Java面向对象 线程技术--上篇
2014-05-30 14:39
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Java面向对象 线程
知识概要:
(1)线程与进程
(2)自定义线程的语法结构
(3)多线程概念理解
(4)多线程状态图
(5)多线程--卖票
(6)同步函数的锁
线程与进程
进程:是一个正在执行中的程序。
每一个进程执行都有一个执行顺序。该顺序是一个执行路径,或者叫一个控制单元。
线程:就是进程中的一个独立的控制单元。
线程在控制着进程的执行。一个进程中至少有一个线程。
Java VM 启动的时候会有一个进程java.exe.
该进程中至少一个线程负责java程序的执行。
而且这个线程运行的代码存在于main方法中。
该线程称之为主线程。扩展:其实更细节说明jvm,jvm启动不止一个线程,还有负责垃圾回收机制的线程。
自定义线程的语法结构
1,如何在自定义的代码中,自定义一个线程呢?
通过对api的查找,java已经提供了对线程这类事物的描述。就Thread类。
创建线程的第一种方式:继承Thread类。
步骤:
1,定义类继承Thread。
2,复写Thread类中的run方法。
目的:将自定义代码存储在run方法。让线程运行。
3,调用线程的start方法,
该方法两个作用:启动线程,调用run方法。
发现运行结果每一次都不同。
因为多个线程都获取cpu的执行权。cpu执行到谁,谁就运行。
明确一点,在某一个时刻,只能有一个程序在运行。(多核除外)
cpu在做着快速的切换,以达到看上去是同时运行的效果。
我们可以形象把多线程的运行行为在互相抢夺cpu的执行权。
这就是多线程的一个特性:随机性。谁抢到谁执行,至于执行多长,cpu说的算。
为什么要覆盖run方法呢?
Thread类用于描述线程。
该类就定义了一个功能,用于存储线程要运行的代码。该存储功能就是run方法。
也就是说Thread类中的run方法,用于存储线程要运行的代码。
多线程的理解:
自己的总结:实际上吧java的多线程可以这样理解,就拿我们自己的来说吧对于我们每个人来说,大家都只有一个脑袋,在某一个时刻(可以理解成非常小的一段时间),你肯定只能想一件事情,不可能同时想两件事情吧,所谓的三心二意就可以理解成java里面的多线程,你想两件事情说明你大脑开了两个线程(两个想法),,你能够三心二意就是因为,你可以想一会儿这件事然后再想想其他的事情,然后在某一个时刻你自己又迅速的转换思维切换到另一件事情上,你如果想完了一件事情,那么你可以集中精力想一件事情,java中的多线程也就是这个意思,在某一个时刻CPU只能处理一件事情,只要处理的线程只有一个了,那么剩下的哪个任务就可以独占CPU使用,当然你如果有两个脑袋那结果肯定就更不一样了,那就绝对可以称得上你同一时刻可以想两件事情了,对应与多核CPU那么真正的就可以同时处理两件事情了。
因为多线程存在一个特性:随机性。
造成的原因:CPU在瞬间不断切换去处理各个线程而导致的。
可以理解成多个线程在抢cpu资源。
多线程是为了同步完成多项任务,不是为了提供运行效率,通过提高资源使用效率来提高系统的效率.
线程是在同一时间需要完成多项任务的时候实现的.
多线程状态图
多线程--买票
需求:简单的卖票程序。多个窗口同时买票。
创建线程的第二种方式:实现Runable接口
步骤:
1,定义类实现Runnable接口
2,覆盖Runnable接口中的run方法。将线程要运行的代码存放在该run方法中。
3,通过Thread类建立线程对象。
4,将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。
为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数。
因为,自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。
所以要让线程去指定指定对象的run方法。就必须明确该run方法所属对象。
5,调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。
实现方式和继承方式有什么区别呢?
实现方式好处:避免了单继承的局限性。
在定义线程时,建议使用实现方式。
两种方式区别:
继承Thread:线程代码存放Thread子类run方法中。
实现Runnable,线程代码存在接口的子类的run方法。
通过分析,发现,打印出0,-1,-2等错票 多线程的运行出现了安全问题。
问题的原因:
当多条语句在操作同一个线程共享数据时,一个线程对多条语句只执行了一部分,还没有执行完,
另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。
解决办法:
对多条操作共享数据的语句,只能让一个线程都执行完。在执行过程中,其他线程不可以参与执行。
Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式。就是同步代码块。
synchronized(对象)
{
需要被同步的代码
}
对象如同锁。持有锁的线程可以在同步中执行。
没有持有锁的线程即使获取cpu的执行权,也进不去,因为没有获取锁。
火车上的卫生间---经典。
同步的前提:
1,必须要有两个或者两个以上的线程。
2,必须是多个线程使用同一个锁。
必须保证同步中只能有一个线程在运行。
好处:解决了多线程的安全问题。
弊端:多个线程需要判断锁,较为消耗资源。
同步函数的锁
同步函数用的是哪一个锁呢?
函数需要被对象调用。那么函数都有一个所属对象引用。就是this。所以同步函数使用的锁是this。
通过该程序进行验证。
使用两个线程来买票。
一个线程在同步代码块中。
一个线程在同步函数中。
代码如下:
如果同步函数被静态修饰后,使用的锁是什么呢?
通过验证,发现不在是this。因为静态方法中也不可以定义this。
静态进内存是,内存中没有本类对象,但是一定有该类对应的字节码文件对象。类名.class 该对象的类型是Class
静态的同步方法,使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。 类名.class
代码示例
死锁
同步中嵌套同步。
Java面向对象 线程
知识概要:
(1)线程与进程
(2)自定义线程的语法结构
(3)多线程概念理解
(4)多线程状态图
(5)多线程--卖票
(6)同步函数的锁
线程与进程
进程:是一个正在执行中的程序。
每一个进程执行都有一个执行顺序。该顺序是一个执行路径,或者叫一个控制单元。
线程:就是进程中的一个独立的控制单元。
线程在控制着进程的执行。一个进程中至少有一个线程。
Java VM 启动的时候会有一个进程java.exe.
该进程中至少一个线程负责java程序的执行。
而且这个线程运行的代码存在于main方法中。
该线程称之为主线程。扩展:其实更细节说明jvm,jvm启动不止一个线程,还有负责垃圾回收机制的线程。
自定义线程的语法结构
1,如何在自定义的代码中,自定义一个线程呢?
通过对api的查找,java已经提供了对线程这类事物的描述。就Thread类。
创建线程的第一种方式:继承Thread类。
步骤:
1,定义类继承Thread。
2,复写Thread类中的run方法。
目的:将自定义代码存储在run方法。让线程运行。
3,调用线程的start方法,
该方法两个作用:启动线程,调用run方法。
发现运行结果每一次都不同。
因为多个线程都获取cpu的执行权。cpu执行到谁,谁就运行。
明确一点,在某一个时刻,只能有一个程序在运行。(多核除外)
cpu在做着快速的切换,以达到看上去是同时运行的效果。
我们可以形象把多线程的运行行为在互相抢夺cpu的执行权。
这就是多线程的一个特性:随机性。谁抢到谁执行,至于执行多长,cpu说的算。
为什么要覆盖run方法呢?
Thread类用于描述线程。
该类就定义了一个功能,用于存储线程要运行的代码。该存储功能就是run方法。
也就是说Thread类中的run方法,用于存储线程要运行的代码。
class Demo extends Thread { public void run() { for(int x=0; x<60; x++) System.out.println("demo run----"+x); } } class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { //for(int x=0; x<4000; x++) //System.out.println("Hello World!"); Demo d = new Demo();//创建好一个线程。 //d.start();//开启线程并执行该线程的run方法。 d.run();//仅仅是对象调用方法。而线程创建了,并没有运行。 for(int x=0; x<60; x++) System.out.println("Hello World!--"+x); } }
多线程的理解:
自己的总结:实际上吧java的多线程可以这样理解,就拿我们自己的来说吧对于我们每个人来说,大家都只有一个脑袋,在某一个时刻(可以理解成非常小的一段时间),你肯定只能想一件事情,不可能同时想两件事情吧,所谓的三心二意就可以理解成java里面的多线程,你想两件事情说明你大脑开了两个线程(两个想法),,你能够三心二意就是因为,你可以想一会儿这件事然后再想想其他的事情,然后在某一个时刻你自己又迅速的转换思维切换到另一件事情上,你如果想完了一件事情,那么你可以集中精力想一件事情,java中的多线程也就是这个意思,在某一个时刻CPU只能处理一件事情,只要处理的线程只有一个了,那么剩下的哪个任务就可以独占CPU使用,当然你如果有两个脑袋那结果肯定就更不一样了,那就绝对可以称得上你同一时刻可以想两件事情了,对应与多核CPU那么真正的就可以同时处理两件事情了。
因为多线程存在一个特性:随机性。
造成的原因:CPU在瞬间不断切换去处理各个线程而导致的。
可以理解成多个线程在抢cpu资源。
多线程是为了同步完成多项任务,不是为了提供运行效率,通过提高资源使用效率来提高系统的效率.
线程是在同一时间需要完成多项任务的时候实现的.
多线程状态图
多线程--买票
需求:简单的卖票程序。多个窗口同时买票。
创建线程的第二种方式:实现Runable接口
步骤:
1,定义类实现Runnable接口
2,覆盖Runnable接口中的run方法。将线程要运行的代码存放在该run方法中。
3,通过Thread类建立线程对象。
4,将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。
为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数。
因为,自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。
所以要让线程去指定指定对象的run方法。就必须明确该run方法所属对象。
5,调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。
实现方式和继承方式有什么区别呢?
实现方式好处:避免了单继承的局限性。
在定义线程时,建议使用实现方式。
两种方式区别:
继承Thread:线程代码存放Thread子类run方法中。
实现Runnable,线程代码存在接口的子类的run方法。
class Ticket implements Runnable//extends Thread { private int tick = 100; public void run() { while(true) { if(tick>0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--); } } } } class TicketDemo { public static void main(String[] args) { Ticket t = new Ticket(); Thread t1 = new Thread(t);//创建了一个线程; Thread t2 = new Thread(t);//创建了一个线程; Thread t3 = new Thread(t);//创建了一个线程; Thread t4 = new Thread(t);//创建了一个线程; t1.start(); t2.start(); t3.start(); t4.start(); } }
通过分析,发现,打印出0,-1,-2等错票 多线程的运行出现了安全问题。
问题的原因:
当多条语句在操作同一个线程共享数据时,一个线程对多条语句只执行了一部分,还没有执行完,
另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。
解决办法:
对多条操作共享数据的语句,只能让一个线程都执行完。在执行过程中,其他线程不可以参与执行。
Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式。就是同步代码块。
synchronized(对象)
{
需要被同步的代码
}
对象如同锁。持有锁的线程可以在同步中执行。
没有持有锁的线程即使获取cpu的执行权,也进不去,因为没有获取锁。
火车上的卫生间---经典。
同步的前提:
1,必须要有两个或者两个以上的线程。
2,必须是多个线程使用同一个锁。
必须保证同步中只能有一个线程在运行。
好处:解决了多线程的安全问题。
弊端:多个线程需要判断锁,较为消耗资源。
class Ticket implements Runnable { private int tick = 1000; Object obj = new Object(); public void run() { while(true) { synchronized(obj) { if(tick>0) { //try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){} System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--); } } } } } class TicketDemo2 { public static void main(String[] args) { Ticket t = new Ticket(); Thread t1 = new Thread(t); Thread t2 = new Thread(t); Thread t3 = new Thread(t); Thread t4 = new Thread(t); t1.start(); t2.start(); t3.start(); t4.start(); } }
同步函数的锁
同步函数用的是哪一个锁呢?
函数需要被对象调用。那么函数都有一个所属对象引用。就是this。所以同步函数使用的锁是this。
通过该程序进行验证。
使用两个线程来买票。
一个线程在同步代码块中。
一个线程在同步函数中。
代码如下:
class Ticket implements Runnable { private int tick = 100; Object obj = new Object(); boolean flag = true; public void run() { if(flag) { while(true) { synchronized(this) { if(tick>0) { try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){} System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....code : "+ tick--); } } } } else while(true) show(); } public synchronized void show()//this { if(tick>0) { try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){} System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....show.... : "+ tick--); } } } class ThisLockDemo { public static void main(String[] args) { Ticket t = new Ticket(); Thread t1 = new Thread(t); Thread t2 = new Thread(t); t1.start(); try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){} t.flag = false; t2.start(); // Thread t3 = new Thread(t); // Thread t4 = new Thread(t); // t3.start(); // t4.start(); } }
如果同步函数被静态修饰后,使用的锁是什么呢?
通过验证,发现不在是this。因为静态方法中也不可以定义this。
静态进内存是,内存中没有本类对象,但是一定有该类对应的字节码文件对象。类名.class 该对象的类型是Class
静态的同步方法,使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。 类名.class
代码示例
class Ticket implements Runnable { private static int tick = 100; //Object obj = new Object(); boolean flag = true; public void run() { if(flag) { while(true) { synchronized(Ticket.class) { if(tick>0) { try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){} System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....code : "+ tick--); } } } } else while(true) show(); } public static synchronized void show() { if(tick>0) { try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){} System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....show.... : "+ tick--); } } } class StaticMethodDemo { public static void main(String[] args) { Ticket t = new Ticket(); Thread t1 = new Thread(t); Thread t2 = new Thread(t); t1.start(); try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){} t.flag = false; t2.start(); } }
死锁
同步中嵌套同步。
class Test implements Runnable { private boolean flag; Test(boolean flag) { this.flag = flag; } public void run() { if(flag) { while(true) { synchronized(MyLock.locka) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...if locka "); synchronized(MyLock.lockb) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..if lockb"); } } } } else { while(true) { synchronized(MyLock.lockb) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..else lockb"); synchronized(MyLock.locka) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+".....else locka"); } } } } } } class MyLock { static Object locka = new Object(); static Object lockb = new Object(); } class DeadLockTest { public static void main(String[] args) { Thread t1 = new Thread(new Test(true)); Thread t2 = new Thread(new Test(false)); t1.start(); t2.start(); } }
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