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Java知识点总结之多线程基础

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2022-11-15 17:24:22 1628浏览

本篇文章给大家带来了关于java的相关知识,其中主要介绍了关于多线程的相关内容,同一时刻,可以执行多个线程。例如:使用迅雷可以同时下载多个文件,下面一起来看一下,希望对大家有帮助。

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一、线程相关概念

1、程序:是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。简单的说:就是我们写的代码

2、进程:是指运行中的程序,比如我们使用QQ,就启动了一个进程,操作系统就会为 该进程分配内存空间。当我们使用迅雷,又启动了一个进程,操作系统将为迅雷分配新的内存空间。

进程是程序的一次执行过程,或是正在运行的一个程序。是动态过程:有它自身的产生、存在和消亡的过程。

3、线程:是进程创建的,是进程的实体,一个进程可以有多个线程,例如使用迅雷下载文件,迅雷相当于进程,下载的文件相当于线程。

4、单线程:同一时刻,只允许执行一个线程

5、多线程:同一时刻,可以执行多个线程。例如:使用迅雷可以同时下载多个文件。

6、并发:同一时刻,多个任务交替进行。单核CPU实现的多任务就是并发。

7、并行:同一时刻,多个任务同时进行。多核CPU可以实现并行,当任务较多时,并发和并行有可能同时发生。

二、线程基本使用

创建线程有两种方法:

1、继承Thread类,重写run方法。

2、实现Runnable接口,重写run方法。

注意:Thread类实现了Runnable接口。

(一) 继承Thread类,重写run方法

public class Thread01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Cat cat = new Cat();
        cat.start();
        System.out.println("主线程" + Thread.currentThread().getName());
        for (int i = 1; i <p>1、在继承<code>Thread</code>类,重写了<code>run()</code>方法后,在<code>main</code>方法中需要创建对象,并调用<code>start()</code>方法,启动线程。</p><p>2、使用<code>start()</code>方法,会调用重写的<code>run()</code>方法。</p><p>3、如果<code>main</code>方法中,<code>start()</code>方法后面还有执行语句,并且<code>run()</code>方法中也有执行语句,<code>main</code>线程中会启动一个子线程<code>Thread-0</code>,主线程不会阻塞,主线程与子线程会交替执行。</p><p>注意:如果主线程执行完毕,但子线程未执行完,进程不会结束,所有线程执行完毕后,进程自动结束。</p><p>4、在主线程中为什么使用<code>start()</code>方法去调用<code>run()</code>方法,而不是直接调用<code>run()</code>方法,因为<code>run()</code>方法是一个普通方法,没有真正启动线程,如果调用<code>run()</code>方法,就会将<code>run()</code>方法执行完毕后,再执行<code>main</code>方法剩余语句,主线程就会阻塞。</p><p>所以上面程序都运算结果是:</p><pre class="brush:php;toolbar:false">主线程main
主线程i=1你好1Thread-0主线程i=2你好2Thread-0主线程i=3你好3Thread-0主线程i=4你好4Thread-0主线程i=5你好5Thread-0

(二) 实现Runnable接口,重写run方法

public class Thread02 {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        Thread thread = new Thread(dog);
        thread.start();
    }}class Dog implements Runnable{
    @Override    public void run() {
        int count = 0;
        while (true) {
            System.out.println("小狗汪汪叫" + (++count) + Thread.currentThread().getName());
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (count == 10){
                break;
            }
        }
    }}

1、因为Runnable接口中没有start()方法,所以需要代理

2、先在main方法中需要创建对象,然后创建一个Thread对象,将之前创建的对象传入Thread,借助Thread,调用start()方法,创建线程。

3、建议使用Runnable,因为实现Runnable接口更加适合多个线程共享一个资源的情况,避免了单继承的限制。

三、线程终止

(一)基本说明

1、当线程执行完任务时会自动退出。

2、也可以使用变量控制run()方法退出终止线程。

(二)操作

1、如果一个线程中的run()方法内部是一个while(true){},即一个无限循环

2、我们可以在线程内部,创建一个boolean属性loop,让loop = true,然后while(loop){}

3、再提供一个setLoop方法,这样就可以在其他类中调用setLoop方法,改变boolean值,来控制线程终止。

(三)代码演示

public class ThreadExit {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        T t = new T();
        t.start();
        Thread.sleep(10000);
        t.setLoop(false);
    }}class T extends Thread{
    private boolean loop = true;
    private int times = 0;
    
    @Override    public void run() {
        while (loop){
            System.out.println("hello" + (++times));
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public void setLoop(boolean loop) {
        this.loop = loop;
    }}

四、线程常用方法

(一)第一组

1、setName:设置线程名称,使之与参数name相同。

2、getName:返回该线程名称。

3、start:使该线程开始执行,JAVA虚拟机底层调用该线程的start0方法。

4、run:调用线程对象的run方法。

5、setPriority:更改线程的优先级。

6、getPriority:获取线程的优先级。

7、sleep:在指定的毫秒数内,让当前正在执行的线程休眠。

8、interrupt:中断线程。

注意事项:

1、start()底层会创建新的线程,调用run(),run()就是一个简单的方法调用,不会启动新线程

2、中断线程一般用于中断正在休眠的线程,并没有真正的结束线程,所以如果线程中每输出内容后,会调用Thread.sleep()进行休眠的话,我们可以调用interrupt()方法将其提前唤醒

代码演示:

public class ThreadMethod01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        T t = new T();
        t.setName("邱崇源");
        t.setPriority(1);
        t.start();
        for (int i = 0; i <h4><a id="_183"></a>(二)第二组</h4><p>1、<strong>yield</strong>:是一个<code>静态方法</code>,表示<code>线程的礼让</code>。让出<code>CPU</code>,让其他线程执行,但是<code>不一定成功</code>,因为这取决于CPU,如果CPU认为两个线程可以一起执行,则不进行礼让,所以<code>如果CPU的核数多,并且线程数少,礼让就会大概率失败</code>。</p><p>2、<strong>join</strong>:表示<code>线程的插队</code>,假如主线程与子线程正在交替运行,我们想<code>先让子线程执行</code>完毕,然后再让主线程执行,就可以使用线程插队,在主线程中,创建子线程对象,并调用<code>join</code>方法,可以实现线程插队,线程插队<code>一定会成功</code>,先<code>执行完插入线程任务后,再继续执行主线程</code>。</p><h4><a id="_186"></a>代码演示:</h4><pre class="brush:php;toolbar:false">public class ThreadMethod02 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        A a = new A();
        a.start();
        for (int i = 1; i <h2><a id="_219"></a>五、用户线程和守护线程</h2><p>1、<strong>用户线程</strong>:也叫<code>工作线程</code>,线程的任务执行完或通知方式结束。</p><p>2、<strong>守护线程</strong>:一般是<code>为工作线程服务</code>的,当<code>所有的用户线程结束</code>,<code>守护线程自动结束</code>。</p><h4><a id="_222"></a>应用场景:</h4><p>如果有两个线程,主线程运行结束,但子线程是无限循环。我们想让主线程结束的同时,子线程也结束,就需要让子线程变成守护线程。</p><p>在主线程中,创建子线程对象,并调用<code>setDaemon(true)</code>,让子线程变成守护线程。</p><p>注意:一定要放在<code>start方法之前</code>。</p><h4><a id="_226"></a>代码演示:</h4><pre class="brush:php;toolbar:false">public class ThreadMethod03 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyDaemonThread myDaemonThread = new MyDaemonThread();
        myDaemonThread.setDaemon(true);
        myDaemonThread.start();
        for (int i = 1; i <h2><a id="_254"></a>六、线程的生命周期</h2><h4><a id="1JDK__ThreadState__255"></a>1、JDK 中用 Thread.State 枚举表示了线程的几种状态</h4><p><img src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/067/2235493b090cc60a6a3c1434c8852f59-0.png" alt="在这里插入图片描述"></p><h4><a id="2_257"></a>2、线程状态转换图</h4><p><img src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/067/cfbba58b413c41b084c9e0cab6295dfe-1.png" alt="在这里插入图片描述"></p><h2><a id="_259"></a>七、线程的同步</h2><h4><a id="1_260"></a>1、应用场景:</h4><p>假如有100张票,有三个线程同时进入该方法买票,票就有可能超卖。所以我们需要线程同步机制,保证数据在同一时刻,最多有一个线程访问。</p><p>可以采取同步方法,在方法中加入<code>synchronized</code>关键字。</p><p>也可以采用同步代码块,<code>synchronized(对象){}</code>。</p><p>注意:<code>synchronized是非公平锁</code>,如果这次第一个线程访问了数据,那么下一次第一个线程也有可能访问到数据。</p><p>如果同步方法是<code>非静态</code>的,那么锁可以是this,也可以是其他对象,但要求是同一个对象。</p><p>例:<code>synchronized(this)</code>。</p><p>如果同步方法是<code>静态</code>的,锁为当前类本身。</p><p>例:<code>synchronized(类名:class)</code>。</p><h4><a id="2_270"></a>2、代码演示:</h4><pre class="brush:php;toolbar:false">public class SellTicket {
    public static void main(String[] args) {
        SellTicket02 sellTicket04 = new SellTicket02();
        Thread thread1 = new Thread(sellTicket04);
        Thread thread2 = new Thread(sellTicket04);
        Thread thread3 = new Thread(sellTicket04);
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }}class SellTicket02 implements Runnable {
    public static int ticket = 100;
    private boolean loop = true;

    public synchronized void sell() {
        if (ticket <h2><a id="_309"></a>八、线程的死锁</h2><h4><a id="1_310"></a>1、基本介绍</h4><p>多个线程都占用了对方的锁资源,但不肯相让,就导致了死锁,在编程中,一定要避免死锁的发生。</p><h4><a id="2_312"></a>2、发生场景:</h4><p>例如:A和B的面前都各有两道门,A的第一道门是o1,第二道门是o2。B的第一道门是o2,第二道门是o1。他们的面前有两把锁,一个是o1锁,一个是o2锁,假如A抢到了o1锁,B抢到了o2锁,但是他们只可打开各自的第一道门,第二道门都没有打开,那么他们都无法释放自己的锁资源,又不可能相让,因此发生了死锁。</p><h4><a id="3_314"></a>3、代码演示:</h4><pre class="brush:php;toolbar:false">public class DeadLock_ {
	public static void main(String[] args) { //模拟死锁现象 
		DeadLockDemo A = new DeadLockDemo(true); 
		A.setName("A 线程"); 
		DeadLockDemo B = new DeadLockDemo(false); 
		B.setName("B 线程");
		A.start(); 
		B.start(); 
	} }class DeadLockDemo extends Thread { 
	static Object o1 = new Object();// 保证多线程,共享一个对象,这里使用 static 
	static Object o2 = new Object(); 
	boolean flag; 
	
	public DeadLockDemo(boolean flag) {//构造器 
		this.flag = flag; 
	}
	
	@Override 
	public void run() {  
		if (flag) { 
			synchronized (o1) { 
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入 1"); 
				synchronized (o2) { 
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入 2"); 
				} 
			} 
		} else {
			synchronized (o2) { 
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入 3"); 
				synchronized (o1) {  
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入 4"); 
				} 
			} 
		} 
	} }

九、释放锁

1、下面操作会释放锁

当前线程的同步方法,同步代码块执行结束。
当前线程在同步代码块,同步方法中遇到break,return
当前线程在同步代码块,同步方法中出现了未处理的错误或异常,导致异常结束。
当前线程在同步代码块,同步方法中执行的线程对象的wait方法,当前线程暂停,并释放锁。

2、 下面操作不会释放锁

线程执行同步代码块和同步方法时,程序调用Thread.sleep(),Thread.yield()方法暂停当前线程的执行,不会释放锁。
线程执行同步代码块时,其他线程调用了该线程的suspend()方法将该线程挂起,该线程不会释放锁。

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