【转】javaSE-多线程（2）

笔记来源：itheima

25.01_多线程(单例设计模式)(掌握)

• 单例设计模式：保证类在内存中只有一个对象。

• 如何保证类在内存中只有一个对象呢？

  • (1)控制类的创建，不让其他类来创建本类的对象。private
  • (2)在本类中定义一个本类的对象。Singleton s;
  • (3)提供公共的访问方式。 public static Singleton getInstance(){return s}

• 代码
  ​

  Code

  package com.heima.thread;
  
  public class Demo1_Singleton {
  
  	/**
  	 * @param args
  	 * * 单例设计模式：保证类在内存中只有一个对象。
  	 */
  	public static void main(String[] args) {
  		//Singleton s1 = new Singleton();
  		
  		Singleton s1 = Singleton.s;				//成员变量被私有,不能通过类名.调用
  		//Singleton.s = null;
  		Singleton s2 = Singleton.s;
  		
  		System.out.println(s1 == s2);
  		
  	/*	Singleton s1 = Singleton.getInstance();
  		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
  		
  		System.out.println(s1 == s2);*/
  	}
  
  }
  
  /*
   * 饿汉式
   
  class Singleton {
  	//1,私有构造方法,其他类不能访问该构造方法了
  	private Singleton(){}
  	//2,创建本类对象
  	private static Singleton s = new Singleton();
  	//3,对外提供公共的访问方法
  	public static Singleton getInstance() {				//获取实例
  		return s;
  	}
  }*/
  /*
   * 懒汉式,单例的延迟加载模式
   */
  /*class Singleton {
  	//1,私有构造方法,其他类不能访问该构造方法了
  	private Singleton(){}
  	//2,声明一个引用
  	private static Singleton s ;
  	//3,对外提供公共的访问方法
  	public static Singleton getInstance() {				//获取实例
  		if(s == null) {
  			//线程1等待,线程2等待
  			s = new Singleton();
  		}
  		
  		return s;
  	}
  }*/
  /*
   * 饿汉式和懒汉式的区别
   * 1,饿汉式是空间换时间,懒汉式是时间换空间
   * 2,在多线程访问时,饿汉式不会创建多个对象,而懒汉式有可能会创建多个对象
   */
  
  class Singleton {
  	//1,私有构造方法,其他类不能访问该构造方法了
  	private Singleton(){}
  	//2,声明一个引用
  	public static final Singleton s = new Singleton();
  	
  }

25.02_多线程(Runtime类)

• Runtime类是一个单例类

  • Code

    package com.heima.thread;
    
    import java.io.IOException;
    
    public class Demo2_Runtime {
    
    	/**
    	 * @param args
    	 * @throws IOException 
    	 */
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
    		Runtime r = Runtime.getRuntime();			//获取运行时对象
    		//r.exec("shutdown -s -t 300");
    		r.exec("shutdown -a");
    	}
    
    }

25.03_多线程(Timer)(掌握)

• Timer类:计时器
  ​
  Code

  package com.heima.thread;
  
  import java.util.Date;
  import java.util.Timer;
  import java.util.TimerTask;
  
  public class Demo3_Timer {
  
  	/**
  	 * @param args
  	 * @throws InterruptedException 
  	 */
  	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  		Timer t = new Timer();
  		//在指定时间安排指定任务
  		//第一个参数,是安排的任务,第二个参数是执行的时间,第三个参数是过多长时间再重复执行
  		t.schedule(new MyTimerTask(), new Date(188, 6, 1, 14, 22, 50),3000);	
  		
  		while(true) {
  			Thread.sleep(1000);
  			System.out.println(new Date());
  		}
  	}
  
  }
  
  class MyTimerTask extends TimerTask {
  
  	@Override
  	public void run() {
  		System.out.println("起床背英语单词");
  	}
  }

25.04_多线程(两个线程间的通信)(掌握)

• 1.什么时候需要通信
  • 多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的
  • 如果我们希望他们有规律的执行, 就可以使用通信, 例如每个线程执行一次打印
• 2.怎么通信
  • 如果希望线程等待, 就调用wait()
  • 如果希望唤醒等待的线程, 就调用notify();
  • 这两个方法必须在同步代码中执行, 并且使用同步锁对象来调用
• demo
  ​
  Code

  package com.heima.thread2;
  
  public class Demo1_Notify {
  
  	/**
  	 * @param args
  	 * 等待唤醒机制
  	 */
  	public static void main(String[] args) {
  		final Printer p = new Printer();
  		
  		new Thread() {
  			public void run() {
  				while(true) {
  					try {
  						p.print1();
  					} catch (InterruptedException e) {
  						
  						e.printStackTrace();
  					}
  				}
  			}
  		}.start();
  		
  		new Thread() {
  			public void run() {
  				while(true) {
  					try {
  						p.print2();
  					} catch (InterruptedException e) {
  						
  						e.printStackTrace();
  					}
  				}
  			}
  		}.start();
  	}
  
  }
  
  //等待唤醒机制
  class Printer {
  	private int flag = 1;
  	public void print1() throws InterruptedException {							
  		synchronized(this) {
  			if(flag != 1) {
  				this.wait();					//当前线程等待
  			}
  			System.out.print("黑");
  			System.out.print("马");
  			System.out.print("程");
  			System.out.print("序");
  			System.out.print("员");
  			System.out.print("\r\n");
  			flag = 2;
  			this.notify();						//随机唤醒单个等待的线程
  		}
  	}
  	
  	public void print2() throws InterruptedException {
  		synchronized(this) {
  			if(flag != 2) {
  				this.wait();
  			}
  			System.out.print("传");
  			System.out.print("智");
  			System.out.print("播");
  			System.out.print("客");
  			System.out.print("\r\n");
  			flag = 1;
  			this.notify();
  		}
  	}
  }

25.05_多线程(三个或三个以上间的线程通信)

• 多个线程通信的问题

  • notify()方法是随机唤醒一个线程
  • notifyAll()方法是唤醒所有线程
  • JDK5之前无法唤醒指定的一个线程
  • 如果多个线程之间通信, 需要使用notifyAll()通知所有线程, 用while来反复判断条件

• demo

  Code

  package com.heima.thread2;
  
  public class Demo2_NotifyAll {
  
  	/**
  	 * @param args
  	 */
  	public static void main(String[] args) {
  		final Printer2 p = new Printer2();
  		new Thread() {
  			public void run() {
  				while(true) {
  					try {
  						p.print1();
  					} catch (InterruptedException e) {
  						
  						e.printStackTrace();
  					}
  				}
  			}
  		}.start();
  		
  		new Thread() {
  			public void run() {
  				while(true) {
  					try {
  						p.print2();
  					} catch (InterruptedException e) {
  						
  						e.printStackTrace();
  					}
  				}
  			}
  		}.start();
  		
  		new Thread() {
  			public void run() {
  				while(true) {
  					try {
  						p.print3();
  					} catch (InterruptedException e) {
  						
  						e.printStackTrace();
  					}
  				}
  			}
  		}.start();
  	}
  
  }
  /*1,在同步代码块中,用哪个对象锁,就用哪个对象调用wait方法
   * 2,为什么wait方法和notify方法定义在Object这类中?
   * 	因为锁对象可以是任意对象,Object是所有的类的基类,所以wait方法和notify方法需要定义在Object这个类中
   * 3,sleep方法和wait方法的区别?
   * a,sleep方法必须传入参数,参数就是时间,时间到了自动醒来
   *   wait方法可以传入参数也可以不传入参数,传入参数就是在参数的时间结束后等待,不传入参数就是直接等待
   * b,sleep方法在同步函数或同步代码块中,不释放锁,睡着了也抱着锁睡
   * 	wait方法在同步函数或者同步代码块中,释放锁
   */ 
  class Printer2 {
  	private int flag = 1;
  	public void print1() throws InterruptedException {							
  		synchronized(this) {
  			while(flag != 1) {
  				this.wait();					//当前线程等待
  			}
  			System.out.print("黑");
  			System.out.print("马");
  			System.out.print("程");
  			System.out.print("序");
  			System.out.print("员");
  			System.out.print("\r\n");
  			flag = 2;
  			//this.notify();						//随机唤醒单个等待的线程
  			this.notifyAll();
  		}
  	}
  	
  	public void print2() throws InterruptedException {
  		synchronized(this) {
  			while(flag != 2) {
  				this.wait();					//线程2在此等待
  			}
  			System.out.print("传");
  			System.out.print("智");
  			System.out.print("播");
  			System.out.print("客");
  			System.out.print("\r\n");
  			flag = 3;
  			//this.notify();
  			this.notifyAll();
  		}
  	}
  	
  	public void print3() throws InterruptedException {
  		synchronized(this) {
  			while(flag != 3) {
  				this.wait();						//线程3在此等待,if语句是在哪里等待,就在哪里起来
  													//while循环是循环判断,每次都会判断标记
  			}
  			System.out.print("i");
  			System.out.print("t");
  			System.out.print("h");
  			System.out.print("e");
  			System.out.print("i");
  			System.out.print("m");
  			System.out.print("a");
  			System.out.print("\r\n");
  			flag = 1;
  			//this.notify();
  			this.notifyAll();
  		}
  	}
  }

Code
### 25.06_多线程(JDK1.5的新特性互斥锁)(掌握)
* 1.同步

  * 使用ReentrantLock类的lock()和unlock()方法进行同步
* 2.通信
	* 使用ReentrantLock类的newCondition()方法可以获取Condition对象
	* 需要等待的时候使用Condition的await()方法, 唤醒的时候用signal()方法
	* 不同的线程使用不同的Condition, 这样就能区分唤醒的时候找哪个线程了
* demo
package com.heima.thread2;

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Demo3_ReentrantLock {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        final Printer3 p = new Printer3();

        new Thread() {
            public void run() {
                while(true) {
                    try {
                        p.print1();
                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();

        new Thread() {
            public void run() {
                while(true) {
                    try {
                        p.print2();
                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();

        new Thread() {
            public void run() {
                while(true) {
                    try {
                        p.print3();
                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();
    }

}

class Printer3 {
    private ReentrantLock r = new ReentrantLock();
    private Condition c1 = r.newCondition();
    private Condition c2 = r.newCondition();
    private Condition c3 = r.newCondition();

    private int flag = 1;
    public void print1() throws InterruptedException {                            
        r.lock();                                //获取锁
            if(flag != 1) {
                c1.await();
            }
            System.out.print("黑");
            System.out.print("马");
            System.out.print("程");
            System.out.print("序");
            System.out.print("员");
            System.out.print("\r\n");
            flag = 2;
            //this.notify();                        //随机唤醒单个等待的线程
            c2.signal();
        r.unlock();                                //释放锁
    }

    public void print2() throws InterruptedException {
        r.lock();
            if(flag != 2) {
                c2.await();
            }
            System.out.print("传");
            System.out.print("智");
            System.out.print("播");
            System.out.print("客");
            System.out.print("\r\n");
            flag = 3;
            //this.notify();
            c3.signal();
        r.unlock();
    }

    public void print3() throws InterruptedException {
        r.lock();
            if(flag != 3) {
                c3.await();
            }
            System.out.print("i");
            System.out.print("t");
            System.out.print("h");
            System.out.print("e");
            System.out.print("i");
            System.out.print("m");
            System.out.print("a");
            System.out.print("\r\n");
            flag = 1;
            c1.signal();
        r.unlock();
    }
}
Code

25.07_多线程(线程组的概述和使用)(了解)

• A:线程组概述

  • 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()//通过线程对象获取他所属于的组
    • public final String getName()//通过线程组对象获取他组的名字
  • 我们也可以给线程设置分组
    • 1,ThreadGroup(String name) 创建线程组对象并给其赋值名字
    • 2,创建线程对象
    • 3,Thread(ThreadGroup?group, Runnable?target, String?name)
    • 4,设置整组的优先级或者守护线程
  • B:案例演示
    • 线程组的使用,默认是主线程组

• MyRunnable mr = new MyRunnable();

  ​ Thread t1 = new Thread(mr, “张三”);
  ​ Thread t2 = new Thread(mr, “李四”);
  ​ //获取线程组
  ​ // 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());

  • 自己设定线程组

• // ThreadGroup(String name)
  ​ ThreadGroup tg = new ThreadGroup(“这是一个新的组”);

  MyRunnable mr = new MyRunnable();
  // Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name)
  Thread t1 = new Thread(tg, mr, “张三”);
  Thread t2 = new Thread(tg, mr, “李四”);

  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);

• demo

  Code

  package com.heima.thread2;
  
  public class Demo4_ThreadGroup {
  
  	/**
  	 * @param args
  	 * ThreadGroup
  	 */
  	public static void main(String[] args) {
  		//demo1();
  		ThreadGroup tg = new ThreadGroup("我是一个新的线程组");		//创建新的线程组
  		MyRunnable mr = new MyRunnable();						//创建Runnable的子类对象
  		
  		Thread t1 = new Thread(tg, mr, "张三");					//将线程t1放在组中
  		Thread t2 = new Thread(tg, mr, "李四");					//将线程t2放在组中
  		
  		System.out.println(t1.getThreadGroup().getName());		//获取组名
  		System.out.println(t2.getThreadGroup().getName());
  		
  		tg.setDaemon(true);
  	}
  
  	public static void demo1() {
  		MyRunnable mr = new MyRunnable();
  		Thread t1 = new Thread(mr, "张三");
  		Thread t2 = new Thread(mr, "李四");
  		
  		ThreadGroup tg1 = t1.getThreadGroup();
  		ThreadGroup tg2 = t2.getThreadGroup();
  		
  		System.out.println(tg1.getName());				//默认的是主线程
  		System.out.println(tg2.getName());
  	}
  
  }
  
  class MyRunnable implements Runnable {
  
  	@Override
  	public void run() {
  		for(int i = 0; i < 1000; i++) {
  			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...." + i);
  		}
  	}
  	
  }

25.08_多线程(线程的五种状态)(掌握)

• 看图说话

• 新建,就绪,运行,阻塞,死亡

  

25.09_多线程(线程池的概述和使用)(了解)

• A:线程池概述

  • 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

• B:内置线程池的使用概述

  • 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 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)
    • Future submit(Callable task)
  • 使用步骤：
    • 创建线程池对象
    • 创建Runnable实例
    • 提交Runnable实例
    • 关闭线程池
  • C:案例演示
    • 提交的是Runnable

• ​

  Code

  package com.heima.thread2;
  
  import java.util.concurrent.ExecutorService;
  import java.util.concurrent.Executors;
  
  public class Demo5_Executors {
  
  	/**
  	 * public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
  	 * public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
  	 */
  	public static void main(String[] args) {
  		ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);//创建线程池
  		pool.submit(new MyRunnable());				//将线程放进池子里并执行
  		pool.submit(new MyRunnable());
  		
  		pool.shutdown();							//关闭线程池
  	}
  
  }

25.10_多线程(多线程程序实现的方式3)(了解)

• 提交的是Callable

• ​

  Code

  package com.heima.thread2;
  
  import java.util.concurrent.Callable;
  import java.util.concurrent.ExecutionException;
  import java.util.concurrent.ExecutorService;
  import java.util.concurrent.Executors;
  import java.util.concurrent.Future;
  
  public class Demo6_Callable {
  
  	/**
  	 * @param args
  	 * @throws ExecutionException 
  	 * @throws InterruptedException 
  	 */
  	public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
  		ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);//创建线程池
  		Future<Integer> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));				//将线程放进池子里并执行
  		Future<Integer> f2 = pool.submit(new MyCallable(50));
  		
  		System.out.println(f1.get());
  		System.out.println(f2.get());
  		
  		pool.shutdown();							//关闭线程池
  	}
  
  }
  
  class MyCallable implements Callable<Integer> {
  	private int num;
  	public MyCallable(int num) {
  		this.num = num;
  	}
  	@Override
  	public Integer call() throws Exception {
  		int sum = 0;
  		for(int i = 1; i <= num; i++) {
  			sum += i;
  		}
  		
  		return sum;
  	}
  	
  }

• 多线程程序实现的方式3的好处和弊端

  • 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