } } }}

线程休眠

sleep(时间)指定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;

线程礼让

//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();//礼让 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + \"线程停止执行\"); }}

线程强制执行

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

观察线程状态

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(\"///////\"); }); // 观察初始状态 Thread.State state = thread.getState(); System.out.println(state); // 输出 NEW // 启动线程（仅调用一次） thread.start(); state = thread.getState(); System.out.println(state); // 输出 RUNNABLE while (state != Thread.State.TERMINATED) { try { Thread.sleep(100); state = thread.getState(); System.out.println(state); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 线程终止后，再获取状态输出 state = thread.getState(); System.out.println(state); }}

线程优先级

使用以下方式改变或获取优先级getPriority().setPriority(int xxx)

优先级低只是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

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); //先设置优先级再启动 t1.start(); t2.setPriority(3); t2.start(); t3.setPriority(6); t3.start(); t4.setPriority(8); t4.start(); }}class MyPriority implements Runnable{ @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+\"-->\"+Thread.currentThread().getPriority()); }}

守护线程

线程分为用户线程和守护线程 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(); You1 you = new You1(); 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(); //上帝守护线程启动 new Thread(you).start(); // }}//上帝class God implements Runnable{ @Override public void run() { while (true){ System.out.println(\"上帝保佑着你\"); } }}//你class You1 implements Runnable{ @Override public void run() { for (int i = 0; i < 36500; i++) { System.out.println(\"你一生都开心的活着\"); } System.out.println(\"-====goodbye! world!=======\"); //Hello,World! }}

线程同步

线程同步其实就是一种等待机制

锁机制Synchronized

队列+锁：多个对象操作同一个资源，并发

弊端：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,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 会导致优先级倒置，引起性能问题

线程不安全案例

1.买票

public class UnsafeBuyTicket { public static void main(String[] args) { BuyTicket station = new BuyTicket(); new Thread(station, \"苦逼的我\").start(); new Thread(station, \"牛逼的你们\").start(); new Thread(station, \"可恶的黄牛党\").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(); } } } private 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--); }}

2.银行取钱

public class UnsafeBank { public static void main(String[] args) { //账户 Account account = new Account(100,\"仓库\"); Drawing you = new Drawing(account,50,\"吃\"); Drawing girl = new Drawing(account,100,\"喝\"); you.start(); girl.start(); }}class Account{ int money; String name;//账户 public Account(int money, String name) { this.money = money; this.name = name; }}class Drawing extends Thread{ Account account ;//账户 //取了多少钱 int drawingMoney; //现在手里又多少钱 //String name; int nowMoney; public Drawing(Account account,int drawingMoney,String name){ super(name); this.account = account; this.drawingMoney = drawingMoney; //this.name = name; } @Override public void run() { //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 {//可以放大问题的发生性 Thread.sleep(1000); }catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } //卡内余额 = 余额 - 你取的钱 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); }}

3.ArrayList

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

同步方法

同步方法

publicsynchronized void method(int args){}

缺陷:若将一个大的方法申明为synchronized 将会影响效率

同步代码块

同步块:synchronized(Obj)}

锁的对象就是变化的量，需要增删改

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

同步方法中无需指定同步监视器，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[反射中讲解 ]

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

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死锁

死锁:多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持

产生死锁的四个必要条件 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。 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。 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。 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相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

死锁例子

//死锁:多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持public class Deadlock { public static void main(String[] args) { Makeup n1 = new Makeup(0,\"AAA\"); Makeup n2 = new Makeup(1,\"BBBBBB\"); n1.start(); n2.start(); }}class Lipstick{}class Mirror{}class Makeup extends Thread{ //需要的资源只有一份，用static来保证只有一份 static Lipstick lipstick = new Lipstick(); static Mirror mirror = new Mirror(); int choice;//选择 String name;//人 Makeup(int choice,String name){ this.choice = choice; this.name = name; } @Override public void run() { try { makeup(); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } } private void makeup()throws Exception{ if (choice == 0){ synchronized (lipstick){ System.out.println(this.name+\"口红\"); Thread.sleep(1000); synchronized (mirror){  System.out.println(this.name+\"镜子\"); } } }else { synchronized (mirror){ System.out.println(this.name+\"镜子\"); Thread.sleep(2000); synchronized (lipstick){  System.out.println(this.name+\"口红\"); } } } }}

解决例子

//死锁:多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持public class Deadlock { public static void main(String[] args) { Makeup n1 = new Makeup(0,\"AAA\"); Makeup n2 = new Makeup(1,\"BBBBBB\"); n1.start(); n2.start(); }}class Lipstick{}class Mirror{}class Makeup extends Thread{ //需要的资源只有一份，用static来保证只有一份 static Lipstick lipstick = new Lipstick(); static Mirror mirror = new Mirror(); int choice;//选择 String name;//人 Makeup(int choice,String name){ this.choice = choice; this.name = name; } @Override public void run() { try { makeup(); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } } private void makeup()throws Exception{ if (choice == 0){ synchronized (lipstick){ System.out.println(this.name+\"口红\"); Thread.sleep(1000); } synchronized (mirror){ System.out.println(this.name+\"镜子\"); } }else { synchronized (mirror){ System.out.println(this.name+\"镜子\"); Thread.sleep(2000); } synchronized (lipstick){ System.out.println(this.name+\"口红\"); } } }}

Lock

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class TestLock { public static void main(String[] args) { TestLock2 testLock2 = new TestLock2(); new Thread(testLock2).start(); new Thread(testLock2).start(); new Thread(testLock2).start(); }}class TestLock2 implements Runnable{ int ticket = 10; //定义lock锁 private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); @Override public void run() { while (true){ try { lock.lock(); if(ticket>0){  try { Thread.sleep(1000);  } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e);  }  System.out.println(ticket--); }else {  break; } }finally { lock.unlock(); } } }}

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Lock是显式锁(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

synchronized 可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步

synchronized 不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信）

wait()：表示线程一直等待,直到其他线程通知，与sleep不同会释放锁 wait(long timeout)：指定等待的毫秒数 notify()：唤醒一个处于等待状态的线程 notifyAll()：唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程，优先级别高的线程优先调度

注意:均是Object类的方法，都只能在同步方法或者同步代码块中使用,否则会抛出异常lllegalMonitorStateException

管程法

/** * 生产者消费者模式示例 - 使用缓冲区实现线程间协作 */public class TestPC { public static void main(String[] args) { // 创建共享缓冲区 SynContainer container = new SynContainer(); // 启动生产者和消费者线程 new Productor(container).start(); new Consumer(container).start(); }}/** * 生产者线程 - 负责生产产品并放入缓冲区 */class Productor extends Thread { // 共享缓冲区引用 private SynContainer container; public Productor(SynContainer container) { this.container = container; } @Override public void run() { // 生产100个产品 for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(\"生产者生产了第\" + i + \"只鸡\"); try { // 将产品放入缓冲区 container.push(new Chicken(i)); // 短暂休眠，模拟生产耗时 Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); Thread.currentThread().interrupt(); } } }}/** * 消费者线程 - 负责从缓冲区取出产品并消费 */class Consumer extends Thread { // 共享缓冲区引用 private SynContainer container; public Consumer(SynContainer container) { this.container = container; } @Override public void run() { // 消费100个产品 for (int i = 0; i < 100; i++) { try { // 从缓冲区取出产品 Chicken chicken = container.pop(); System.out.println(\"消费者消费了第\" + chicken.id + \"只鸡\"); // 短暂休眠，模拟消费耗时 Thread.sleep(20); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); Thread.currentThread().interrupt(); } } }}/** * 产品类 - 表示生产和消费的对象 */class Chicken { // 产品编号 int id; public Chicken(int id) { this.id = id; }}/** * 同步缓冲区 - 使用数组实现有界缓冲区 * 支持线程安全的放入和取出操作 */class SynContainer { // 缓冲区容量 private static final int CAPACITY = 10; // 存储产品的数组 private Chicken[] chickens = new Chicken[CAPACITY]; // 当前产品数量 private int count = 0; /** * 生产者调用此方法将产品放入缓冲区 * @param chicken 要放入的产品 * @throws InterruptedException 线程中断异常 */ public synchronized void push(Chicken chicken) throws InterruptedException { // 使用while循环检查缓冲区状态，防止虚假唤醒 while (count == CAPACITY) { System.out.println(\"缓冲区已满，生产者等待...\"); // 当前线程释放锁并进入等待状态 this.wait(); } // 放入产品到缓冲区末尾 chickens[count] = chicken; count++; System.out.println(\"生产者放入产品，当前数量: \" + count); // 唤醒可能正在等待的消费者线程 this.notifyAll(); } /** * 消费者调用此方法从缓冲区取出产品 * @return 取出的产品 * @throws InterruptedException 线程中断异常 */ public synchronized Chicken pop() throws InterruptedException { // 使用while循环检查缓冲区状态，防止虚假唤醒 while (count == 0) { System.out.println(\"缓冲区已空，消费者等待...\"); // 当前线程释放锁并进入等待状态 this.wait(); } // 从缓冲区末尾取出产品 count--; Chicken chicken = chickens[count]; System.out.println(\"消费者取出产品，当前数量: \" + count); // 唤醒可能正在等待的生产者线程 this.notifyAll(); return chicken; }}

红绿灯法

/** * 信号灯法示例 - 使用标志位控制线程执行顺序 * 生产者(演员)和消费者(观众)通过共享标志位协调工作 */public class TestPCSignal { public static void main(String[] args) { // 创建共享资源(电视节目) TV tv = new TV(); // 启动生产者(演员)和消费者(观众)线程 new Player(tv).start(); new Watcher(tv).start(); }}/** * 生产者线程 - 演员类 * 负责生成节目内容(生产产品) */class Player extends Thread { private TV tv; // 共享资源引用 public Player(TV tv) { this.tv = tv; } @Override public void run() { // 循环生产20个节目 for (int i = 0; i < 20; i++) { if (i % 2 == 0) { // 偶数次生产\"快乐大本营\" this.tv.play(\"快乐大本营\"); } else { // 奇数次生产\"天天向上\" this.tv.play(\"天天向上\"); } try { // 模拟生产耗时 Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }}/** * 消费者线程 - 观众类 * 负责消费节目内容(消费产品) */class Watcher extends Thread { private TV tv; // 共享资源引用 public Watcher(TV tv) { this.tv = tv; } @Override public void run() { // 循环消费20个节目 for (int i = 0; i < 20; i++) { tv.watch(); try { // 模拟消费耗时 Thread.sleep(300); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }}/** * 共享资源类 - 电视节目 * 包含节目内容和控制生产消费顺序的标志位 */class TV { // 当前播放的节目内容(产品) private String program; // 信号灯标志位: // true - 演员可以表演(生产者可以生产) // false - 观众可以观看(消费者可以消费) private boolean flag = true; /** * 生产节目内容(生产者方法) * @param program 节目内容 */ public synchronized void play(String program) { // 当标志位为false时，生产者等待(不能生产) while (!flag) { try { System.out.println(\"演员等待中...\"); this.wait(); // 释放锁并进入等待状态 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 生产节目内容 System.out.println(\"演员表演了：\" + program); this.program = program; // 切换标志位状态(轮到消费者消费) this.flag = !this.flag; // 唤醒可能正在等待的消费者线程 this.notifyAll(); } /** * 消费节目内容(消费者方法) */ public synchronized void watch() { // 当标志位为true时，消费者等待(不能消费) while (flag) { try { System.out.println(\"观众等待中...\"); this.wait(); // 释放锁并进入等待状态 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 消费节目内容 System.out.println(\"观众观看了：\" + program); // 切换标志位状态(轮到生产者生产) this.flag = !this.flag; // 唤醒可能正在等待的生产者线程 this.notifyAll(); }}

线程池

一个典型的线程池包含以下部分：

  • 线程管理器：负责创建、管理和销毁线程。

  • 工作线程：预先创建的线程，等待执行任务。

  • 任务队列：存储待执行的任务（实现 Runnable 或 Callable 接口）。

  • 任务拒绝策略：当线程池和队列都满时，决定如何处理新任务。

//ThreadPoolExecutor 的构造函数包含以下关键参数：public ThreadPoolExecutor( int corePoolSize,  // 核心线程数 int maximumPoolSize,  // 最大线程数 long keepAliveTime,  // 空闲线程存活时间 TimeUnit unit,  // 时间单位 BlockingQueue workQueue, // 任务队列 ThreadFactory threadFactory, // 线程工厂 RejectedExecutionHandler handler // 拒绝策略)
import java.util.concurrent.Executor;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;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); service.execute(new MyThread()); service.execute(new MyThread()); service.execute(new MyThread()); service.execute(new MyThread()); }}class MyThread implements Runnable{ @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); }}
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