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多线程

多线程的创建

方式一：继承于Thread类

创建一个继承于Thread类的子类；
重写Thread类的run() –> 将此线程执行的操作声明在run()中；
创建Thread类的子类的对象；
通过此对象调用start()；

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t1 = new MyThread();
        t1.start();
        MyThread t2 = new MyThread();
        t2.start();
    }
}

class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
            }
        }
    }
}

方式二：实现Runnable接口

创建一个实现了Runnable接口的类；
实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()
创建实现类的对象
将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象
通过Thread类的对象调用start()

比较创建线程的两种方式

开发中：优先选择：实现Runnable接口的方式
原因：1. 实现的方式没有类的单继承性的局限性 2. 实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况。
相同点：两种方式都需要重写run(),将线程要执行的逻辑声明在run()中。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread m1 = new MyThread();
        Runnable target;
        Thread t1 = new Thread(m1);
        t1.setName("线程一");
        t1.start();
    }
}

class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
            }
        }
    }
}

方式三：实现Callable接口。

如何理解实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大？

call()可以有返回值的。
call()可以抛出异常，被外面的操作捕获，获取异常的信息
Callable是支持泛型的

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建实现类的对象
        NumThread numThread = new NumThread();
        // 2. 将1中的对象传递到FutureTask构造器中
        FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
        // 3. 创建Thread对象，调用start()方法
        new Thread(futureTask).start();

        // 4. 如果要获取返回值，使用下面方法
        Object obj = null;
        try {
            obj = futureTask.get();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("返回值为：" + obj);
    }
}

// 创建实现类
class NumThread implements Callable {
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                System.out.println(i);
                sum += i;
            }
        }
        return sum;
    }
}

方式四：使用线程池

好处：
- 提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
- 降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
- 便于线程管理
  - corePoolSize：核心池的大小
  - maximumPoolSize：最大线程数
  - keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

/**
 * 线程需求一：
 */

class NumberThread implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0;i <= 100;i++){
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
            }
        }
    }
}

/**
 * 线程需求二：
 */
class NumberThread1 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for(int i = 0;i <= 100;i++){
            if(i % 2 != 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
            }
        }
    }
}

public class ThreadPool {

    public static void main(String[] args) {
        //1. 提供指定线程数量的线程池
        ThreadPoolExecutor service = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(10);

        //设置线程池的属性
        /**
         * service.setCorePoolSize(15);
         * service.setKeepAliveTime();
         *
         * 2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
         *      execute：适合适用于Runnable
         *      submit：Callable
         */

        service.execute(new NumberThread());
        service.execute(new NumberThread1());

        //3.关闭连接池
        service.shutdown();
    }

Thread中的常用方法：

start():启动当前线程；调用当前线程的run()
run(): 通常需要重写Thread类中的此方法，将创建的线程要执行的操作声明在此方法中
currentThread():静态方法，返回执行当前代码的线程
getName():获取当前线程的名字
setName():设置当前线程的名字
yield():释放当前cpu的执行权
join():在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b完全执行完以后，线程a才结束阻塞状态。
stop():已过时。当执行此方法时，强制结束当前线程。
sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内，当前线程是阻塞状态。
isAlive():判断当前线程是否存活

线程的优先级：

MAX_PRIORITY：10
MIN _PRIORITY：1
NORM_PRIORITY：5 –>默认优先级

如何获取和设置当前线程的优先级：

getPriority():获取线程的优先级
setPriority(int p):设置线程的优先级
说明：高优先级的线程要抢占低优先级线程cpu的执行权。但是只是从概率上讲，高优先级的线程高概率的情况下被执行。并不意味着只有当高优先级的线程执行完以后，低优先级的线程才执行。

线程安全问题：同步机制

方式一：同步代码块

synchronized(同步监视器){
    //需要被同步的代码
}

说明: 1.操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码。  -->不能包含代码多了，也不能包含代码少了。
      2.共享数据：多个线程共同操作的变量。比如：ticket就是共享数据。
      3.同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁。

补充：在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。

方式二：同步方法。

如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的。

同步的方式，解决了线程的安全问题。—好处
操作同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，效率低。 —局限性

方法三：Lock()

实例化lock
加锁
解锁

synchronized 与 Lock的异同？

相同：二者都可以解决线程安全问题

不同：

synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器
- Lock需要手动的启动同步（lock()），同时结束同步也需要手动的实现（unlock()）

2.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）

实践

Runnable - 代码块

class Window1 implements Runnable{ private int ticket = 100;

class Window1 implements Runnable{
    private int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (this) {
                /*同步代码块*/
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票，票号为：" + ticket);
                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

Runnable - 同步方法

class Window1 implements Runnable{
    private int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            // 调用同步方法
            go();
        }
    }

    // 同步方法
    private synchronized void go(){
        if(ticket > 0){
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票，票号为：" + ticket);
            ticket--;
        }
    }
}

Thread - 同步块

class Window1 extends Thread{

    private static int ticket = 100;
    private static Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            synchronized (obj){
                if(ticket > 0){
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(getName() + "：卖票，票号为：" + ticket);
                    ticket--;
                }else{
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

Lock

class Window1 extends Thread{

    private static int ticket = 100;
    /**
    * 实例化lock
    * */
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            // 加锁
            lock.lock();
            if (ticket > 0 ) {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "卖票，票号为：" + ticket);
                ticket--;
            }else{
                break;
            }
            // 解锁
            lock.unlock();
        }
    }
}

线程通信

线程通信的例子：使用两个线程打印 1-100。线程1, 线程2 交替打印

涉及到的三个方法：

wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。
notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。
notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。

说明：

1.wait()，notify()，notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。
2.wait()，notify()，notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。否则，会出现IllegalMonitorStateException异常
3.wait()，notify()，notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。

sleep() 和 wait()的异同？

1.相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。
2.不同点：
- 1）两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait()
- 2）调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中
- 3）关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。