Java.Thread

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简介

概念

Process 进程:程序执行一次的过程,是一个动态的概念。是系统资源分配的单位。

Thread 线程:一个进程中可以包含多个线程,一个进程中至少有一个线程。线程是CPU调度和执行的单位。

注意:很多多线程都是模拟出来的,真正的多线程是有多个CPU,即多核。如果是模拟的多线程,即只有一个CPU的情况下,在同一个时间点,CPU只能执行一个代码,但是由于切换得很快,就有了多线程同时执行的错觉。

核心概念:

  • 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(垃圾回收)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,线程的运行是由调度器安排调度的,调度器与OS紧密相关,先后顺序不可人为干预
  • 操作同一份资源时,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

线程实现

线程创建

Thread(class)

package xyz.qiuqian.demo;

/**
 * 创建线程方式1
 * 继承Thread类
 * 重写run()
 * 调用start()
 *
 * @author qiuqian
 */
public class TestThread1 extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("run()---" + i);
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
      	// 调用start()方法启动线程
        testThread1.start();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我是main()方法---" + i);
        }
    }
}

sout

我是main()方法---0
run()---0
我是main()方法---1
run()---1
run()---2
run()---3
run()---4
run()---5
我是main()方法---2
我是main()方法---3
我是main()方法---4
我是main()方法---5
我是main()方法---6
我是main()方法---7
我是main()方法---8
run()---6
我是main()方法---9
run()---7
run()---8
run()---9

Process finished with exit code 0

每次执行结果不一样,两条线程交替执行。

线程开启不一定立即执行,而是由CPU调度执行。

package xyz.qiuqian.demo;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

/**
 * 实现多线程同步下载图片
 * @author qiuqian
 */
public class TestThread2 extends Thread {
    private String url;
    private String name;

    public TestThread2(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.webDownloader(url, name);
        System.out.println("download success: " + name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://picbedd.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/image-20210915230151752.png", "1--qiuqian.png");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("https://picbedd.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/image-20210915005902838.png", "2--lanqiao.png");
        TestThread2 t3 = new TestThread2("https://picbedd.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/image-20210914224825674.png", "3--book.png");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

class WebDownloader{
    public void webDownloader(String url, String name) {
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO error---webDownloader()");
        }
    }
}

sout

Connected to the target VM, address: '127.0.0.1:65426', transport: 'socket'
download success: 2--lanqiao.png
download success: 3--book.png
download success: 1--qiuqian.png
Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:65426', transport: 'socket'

Process finished with exit code 0

*Runnable(接口) * 推荐使用

package xyz.qiuqian.demo;

/**
 * 创建线程方式2
 *  实现runnable接口
 *  重写run()
 *  执行线程需要将线程类放入runnable接口实现类,调用start()方法
 * @author qiuqian
 */
public class TestThread3 implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("run()---" + i);
        }
    }


    public static void main(String[] args) {

//        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();
//        Thread thread = new Thread(testThread3);
//        thread.start();

        // 上面的写法的等价于下面的写法
        new Thread(new TestThread3()).start();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("我是main()方法---" + i);
        }
    }

}

sout

我是main()方法---0
我是main()方法---1
run()---0
run()---1
我是main()方法---2
run()---2
我是main()方法---3
我是main()方法---4
我是main()方法---5
我是main()方法---6
我是main()方法---7
我是main()方法---8
我是main()方法---9
run()---3
run()---4
run()---5
run()---6
run()---7
run()---8
run()---9

Process finished with exit code 0

小结

Thread

  • 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

Runnable

  • 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,灵活方便,方便同一个对象呗多个线程使用

多线程操作同一个资源

Eg1: 抢火车票

package xyz.qiuqian.demo;

/**
 * 多个线程同时操作同一个对象
 * eg:买火车票
 * @author qiuqian
 */
public class TestThread4 implements Runnable{

    private int ticket_num = 10;

    @Override
    public void run() {
        while ( true ) {
            if ( ticket_num <= 0 ) {
                break;
            }
            try {
                // 模拟延时
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--> 拿到了第" + ticket_num-- + "张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 ticket = new TestThread4();

        new Thread(ticket, "qiuqian").start();
        new Thread(ticket, "liuyangzhu").start();
        new Thread(ticket, "aowu").start();
    }
}

sout

liuyangzhu--> 拿到了第8张票
aowu--> 拿到了第10张票
qiuqian--> 拿到了第9张票
liuyangzhu--> 拿到了第7张票
qiuqian--> 拿到了第6张票
aowu--> 拿到了第6张票
liuyangzhu--> 拿到了第5张票
qiuqian--> 拿到了第4张票
aowu--> 拿到了第4张票
liuyangzhu--> 拿到了第3张票
aowu--> 拿到了第2张票
qiuqian--> 拿到了第2张票
aowu--> 拿到了第1张票
qiuqian--> 拿到了第1张票
liuyangzhu--> 拿到了第0张票

Process finished with exit code 0

在打印的结果中可以看到,出现了同一张火车票被重复获取的情况

多线程操作同一个资源的情况下,线程不安全,数据紊乱

Eg2: 龟兔赛跑

package xyz.qiuqian.demo;

/**
 * 案例:龟兔赛跑
 * @author qiuqian
 */
public class Race implements Runnable{
    private static String winner;
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            // 模拟兔子休息
            if ( Thread.currentThread().getName().equals("兔子") ) {
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            } else {
                try {
                    Thread.sleep(8);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            boolean gameOver = isGameOver(i);
            if ( gameOver ) {
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->跑了" + i + "步");
        }
    }

    boolean isGameOver(int steps) {
        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, "兔子").start();
        new Thread(race, "乌龟").start();
    }
}

sout

乌龟-->跑了1步
兔子-->跑了1步
乌龟-->跑了2步
兔子-->跑了2步
乌龟-->跑了3步
兔子-->跑了3步
乌龟-->跑了4步
兔子-->跑了4步
乌龟-->跑了5步
乌龟-->跑了6步
兔子-->跑了5步
乌龟-->跑了7步
兔子-->跑了6步
乌龟-->跑了8步
乌龟-->跑了9步
兔子-->跑了7步
乌龟-->跑了10步
兔子-->跑了8步
乌龟-->跑了11步
兔子-->跑了9步
乌龟-->跑了12步
乌龟-->跑了13步
兔子-->跑了10步
乌龟-->跑了14步
兔子-->跑了11步
乌龟-->跑了15步
兔子-->跑了12步
乌龟-->跑了16步
兔子-->跑了13步
乌龟-->跑了17步
兔子-->跑了14步
乌龟-->跑了18步
兔子-->跑了15步
乌龟-->跑了19步
兔子-->跑了16步
乌龟-->跑了20步
乌龟-->跑了21步
兔子-->跑了17步
乌龟-->跑了22步
兔子-->跑了18步
乌龟-->跑了23步
乌龟-->跑了24步
兔子-->跑了19步
乌龟-->跑了25步
兔子-->跑了20步
乌龟-->跑了26步
兔子-->跑了21步
乌龟-->跑了27步
兔子-->跑了22步
乌龟-->跑了28步
兔子-->跑了23步
乌龟-->跑了29步
乌龟-->跑了30步
兔子-->跑了24步
乌龟-->跑了31步
兔子-->跑了25步
乌龟-->跑了32步
兔子-->跑了26步
乌龟-->跑了33步
乌龟-->跑了34步
兔子-->跑了27步
乌龟-->跑了35步
兔子-->跑了28步
乌龟-->跑了36步
兔子-->跑了29步
乌龟-->跑了37步
兔子-->跑了30步
乌龟-->跑了38步
乌龟-->跑了39步
兔子-->跑了31步
乌龟-->跑了40步
兔子-->跑了32步
乌龟-->跑了41步
兔子-->跑了33步
乌龟-->跑了42步
兔子-->跑了34步
乌龟-->跑了43步
兔子-->跑了35步
乌龟-->跑了44步
兔子-->跑了36步
乌龟-->跑了45步
兔子-->跑了37步
乌龟-->跑了46步
乌龟-->跑了47步
兔子-->跑了38步
乌龟-->跑了48步
兔子-->跑了39步
乌龟-->跑了49步
兔子-->跑了40步
乌龟-->跑了50步
乌龟-->跑了51步
兔子-->跑了41步
乌龟-->跑了52步
兔子-->跑了42步
乌龟-->跑了53步
兔子-->跑了43步
乌龟-->跑了54步
兔子-->跑了44步
乌龟-->跑了55步
乌龟-->跑了56步
兔子-->跑了45步
乌龟-->跑了57步
兔子-->跑了46步
乌龟-->跑了58步
兔子-->跑了47步
乌龟-->跑了59步
乌龟-->跑了60步
兔子-->跑了48步
乌龟-->跑了61步
兔子-->跑了49步
乌龟-->跑了62步
兔子-->跑了50步
乌龟-->跑了63步
兔子-->跑了51步
乌龟-->跑了64步
乌龟-->跑了65步
兔子-->跑了52步
乌龟-->跑了66步
兔子-->跑了53步
乌龟-->跑了67步
兔子-->跑了54步
乌龟-->跑了68步
兔子-->跑了55步
乌龟-->跑了69步
乌龟-->跑了70步
兔子-->跑了56步
乌龟-->跑了71步
兔子-->跑了57步
乌龟-->跑了72步
兔子-->跑了58步
乌龟-->跑了73步
兔子-->跑了59步
乌龟-->跑了74步
乌龟-->跑了75步
兔子-->跑了60步
乌龟-->跑了76步
兔子-->跑了61步
乌龟-->跑了77步
兔子-->跑了62步
乌龟-->跑了78步
乌龟-->跑了79步
兔子-->跑了63步
乌龟-->跑了80步
兔子-->跑了64步
乌龟-->跑了81步
兔子-->跑了65步
乌龟-->跑了82步
兔子-->跑了66步
乌龟-->跑了83步
乌龟-->跑了84步
兔子-->跑了67步
乌龟-->跑了85步
兔子-->跑了68步
乌龟-->跑了86步
兔子-->跑了69步
乌龟-->跑了87步
兔子-->跑了70步
乌龟-->跑了88步
兔子-->跑了71步
乌龟-->跑了89步
乌龟-->跑了90步
兔子-->跑了72步
乌龟-->跑了91步
兔子-->跑了73步
乌龟-->跑了92步
兔子-->跑了74步
乌龟-->跑了93步
兔子-->跑了75步
乌龟-->跑了94步
兔子-->跑了76步
乌龟-->跑了95步
兔子-->跑了77步
乌龟-->跑了96步
兔子-->跑了78步
乌龟-->跑了97步
乌龟-->跑了98步
兔子-->跑了79步
乌龟-->跑了99步
兔子-->跑了80步
winner is: 乌龟

Process finished with exit code 0

Callable(接口) 了解即可

  • 实现Callable接口,需要返回值类型
  • 重写call方法,需要抛出异常
  • 创建目标对象
  • 执行创建服务
  • 提交执行
  • 获取结果
  • 关闭服务

使用下载图片案例改造

package xyz.qiuqian.demo02;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;

/**
 * 创建方式3:实现Callable接口
 *  实现Callable接口,需要返回值类型
 *  重写call方法,需要抛出异常
 *  创建目标对象
 *  执行创建服务
 *  提交执行
 *  获取结果
 *  关闭服务
 * @author qiuqian
 */
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
    private String url;
    private String name;

    public TestCallable(String url, String name) {
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public Boolean call() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.webDownloader(url, name);
        System.out.println("download success: " + name);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1 = new TestCallable("https://picbedd.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/image-20210915230151752.png", "1--qiuqian.png");
        TestCallable t2 = new TestCallable("https://picbedd.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/image-20210915005902838.png", "2--lanqiao.png");
        TestCallable t3 = new TestCallable("https://picbedd.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/image-20210914224825674.png", "3--book.png");

        // 创建执行服务
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);
        // 提交执行
        Future<Boolean> r1 = service.submit(t1);
        Future<Boolean> r2 = service.submit(t2);
        Future<Boolean> r3 = service.submit(t3);
        // 获取结果
        boolean rs1 = r1.get();
        boolean rs2 = r2.get();
        boolean rs3 = r3.get();

        System.out.println(rs1);
        System.out.println(rs2);
        System.out.println(rs3);
        // 关闭服务
        service.shutdownNow();
    }
}

class WebDownloader{
    public void webDownloader(String url, String name) {
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO error---webDownloader()");
        }
    }
}

sout

download success: 1--qiuqian.png
download success: 2--lanqiao.png
download success: 3--book.png

Process finished with exit code 0

静态代理模式

总结:

  • 真是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

lambda表达式

函数式接口

  • 任何接口,如果只包含唯一一个抽象方法,它就是一个函数式接口

    public interface Runnable {
      public abstract void run();
    }
  • 对于函数式接口,可以通过lambda表达式来创建该接口的对象

package xyz.qiuqian.lambda;

/**
 * 推导lambda表达式
 * @author qiuqian
 */
public class TestLambda1 {

    // 3.静态内部类
    static class Like2 implements ILike {
        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("hello, lambda2!静态内部类");
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        ILike iLike = new Like();
        iLike.lambda();

        iLike = new Like2();
        iLike.lambda();

        // 4.局部内部类
        class Like3 implements ILike {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("hello, lambda3!局部内部类");
            }
        }
        iLike = new Like3();
        iLike.lambda();

        // 5.匿名内部类,没有类的名称,必须借助接口或夫类
        iLike = new ILike() {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("hello, lambda4!匿名内部类");
            }
        };
        iLike.lambda();

        // 6.lambda简化
        iLike = () -> {
            System.out.println("hello, lambda5!");
        };
        iLike.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("hello, lambda!");
    }
}
package xyz.qiuqian.lambda;

/**
 * @author qiuqian
 */
public class TestLabmda2 {

    public static void main(String[] args) {
        // 简化表达式
        Labmda labmda = param -> {
            System.out.println("hello, labmda --> " + param);
        };

        // 简化参数类型
        labmda = param -> {
            System.out.println("hello, labmda2 --> " + param);
        };

        // 简化{},只针对只有一行代码的情况
        labmda = param -> System.out.println("hello, labmda3 --> " + param);

        labmda.print("there is a param");
    }

}

interface Labmda {
    void print(String param);
}

小结

  • lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化为一行,如果有多行,就用代码块包裹
  • 接口必须为函数式接口
  • 多个参数也可以去掉参数类型

线程状态

五大状态:

  • 创建状态
  • 就绪状态
  • 阻塞状态
  • 运行状态
  • 死亡状态
image-20211121143601251 image-20211121143609046 image-20211121143616100

停止线程 stop

  • 不推荐使用JDK提供的stop(), destroy()方法,因为已废弃
  • 推荐自定义方法停止线程
  • 建议使用一个标识位进行终止变量,flag = false 时,停止线程

这个例子有点小问题

package xyz.qiuqian.state;

/**
 * 测试线程停止
 * @author qiuqian
 */
public class TestStop implements Runnable {

    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while ( flag ) {
            System.out.println("running...Thread -> " + i++);
        }
    }

    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 ) {
                testStop.stop();
                System.out.println("线程停止...");
            }
        }
    }
}

线程休眠 sleep

  • sleep时间指定当前线程阻塞的毫秒数
  • sleep存在异常需要抛出
  • 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所,sleep不会释放锁
package xyz.qiuqian.state;

import xyz.qiuqian.demo.demo01.TestThread4;

/**
 * 模拟网络延时
 *  放大问题的发生性
 *
 * @author qiuqian
 */
public class TestSleep implements Runnable {

    private int ticket_num = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (ticket_num <= 0) {
                break;
            }
            try {
                // 模拟延时
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--> 拿到了第" + ticket_num-- + "张票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread4 ticket = new TestThread4();

        new Thread(ticket, "qiuqian").start();
        new Thread(ticket, "liuyangzhu").start();
        new Thread(ticket, "aowu").start();
    }
}
package xyz.qiuqian.state;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

/**
 * 模拟倒计时
 *
 * @author qiuqian
 */
public class TestSleep2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 打印当前时间
        Date start_time = new Date(System.currentTimeMillis());
        while (true) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(start_time));
                start_time = new Date(System.currentTimeMillis());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * 模拟倒计时
     *
     * @throws InterruptedException
     */
    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num = 10;

        while (true) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if (num <= 0) {
                break;
            }
        }
    }
}

线程礼让 yield

  • 礼让线程,让当前正在执行的线程暂停,但不阻塞
  • 将线程从运行状态转为就绪状态
  • 让CPU重新调度,礼让不一定成功
package xyz.qiuqian.state;

/**
 * 测试线程礼让
 * @author qiuqian
 */
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");
        // 礼让
        Thread.yield();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "..线程停止执行");
    }
}

sout

礼让成功

A..线程开始执行
B..线程开始执行
A..线程停止执行
B..线程停止执行

Process finished with exit code 0

强制执行 join

  • join合并线程,待次线程执行完成后,再执行其他线程,其他线程阻塞
package xyz.qiuqian.state;

/**
 * 测试强制执行
 * @author qiuqian
 */
public class TestJoin implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("线程vip.." + i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 启动线程
        TestJoin testJoin = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(testJoin);
        thread.start();

        // 主线程
        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            if ( i == 200 ) {
                // 插队
                Thread.sleep(10);
                thread.join();
            }
            System.out.println("main.." + i);
        }
    }
}

线程状态观测 getState

package xyz.qiuqian.state;

/**
 * 观察测试线程状态
 * @author qiuqian
 */
public class TestState {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread( () -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("--------------");
        } );

        // 观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        // NEW
        System.out.println(state);

        // 观察启动后
        thread.start();
        state = thread.getState();
        // RUN
        System.out.println(state);

        // 只要线程不终止,一直输出状态
        while ( state != Thread.State.TERMINATED ) {
            Thread.sleep(100);
            // 更新线程状态
            state = thread.getState();
            System.out.println(state);
        }

        // 停止后不能再运行!测试:
        thread.start();

    }
}

sout

NEW
RUNNABLE
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
# 省略...
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
TIMED_WAITING
--------------
TERMINATED
Exception in thread "main" java.lang.IllegalThreadStateException
	at java.lang.Thread.start(Thread.java:708)
	at xyz.qiuqian.state.TestState.main(TestState.java:40)

Process finished with exit code 1

dead: 线程中断或者结束,一旦进入死亡状态,就不能再次启动

线程优先级 Priority

  • Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程,线程调度器按照优先级决定应该调度那个线程来执行。但线程执行取决于CPU调度,优先级越高并不会绝对优先调用,只是权重越高
  • 线程的优先级用数字表示,范围1~10
    • Thread.MIN_PRIORITY = 1;
    • Thread.MAX_PRIORITY = 10;
    • Thread.NORM_PRIORITY = 5;
  • 改变优先级: setPriority(int xxx),优先级的设定在star()调度前
  • 获取优先级:getPriority()

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,这都取决于CPU的调度

package xyz.qiuqian.state;


/**
 * 测试线程的优先级
 * @author qiuqian
 */
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);
        Thread t5 = new Thread(myPriority);
        Thread t6 = new Thread(myPriority);

        // 先设置优先级,再启动
        t1.start();

        t2.setPriority(1);
        t2.start();

        t3.setPriority(4);
        t3.start();

        t4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        t4.start();

        t5.setPriority(8);
        t5.start();

        t6.setPriority(7);
        t6.start();

    }

}

class MyPriority implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

守护线程 deamon

  • 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…
package xyz.qiuqian.state;

/**
 * 测试守护线程
 * @author qiuqian
 */
public class TestDaemon {
    public static void main(String[] args) {
        God god = new God();
        Human human = new Human();

        Thread thread = new Thread(god);
        // 默认为false, 表示为用户线程, 正常的线程都是用户线程
        thread.setDaemon(true);
        // 守护线程启动(vm不用等待守护线程进行完毕)
        thread.start();

        // 用户线程启动
        new Thread(human).start();
    }
}

class God implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            System.out.println("god bless you...");
        }
    }
}

class Human implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 36500; i++) {
            System.out.println("live happy~");
        }
        System.out.println("=============good bye, world=============");
    }
}

线程同步

多个线程操作同一个资源

  • 并发: 同一个对象被多个线程同时操作
    • 上万人同时抢100张票
    • 对同一个账户同时取钱
  • 处理多线程问题时,多个线程访问同一个对象,并且某些线程还想修改这个对象,这个时候就需要线程同步。线程同步时一种等待机制,多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列,等待前面线程使用完毕,下一个线程再使用
  • 形成条件:队列和锁
  • 由于同一进程的多个线程共享同一快存储空间,在带来方便的同时,也带来了访问冲突问题,为了保证数据在方法中被访问时的正确性,在访问时加入锁机制synchronized,当一个线程获得对象的排它锁,独占资源,其他线程必须等待,使用后释放锁即可,存在以下问题:
    • 一个线程持有锁会导致其他所有需要次锁的线程挂起
    • 在多线程竞争下,加锁和释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时,引起性能问题
    • 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
package xyz.qiuqian.syn;

/**
 * 不安全取钱
 *
 * @author qiuqian
 */
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(100, "qiuqian's Funding");
        Drawing you = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing friend = new Drawing(account, 100, "friend");

        you.start();
        friend.start();
    }
}

class Account {
    int money;
    String name;

    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

class Drawing extends Thread {
    Account account;
    int drawing_money;
    int deposit;

    public Drawing(Account account, int drawing_money, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawing_money = drawing_money;
    }

    @Override
    public void run() {
        if ( account.money - drawing_money < 0 ) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "钱不够,取不了");
            return;
        }
        // 模拟延时,放大问题发生
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        account.money -= drawing_money;
        deposit += drawing_money;

        System.out.println(account.name + "余额为:" + account.money);

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "手里的钱:" + deposit);
    }
}
package xyz.qiuqian.syn;

/**
 * 不安全的买票
 *  线程不安全,有负数
 * @author qiuqian
 */
public class UnsafeByuTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();

        new Thread(station, "Java").start();
        new Thread(station, "Golang").start();
        new Thread(station, "C++").start();

    }
}

class BuyTicket implements Runnable {

    private int ticket_nums = 10;
    private boolean flag = true;

    private void buy() throws InterruptedException {
        if ( ticket_nums <= 0 ) {
            flag = false;
            return;
        }
        // 模拟延时
        Thread.sleep(100);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到" + ticket_nums--);
    }

    @Override
    public void run() {
        // 买票
        while (flag) {
            try {
                buy();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}
package xyz.qiuqian.syn;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 线程不安全的集合
 * @author qiuqian
 */
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            new Thread(() -> {
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

通信

高级


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