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📅 发文时间：2022.4.3
📕上篇文章Java Swing
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多线程

• 多线程
• • 🍔🍔2.线程同步
  • 🌭🌭3.生产者消费者
  • 🍕🍕代码实现

多线程

1.1 进程
进程：是正在运行的程序
是系统进行资源分配和调用的独立单位
每一个进程都有它自己间和系统资源

1.2 线程
线程：是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径
单线程:一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序
多线程：一个进程如果有多条执行路径,则称为多线程程序

1.3 多线程的实现方式
方式1: 继承Thread类
定义一个类MyThread继承Thread类
在MyThread类中重写run()方法
创建MyThread类的对象
启动线程
两个小问题：
为什么要重写run()方法？
因为run()是用来封装被线程执行的代码
run()方法和start()方法的区别？
run()：封装线程执行的代码，直接调用，相当于普通方法的调用
start()：启动线程；然后由JVM调用此线程的run()方法
Thread.currentThread().getName():

1.4 设置和获取线程名称
Thread类中设置和获取线程名称的方法
void setName(String name)：将此线程的名称更改为等于参数name
String getName()：返回此线程的名称
通过构造方法也可以设置线程名称
如何获取main()方法所在的线程名称？
public static Thread currentThread()：返回对当前正在执行的线程对象的引用

1.5 线程调度
线程有两种调度模型
分时调度模型：所有线程轮流使用CPU的使用权，平均分配每个线程占用CPU的时间片
抢占式调度模型：优先让优先级高的线程使用CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程获取的 CPU 时间片相对多一些
Java使用的是抢占式调度模型
假如计算机只有一个CPU，那么CPU在某一个时刻只能执行一条指令，线程只有得到CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性，因为谁抢到CPU的使用权是不一定的
Thread类中设置和获取线程优先级的方法
public final int getPriority()：返回此线程的优先级
public final void setPriority(int newPriority)：更改此线程的优先级
线程默认优先级是5；线程优先级的范围是：1-10
线程优先级高仅仅表示线程获取的CPU时间片的几率高，但是要在次数比较多，或者多次运行的时候才能看到你想要的效果

1.6 线程控制
方法名 说明
static void sleep(long millis)
使当前正在执行的线程停留（暂停执行）指定的毫秒数
void join()
等待这个线程死亡,才就行其他线程
void setDaemon(boolean on)
将此线程标记为守护线程，当运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机将退出

1.7线程生命周期
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YhSbXGOj-1648995934574)(C:\Users\BRILIANT\AppData\Local\Temp\1648473609367.png)]

1.8 多线程的实现方式
方式2：实现Runnable接口
定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
在MyRunnable类中重写run()方法
创建MyRunnable类的对象
创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数
启动线程

​ 多线程的实现方案有两种
继承Thread类
实现Runnable接口
相比继承Thread类，实现Runnable接口的好处
避免了Java单继承的局限性
适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况，把线程和程序的代码、数据有效分离，较好的体现了面向对象的设计思想

🍔🍔2.线程同步

2.1 卖票案例的思考
刚才讲解了电影院卖票程序，好像没有什么问题。但是在实际生活中，售票时出票也是需要时间的，所以，在出售一张票的时候，需要一点时间的延迟，接下来我们去修改卖票程序中卖票的动作：
每次出票时间100毫秒，用sleep()方法实现
卖票出现了问题:相同的票出现了多次,出现了负数的票因：
线程执行的随机性导致的

2.2 卖票案例数据安全问题的解决
为什么出现问题：(这也是我们判断多线程程序是否会有数据安全问题的标准)
是否是多线程环境
是否有共享数据
是否有多条语句操作共享数据

package java2.thread;public class SellTicket implements Runnable {    private int ticket = 100;    private Object object = new Object();    @Override    public void run() { while (ticket > 0) {     synchronized (object) {  try {      Thread.sleep(100);  } catch (InterruptedException e) {      e.printStackTrace();  }  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "售出第" + ticket + "张票");  ticket--;     } }    }}

测试类

package java2.thread;public class SellTicketDome {    public static void main(String[] args) { SellTicket sellTicket = new SellTicket(); Thread t1 = new Thread(sellTicket,"窗口1"); Thread t2 = new Thread(sellTicket,"窗口2"); Thread t3 = new Thread(sellTicket,"窗口3"); t1.start(); t2.start(); t3.start();    }}

2.3 同步代码块
锁多条语句操作共享数据，可以使用同步代码块实现
格式:

synchronized(任意对象){多条语句操作数据的代码}

synchronized(任意对象)：就相当于给代码加锁了，任意对象就可以看成是一把锁

同步的好处和弊端
好处：解决了多线程的数据安全问题
弊端：当线程很多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率

2.4 同步方法
同步方法：就是把synchronized关键字加到方法上
格式：修饰符 synchronized返回值类型方法名(方法参数){
同步方法的锁对象是什么呢？
this
同步静态方法：就是把synchronized关键字加到静态方法上
格式：修饰符 static synchronized 返回值类型方法名(方法参数){
同步静态方法的锁对象是什么呢？
类名.class

2.5 线程安全的类
StringBuffer
线程安全，可变的字符序列
从版本JDK 5开始，被StringBuilder替代。通常应该使用StringBuilder类，因为它支持所有相同的操作，但它更快，因为它不执行同步
Vector
从Java 2平台v1.2开始，该类改进了List接口，使其成为Java Collections Framework的成员。与新的集合实现 不同，Vector被同步。如果不需要线程安全的实现，建议使用ArrayList代替Vector
Hashtable
该类实现了一个哈希表，它将键映射到值。任何非null对象都可以用作键或者值
从Java 2平台v1.2开始，该类进行了改进，实现了Map接口，使其成为Java Collections Framework的成员。
与新的集合实现不同，Hashtable被同步。如果不需要线程安全的实现，建议使用HashMap代替Hashtable

2.6 Lock锁
虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁,为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock
Lock实现提供比使用synchronized方法和语句可以获得更广泛的锁定操作
Lock中提供了获得锁和释放锁的方法
void lock()：获得锁
void unlock()：释放锁
Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化
ReentrantLock的构造方法
ReentrantLock()：创建一个ReentrantLock的实例

🌭🌭3.生产者消费者

3.1 生产者消费者模式概述
生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式，弄懂生产者消费者问题能够让我们对多线程编程的理解更加深刻
所谓生产者消费者问题，实际上主要是包含了两类线程:
一类是生产者线程用于生产数据
一类是消费者线程用于消费数据
为了解耦生产者和消费者的关系，通常会采用共享的数据区域，就像是一个仓库
生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中，并不需要关心消费者的行为
消费者只需要从共享数据区中去取数据，不需要关心消费者行为

为了体现生产和消费过程中的等待和唤醒，Java就提供了几个方法供我们使用，这几个方法在Object类中Object类的等待和唤醒方法:
方法名 说明
void wait()
导致当前线程等待，直到另一个线程调用该对象的 notify()方法或notifyAll()方法
void notify0
唤醒正在等待对象监视器的单个线程
void notifyAll()
唤醒正在等待对象

3.2 生产者消费者案例
生产者消费者案例中包含的类：
奶箱类(Box)：定义一个成员变量，表示第x瓶奶，提供存储牛奶和获取牛奶的操作
生产者类(Producer)：实现Runnable接口，重写run()方法，调用存储牛奶的操作
消费者类(Customer)：实现Runnable接口，重写run()方法，调用获取牛奶的操作
测试类(BoxDemo)：里面有main方法，main方法中的代码步骤如下
① 创建奶箱对象，这是共享数据区域
② 创建生产者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递，因为在这个类中要调用存储牛奶的操作
③ 创建消费者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递，因为在这个类中要调用获取牛奶的操作
④ 创建2个线程对象，分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递
⑤ 启动线程

🍕🍕代码实现

package java2.thread;public class Box {    private int milk;    private boolean state = false;    public synchronized void put(int milk){ if(state){     try {  wait();     } catch (InterruptedException e) {  e.printStackTrace();     } } this.milk = milk; System.out.println("放入第" + this.milk); state = true; notifyAll();    }    public synchronized void get(){ if(!state){     try {  wait();     } catch (InterruptedException e) {  e.printStackTrace();     } } System.out.println("用户取出" + this.milk); state = false; notifyAll();    }}

produce类

package java2.thread;public class Producer implements Runnable{    private Box box;    public Producer(Box box) { this.box = box;    }    @Override    public void run() { for (int i = 1; i < 5; i++) {     box.put(i); }    }}

Customer类

package java2.thread;public class Customer implements Runnable{    private Box box;    public Customer(Box box) { this.box = box;    }    @Override    public void run() { while (true){     box.get(); }    }}

测试类

package java2.thread;public class BoxDome {    public static void main(String[] args) { Box box = new Box(); Producer producer = new Producer(box); Customer customer = new Customer(box); Thread t1 = new Thread(producer); Thread t2 = new Thread(customer); t1.start(); t2.start();    }}

结果
放入第1
用户取出1
放入第2
用户取出2
放入第3
用户取出3
放入第4
用户取出4

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