进程

是执行程序的一次执行过程,是一个动态的执行过程,是系统资源分配的单位

线程

一个进程包含若干个线程,一个进程中至少有一个线程,否则无意义,线程是CPU调度和执行的单位

线程是独立的执行路径
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
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查,调度器是与操作系统紧密相关的,先后顺序是不能人为干预的
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
线程会带来额为的开销,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

继承thread类简单实例

package com.jpd1.thread;

// 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 1.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 < 20; i++) {
            System.out.println("我在学习---"+ i);
        }
    }
    // main线程 , 主线程
    public static void main(String[] args) {


        // 创建一个线程对象
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();
        // 调用一个start()方法,开启线程
        testThread1.start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("学习多线程---"+ i);
        }
    }
}

实现Runnable接口

传入目标对象+Thread对象.start()

避免单继承局限性,方便同一个对象被多个线程使用


// 创建线程方式2 : 实现runnable接口,重写run方法,执行线程需要丢入runnable接口的实现类,调用start方法
public class TestThread2 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在学习---"+ i);
        }
    }
    // main线程 , 主线程
    public static void main(String[] args) {
    // 创建runnbale接口的实现类对象
        TestThread2 testThread2 = new TestThread2();
        // 创建线程对象,通过线程对象来开启线程,代理
//        Thread thread = new Thread(testThread2);
//        thread.start(); 两行可简写为下一行

        new Thread(testThread2).start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("学习多线程---"+ i);
        }
    }
}

初时并发问题

// 多个线程同时操作同一个对象, 火车票例子
// 发现问题:多个线程操作同一个资源的情况下,线程不安全,数据紊乱.
public class TestThread4 implements Runnable{

    // 票数
    private int ticketNums = 10;

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

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

        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛党").start();

    }
}

龟兔赛跑案例

package com.jpd1.thread;

import com.sun.deploy.net.proxy.ProxyUnavailableException;

// 模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable {

    // 胜利者
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            // 模拟兔子休息
            if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子")){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            // 如果比赛结束了,就停止程序
            if (flag){
                break;
            }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->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){ // 已经存在胜利者了
            return true;
        }{
            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();
    }
}

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

静态代理

package com.jpd1.thread;


// 静态代理模式总结
// 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到的事
// 真实对象专注做自己的事情
public class StacticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        You you = new You(); // 你要结婚
        
        new Thread(()-> System.out.println("我的妈,懵了")).start();
//        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(you);
//        weddingCompany.HappyMarry()
// 可简写为以下            
       new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();
        

        
    }
}
interface Marry{

    void HappyMarry();
}

// 真实角色,你去结婚
class You implements Marry{
    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("这人结婚很开心");
    }
}

// 代理角色,帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry{

    // 代理-->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 after() {
        System.out.println("结婚之后,布置现场");
    }

    private void before() {
        System.out.println("结婚之前,收尾款");
    }
}

Lamda 表达式

避免匿名内部类定义过多
去掉没有意义的代码,只留下核心逻辑
函数式接口: 任何接口,如果只包含唯一一个抽象方法,呢么它就是一个函数式接口

/*
推导lambda表达式
 */
public class TestLambda1 {

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

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

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

        // 4.局部内部类
         class Like3 implements ILike {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lambda3");
            }
        }

         Like3 like3 = new Like3();
         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(){
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("i like lombda4");
            }
        };

        like.lambda();

        // 6.使用Lambda简化
        like = () -> {
            System.out.println("i like lambda5");
        };
        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("i like lambda");
    }
}

简化

public class TestLamdba2 {

    public static void main(String[] args) {
        // 匿名内部类
        Ilove ilove = new Ilove() {
            @Override
            public void love(int a) {
                System.out.println("开始表演");
            }
        };
        // lamdba
    Ilove love = (int a) -> {
        System.out.println("i love you 2-->" + a);
    };
        // 简化1. 参数类型
        love = (a) -> {
            System.out.println("就这");
        };
        // 简化2. 简化括号
        love = a -> {
            System.out.println("就这2");
        };
        // 简化3. 去掉花括号
        love = a-> System.out.println("这");

        // 总结: lambda表达式只有在一行代码的情况下才能简化成一行,多行用代码块包裹
        // 前提是接口为函数式接口,只包含一个方法
        // 多个参数也可以去掉参数类型,要去掉都去掉
        love.love(520);
}



        interface Ilove {
        void love(int a);
    }
}

线程的五大状态

创建: Thread t = new Thread()

就绪: 调用Start()方法,线程立即进入就绪状态,不意味着立即调度执行

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

运行: 进入运行状态,线程才真正执行线程体的代码块

死亡: 线程中断或者结束,一旦静=进入死亡状态,就不能再次启动

停止线程

package com.jpd1.thread;

// 1.建议线程正常停止--->利用次数,不建议死循环
// 2.建议使用标志位
// 3.不要使用stop或destory等过时或JDK不建议使用的方法
public class TestStop implements Runnable{

    // 1.设置一个标志位
    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,存在异常需要抛出,可以模拟网络延时,倒计时

每一个对象都有一个锁,sleep不会释放锁

// 模拟倒计时
public class TestSleep2 {

    public static void main(String[] args) {
      // 打印当前系统时间
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());// 获取系统当前时间

        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime = new Date(System.currentTimeMillis());// 更新当前时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    // 模拟倒计时
    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

// 测试礼让线程
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");
    }
}

强制执行

Join合并线程,此线程执行完成后,再执行其他线程,其他线程阻塞

public class TestJoin implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("线程VIP来了");
        }
    }


    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){
                thread.join();//插队
            }
            System.out.println("main"+i);
        }

    }
}

观测线程状态

package com.jpd1.thread;

// 观察测试线程的状态
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();
        System.out.println(state);  // new

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

        while (state != Thread.State.TERMINATED){ // 只要线程不终止,就一直输出状态
            Thread.sleep(100);
            state = thread.getState(); // 更新线程状态
            System.out.println(state); // 输出状态
        }

        thread.start();
    }
}

线程的优先级(priority)

package com.jpd1.thread;

// 测试线程的优先级
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 thread1 = new Thread(myPriority);
        Thread thread2 = new Thread(myPriority);
        Thread thread3 = new Thread(myPriority);
        Thread thread4 = new Thread(myPriority);
        Thread thread5 = new Thread(myPriority);

        // 设置优先级
        thread1.start();
        thread2.setPriority(1);
        thread2.start();

        thread3.setPriority(4);
        thread3.start();

        thread4.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); // 10
        thread4.start();

        thread5.setPriority(-1);
        thread5.start();

        
    }
}

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

}

守护线程(daemon)

线程分为用户线程和守护线程

// 测试守护线程
// 上帝守护人类
public class TestDaemon {
    
    public static void main(String[] args) {
        
        God god = new God();
        You you = new You();

        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(); // 你用户线程启动
    }
}



// 上帝
class God implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝保佑着我");
        }
    }
// 你
    class You implements Runnable{
    @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 36500; i++) {
                System.out.println("你开心的活着");
            }
            System.out.println("-===goodbye! world"); // Hello,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

package com.jpd1.thread;

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

// 线程不安全的集合
public class UnsafeList {
    public synchronized static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                synchronized (list){
                    list.add(Thread.currentThread().getName());
                }

            }).start();
        }
        Thread.sleep(200);
        System.out.println(list.size());
    }
}

死锁

lock锁

用Lock对象充当显示定义同步锁

package com.jpd1.thread;

import javax.swing.*;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

// 测试Lock锁
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 ticketNums = 10;

    // 定义Lock锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while(true){

            try{
                lock.lock(); // 加锁
                if(ticketNums>0){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticketNums--);
                }else {
                    break;
                }
            }finally {
                // 解锁
                lock.unlock();
            }

            }
        }
    }

线程协作

信号灯法

package com.jpd1.thread;

// 测试生产者消费者问题2:信号灯法,标志位解决
public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}

// 生产者-->演员
class Player extends Thread{
    TV tv;
    public Player(TV tv){
        this.tv = tv;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i%2==0){
                this.tv.play("辉白");
            }else{
                this.tv.play("白辉");
            }
        }
    }
}
// 消费者-->观众
class Watcher extends Thread{
    TV tv;
    public Watcher(TV tv){
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            tv.watch();
        }
    }
}
// 产品-->节目
class TV{
    // 演员表演的时候,观众等待 T
    // 观众观看,演员等待 F

    String voice; // 表演的节目
    boolean flag = true;

    // 表演
    public synchronized void play(String voice){

        if (!flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演员表演了"+voice);
        // 通知观众观看
        this.notifyAll();// 通知唤醒
        this.voice = voice;
        this.flag = !this.flag;
    }
    // 观看
    public synchronized void watch(){
        if (flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观看了:"+voice);
        // 通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag = !this.flag;
    }
}

线程池

提前创建好多个线程,放入线程池中,使用时直接获取,使用完放回池中,可以避免频繁创建销毁,实现复用

可提高响应速度,降低资源消耗,便于线程管理

package com.jpd1.thread;


import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

// 测试线程池
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);

        // 执行
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());

        // 2.关闭链接
        service.shutdown();
    }
}


class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        }
    }

回顾

线程的三种启动方式

package com.jpd1.thread;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.concurrent.FutureTask;

// 回顾总结线程的创建
public class ThreadNew {
    public static void main(String[] args) {
        // 不同方法的启动方式
        new MyThread1().start();

        new Thread(new MyThread2()).start();

        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new MyThread3());
        new Thread(futureTask).start();

        try {
            Integer integer = futureTask.get();
            System.out.println(integer);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

// 1.继承Thread类
class MyThread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("MyThread1");
    }
}

// 2.实现Runnable接口
class MyThread2 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("MyThread2");
    }
}

// 3.实现Callable接口
class  MyThread3 implements Callable<Integer>{
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("MyThread3");
        return 100;

    }
}

Java多线程

进程

线程