System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "正在出售第" + (tickets--) + "张票");
}
} finally {
// 释放锁
lock.unlock();
}
}
}
}
package cn.itcast_01; /* * 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： * void lock()： 获取锁。 * void unlock():释放锁。 * ReentrantLock是Lock的实现类. */ public class SellTicketDemo { public static void main(String[] args) { // 创建资源对象 SellTicket st = new SellTicket();
// 创建三个窗口
Thread t1 = new Thread(st, "窗口1");
Thread t2 = new Thread(st, "窗口2");
Thread t3 = new Thread(st, "窗口3");
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
##### **1.2 死锁问题**
* **同步弊端**
效率低
如果出现了同步嵌套，就容易产生死锁问题
* **死锁问题及其代码**
是指两个或者两个以上的线程在执行的过程中，因争夺资源产生的一种互相等待现象。
同步代码块的嵌套案例
package cn.itcast_02;
public class MyLock { // 创建两把锁对象 public static final Object objA = new Object(); public static final Object objB = new Object(); }
package cn.itcast_02;
public class DieLock extends Thread {
private boolean flag;
public DieLock(boolean flag) {
this.flag = flag;
}
@Override
public void run() {
if (flag) {
synchronized (MyLock.objA) {
System.out.println("if objA");
synchronized (MyLock.objB) {// 出现了同步嵌套，就容易产生死锁问题
System.out.println("if objB");
}
}
} else {
synchronized (MyLock.objB) {
System.out.println("else objB");
synchronized (MyLock.objA) {
System.out.println("else objA");
}
}
}
}
}
package cn.itcast_02;
/* * 同步的弊端： * A:效率低 * B:容易产生死锁 * * 死锁： * 两个或两个以上的线程在争夺资源的过程中，发生的一种相互等待的现象。 * * 举例： * 中国人，美国人吃饭案例。 * 正常情况： * 中国人:筷子两支 * 美国人:刀和叉 * 现在： * 中国人：筷子1支，刀一把 * 美国人：筷子1支，叉一把 */ public class DieLockDemo { public static void main(String[] args) { DieLock dl1 = new DieLock(true); DieLock dl2 = new DieLock(false);
dl1.start();
dl2.start();
}
}
### 二、线程间通信
线程间通信
针对同一个资源的操作有不同种类的线程，如何通知双方。这就要考线程间的通信。
举例：卖票有进的，也有出的。
通过设置线程(生产者)和获取线程(消费者)针对同一个学生对象进行操作
##### **2.1 生产者/消费者模型**
1、创建学生对象
package cn.itcast_03;
public class Student { String name; int age; }
2、创建消费者–出去的
package cn.itcast_03;
public class GetThread implements Runnable { private Student s;
public GetThread(Student s) {
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
// Student s = new Student();
System.out.println(s.name + "---" + s.age);
}
}
3、创建生产者 —进来的
package cn.itcast_03;
public class SetThread implements Runnable {
private Student s;
public SetThread(Student s) {
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
// Student s = new Student();
s.name = "林青霞";
s.age = 27;
}
}
4、创建测试类
package cn.itcast_03;
/* * 分析： * 资源类：Student * 设置学生数据:SetThread(生产者) * 获取学生数据：GetThread(消费者) * 测试类:StudentDemo * * 问题1：按照思路写代码，发现数据每次都是:null---0 * 原因：我们在每个线程中都创建了新的资源,而我们要求的时候设置和获取线程的资源应该是同一个 * 如何实现呢? * 在外界把这个数据创建出来，通过构造方法传递给其他的类。 * */ public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { //创建资源 Student s = new Student();
//设置和获取的类
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s);
//线程类
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
//启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
##### **2.2 同步代码块改进问题代码**
package cn.itcast_04;
public class GetThread implements Runnable { private Student s;
public GetThread(Student s) {
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (s) {
System.out.println(s.name + "---" + s.age);
}
}
}
}
package cn.itcast_04;
public class SetThread implements Runnable {
private Student s;
private int x = 0;
public SetThread(Student s) {
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (s) {
if (x % 2 == 0) {
s.name = "林青霞";//刚走到这里，就被别人抢到了执行权
s.age = 27;
} else {
s.name = "刘意"; //刚走到这里，就被别人抢到了执行权
s.age = 30;
}
x++;
}
}
}
}
package cn.itcast_04;
/* * 分析： * 资源类：Student * 设置学生数据:SetThread(生产者) * 获取学生数据：GetThread(消费者) * 测试类:StudentDemo * * 问题1：按照思路写代码，发现数据每次都是:null---0 * 原因：我们在每个线程中都创建了新的资源,而我们要求的时候设置和获取线程的资源应该是同一个 * 如何实现呢? * 在外界把这个数据创建出来，通过构造方法传递给其他的类。 * * 问题2：为了数据的效果好一些，我加入了循环和判断，给出不同的值,这个时候产生了新的问题 * A:同一个数据出现多次 * B:姓名和年龄不匹配 * 原因： * A:同一个数据出现多次 * CPU的一点点时间片的执行权，就足够你执行很多次。 * B:姓名和年龄不匹配 * 线程运行的随机性 * 线程安全问题： * A:是否是多线程环境 是 * B:是否有共享数据 是 * C:是否有多条语句操作共享数据 是 * 解决方案： * 加锁。 * 注意： * A:不同种类的线程都要加锁。 * B:不同种类的线程加的锁必须是同一把。 */ public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { //创建资源 Student s = new Student();
//设置和获取的类
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s);
//线程类
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
//启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
##### **2.3 通过等待唤醒机制实现数据依次出现**
package cn.itcast_05;
public class Student { String name; int age; boolean flag; // 默认情况是没有数据，如果是true，说明有数据 }
package cn.itcast_05;
public class GetThread implements Runnable { private Student s;
public GetThread(Student s) {
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (s) {
if(!s.flag){
try {
s.wait(); //t2就等待了。立即释放锁。将来醒过来的时候，是从这里醒过来的时候
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(s.name + "---" + s.age);
//林青霞---27
//刘意---30
//修改标记
s.flag = false;
//唤醒线程
s.notify(); //唤醒t1
}
}
}
}
package cn.itcast_05;
public class SetThread implements Runnable {
private Student s;
private int x = 0;
public SetThread(Student s) {
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
synchronized (s) {
//判断有没有
if(s.flag){
try {
s.wait(); //t1等着，释放锁
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (x % 2 == 0) {
s.name = "林青霞";
s.age = 27;
} else {
s.name = "刘意";
s.age = 30;
}
x++; //x=1
//修改标记
s.flag = true;
//唤醒线程
s.notify(); //唤醒t2,唤醒并不表示你立马可以执行，必须还得抢CPU的执行权。
}
//t1有，或者t2有
}
}
}
package cn.itcast_05;
/* * 分析： * 资源类：Student * 设置学生数据:SetThread(生产者) * 获取学生数据：GetThread(消费者) * 测试类:StudentDemo * * 问题1：按照思路写代码，发现数据每次都是:null---0 * 原因：我们在每个线程中都创建了新的资源,而我们要求的时候设置和获取线程的资源应该是同一个 * 如何实现呢? * 在外界把这个数据创建出来，通过构造方法传递给其他的类。 * * 问题2：为了数据的效果好一些，我加入了循环和判断，给出不同的值,这个时候产生了新的问题 * A:同一个数据出现多次 * B:姓名和年龄不匹配 * 原因： * A:同一个数据出现多次 * CPU的一点点时间片的执行权，就足够你执行很多次。 * B:姓名和年龄不匹配 * 线程运行的随机性 * 线程安全问题： * A:是否是多线程环境 是 * B:是否有共享数据 是 * C:是否有多条语句操作共享数据 是 * 解决方案： * 加锁。 * 注意： * A:不同种类的线程都要加锁。 * B:不同种类的线程加的锁必须是同一把。 * * 问题3:虽然数据安全了，但是呢，一次一大片不好看，我就想依次的一次一个输出。 * 如何实现呢? * 通过Java提供的等待唤醒机制解决。 * * 等待唤醒： * Object类中提供了三个方法： * wait():等待 * notify():唤醒单个线程 * notifyAll():唤醒所有线程 * 为什么这些方法不定义在Thread类中呢? * 这些方法的调用必须通过锁对象调用，而我们刚才使用的锁对象是任意锁对象。 * 所以，这些方法必须定义在Object类中。 */ public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { //创建资源 Student s = new Student();
//设置和获取的类
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s);
//线程类
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
//启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
##### **2.4 把同步代码块改进为同步方法实现**
package cn.itcast_07;
public class Student { private String name; private int age; private boolean flag; // 默认情况是没有数据，如果是true，说明有数据
public synchronized void set(String name, int age) {
// 如果有数据，就等待
if (this.flag) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 设置数据
this.name = name;
this.age = age;
// 修改标记
this.flag = true;
this.notify();
}
public synchronized void get() {
// 如果没有数据，就等待
if (!this.flag) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 获取数据
System.out.println(this.name + "---" + this.age);
// 修改标记
this.flag = false;
this.notify();
}
}
package cn.itcast_07;
public class GetThread implements Runnable { private Student s;
public GetThread(Student s) {
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
s.get();
}
}
}
package cn.itcast_07;
public class SetThread implements Runnable {
private Student s;
private int x = 0;
public SetThread(Student s) {
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
if (x % 2 == 0) {
s.set("林青霞", 27);
} else {
s.set("刘意", 30);
}
x++;
}
}
}
package cn.itcast_07;
/* * 分析： * 资源类：Student * 设置学生数据:SetThread(生产者) * 获取学生数据：GetThread(消费者) * 测试类:StudentDemo * * 问题1：按照思路写代码，发现数据每次都是:null---0 * 原因：我们在每个线程中都创建了新的资源,而我们要求的时候设置和获取线程的资源应该是同一个 * 如何实现呢? * 在外界把这个数据创建出来，通过构造方法传递给其他的类。 * * 问题2：为了数据的效果好一些，我加入了循环和判断，给出不同的值,这个时候产生了新的问题 * A:同一个数据出现多次 * B:姓名和年龄不匹配 * 原因： * A:同一个数据出现多次 * CPU的一点点时间片的执行权，就足够你执行很多次。 * B:姓名和年龄不匹配 * 线程运行的随机性 * 线程安全问题： * A:是否是多线程环境 是 * B:是否有共享数据 是 * C:是否有多条语句操作共享数据 是 * 解决方案： * 加锁。 * 注意： * A:不同种类的线程都要加锁。 * B:不同种类的线程加的锁必须是同一把。 * * 问题3:虽然数据安全了，但是呢，一次一大片不好看，我就想依次的一次一个输出。 * 如何实现呢? * 通过Java提供的等待唤醒机制解决。 * * 等待唤醒： * Object类中提供了三个方法： * wait():等待 * notify():唤醒单个线程 * notifyAll():唤醒所有线程 * 为什么这些方法不定义在Thread类中呢? * 这些方法的调用必须通过锁对象调用，而我们刚才使用的锁对象是任意锁对象。 * 所以，这些方法必须定义在Object类中。 * * 最终版代码中： * 把Student的成员变量给私有的了。 * 把设置和获取的操作给封装成了功能，并加了同步。 * 设置或者获取的线程里面只需要调用方法即可。 */ public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { //创建资源 Student s = new Student();
//设置和获取的类
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s);
//线程类
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
//启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
##### **2.5 线程的状态转换图**
### 三、线程组与线程池
##### **3.1 线程组**
Java中使用ThreadGroup来表示线程组，它可以对一批线程进行分类管理，Java允许程序直接对线程组进行控制。
默认情况下，所有的线程都属于主线程组。
* public final ThreadGroup getThreadGroup()
我们也可以给线程设置分组
* Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name)
package cn.itcast_06;
public class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 100; x++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);
}
}
}
package cn.itcast_06;
/* * 线程组： 把多个线程组合到一起。 * 它可以对一批线程进行分类管理，Java允许程序直接对线程组进行控制。 */ public class ThreadGroupDemo { public static void main(String[] args) { // method1();
// 我们如何修改线程所在的组呢?
// 创建一个线程组
// 创建其他线程的时候，把其他线程的组指定为我们自己新建线程组
method2();
// t1.start();
// t2.start();
}
private static void method2() {
// ThreadGroup(String name)
ThreadGroup tg = new ThreadGroup("这是一个新的组");
MyRunnable my = new MyRunnable();
// Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name)
Thread t1 = new Thread(tg, my, "林青霞");
Thread t2 = new Thread(tg, my, "刘意");
System.out.println(t1.getThreadGroup().getName());
System.out.println(t2.getThreadGroup().getName());
//通过组名称设置后台线程，表示该组的线程都是后台线程
tg.setDaemon(true);
}
private static void method1() {
MyRunnable my = new MyRunnable();
Thread t1 = new Thread(my, "林青霞");
Thread t2 = new Thread(my, "刘意");
// 我不知道他们属于那个线程组,我想知道，怎么办
// 线程类里面的方法：public final ThreadGroup getThreadGroup()
ThreadGroup tg1 = t1.getThreadGroup();
ThreadGroup tg2 = t2.getThreadGroup();
// 线程组里面的方法：public final String getName()
String name1 = tg1.getName();
String name2 = tg2.getName();
System.out.println(name1);
System.out.println(name2);
// 通过结果我们知道了：线程默认情况下属于main线程组
// 通过下面的测试，你应该能够看到，默任情况下，所有的线程都属于同一个组
System.out.println(Thread.currentThread().getThreadGroup().getName());
}
}
##### **3.2 线程池**
程序启动一个新线程成本是比较高的，因为它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池可以很好的提高性能，尤其是当程序中要创建大量生存期很短的线程时，更应该考虑使用线程池。
线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。
在JDK5之前，我们必须手动实现自己的线程池，从JDK5开始，Java内置支持线程池
JDK5新增了一个Executors工厂类来产生线程池，有如下几个方法
* `public static ExecutorService newCachedThreadPool()`
* `public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)`
* `public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()`
这些方法的返回值是ExecutorService对象，该对象表示一个线程池，可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程。它提供了如下方法
* `Future<?> submit(Runnable task)`
* `<T> Future<T> submit(Callable<T> task)`
**案例演示**
* 创建线程池对象
* 创建Runnable实例
* 提交Runnable实例
* 关闭线程池
Runnable线程的实现类MyRunnable不变
package cn.itcast_08;
import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors;
import xgp.thread.MyRunnable;
/* * 线程池的好处：线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。 * * 如何实现线程的代码呢? * A:创建一个线程池对象，控制要创建几个线程对象。 * public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) * B:这种线程池的线程可以执行： * 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程 * 做一个类实现Runnable接口。 * C:调用如下方法即可 * Future<?> submit(Runnable task) * Future submit(Callable task) * D:我就要结束，可以吗? * 可以。 */ public class ExecutorsDemo { public static void main(String[] args) { // 创建一个线程池对象，控制要创建几个线程对象。 // public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
// 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
pool.submit(new MyRunnable());
pool.submit(new MyRunnable());
//结束线程池
pool.shutdown();
}
}
##### **3.3 多线程程序实现方案3**
**实现Callable接口**
步骤和刚才演示线程池执行Runnable对象的差不多。
但是还可以更好玩一些，求和案例演示
**好处：**
可以有返回值
可以抛出异常
**弊端：**
代码比较复杂，所以一般不用
package cn.itcast_09;
import java.util.concurrent.Callable;
//Callable:是带泛型的接口。 //这里指定的泛型其实是call()方法的返回值类型。 public class MyCallable implements Callable {
@Override
public Object call() throws Exception {
for (int x = 0; x < 100; x++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);
}
return null;
}
}
package cn.itcast_09;
import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors;
/* * 多线程实现的方式3： * A:创建一个线程池对象，控制要创建几个线程对象。 * public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) * B:这种线程池的线程可以执行： * 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程 * 做一个类实现Runnable接口。 * C:调用如下方法即可 * Future<?> submit(Runnable task) * Future submit(Callable task) * D:我就要结束，可以吗? * 可以。 */ public class CallableDemo { public static void main(String[] args) { //创建线程池对象 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
//可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
pool.submit(new MyCallable());
pool.submit(new MyCallable());
//结束
pool.shutdown();
}
}
演示一下带有返回值的程序
package cn.itcast_10;
import java.util.concurrent.Callable;
/* * 线程求和案例 */ public class MyCallable implements Callable {
private int number;
public MyCallable(int number) {
this.number = number;
}
@Override
public Integer call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int x = 1; x <= number; x++) {
sum += x;
}
return sum;
}
}
package cn.itcast_10;
import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.Future;
/* * 多线程实现的方式3： * A:创建一个线程池对象，控制要创建几个线程对象。 * public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) * B:这种线程池的线程可以执行： * 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程 * 做一个类实现Runnable接口。 * C:调用如下方法即可 * Future<?> submit(Runnable task) * Future submit(Callable task) * D:我就要结束，可以吗? * 可以。 */ public class CallableDemo { public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException { // 创建线程池对象 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
// 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
Future<Integer> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));
Future<Integer> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));
// V get()
Integer i1 = f1.get();
Integer i2 = f2.get();
System.out.println(i1);
System.out.println(i2);
// 结束
pool.shutdown();
}
}
##### **3.4 匿名内部类方式使用多线程**
匿名内部类方式使用多线程
* `new Thread(){代码…}.start();`
* `New Thread(new Runnable(){代码…}).start();`
package cn.itcast_11;
/* * 匿名内部类的格式： * new 类名或者接口名() { * 重写方法; * }; * 本质：是该类或者接口的子类对象。 */ public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { // 继承Thread类来实现多线程 new Thread() { public void run() { for (int x = 0; x < 100; x++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x); } } }.start();
// 实现Runnable接口来实现多线程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 100; x++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":"
+ x);
}
}
}) {
}.start();
// 更有难度的
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 100; x++) {
System.out.println("hello" + ":" + x);
}
}
}) {
