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Java—— 多线程 第一期

news 来源：原创 2025/6/18 6:28:32

什么是多线程

线程是应用软件中互相独立，可以同时运行的功能

有了多线程，我们就可以让程序同时做多件事情

多线程的作用

提高效率

多线程的应用场景

想让多个事情同时运行就需要用到多线程
比如：软件中的耗时操作、所有的聊天软件、所有的服务器

并发和并行

并发：在同一时刻，有多个指令在单个CPU上交替执行
并行：在同一时刻，有多个指令在多个CPU上同时执行

多线程的实现方式

继承Thread类的方式进行实现

步骤：
1.自己定义一个类继承线程Thread
2.重写run方法
3.创建子类的对象，并启动线程

代码演示

哪条线程抢占到CPU，哪条线程执行run中的代码，所有会出现交替执行 

 输出部分展示 

实现Runnable接口的方式进行实现

步骤：
1.自己定义一个类实现Runnable接口
2.重写里面的run方法
3.创建自己的类的对象
4.创建一个Thread类的对象，并开启线程

 输出部分展示 

利用Callable接口和Future接口方式实现 

特点：可以获取到多线程运行的结果
步骤：
1.创建一个类MyCallable实现Callable接口
2.重写call (是有返回值的，表示多线程运行的结果)
3.创建MyCallable的对象(表示多线程要执行的任务)
4.创建Future接口的实现类FutureTask的对象(用于管理多线程运行的结果)
5.创建Thread类的对象，并启动(表示线程)

三种实现方式的比较

实现方式 优点缺点
继承Thread类编程比较简单，可以直接使用Thread类中的方法可以扩展性较差，继承Thread类不能再继承其他的类
实现Runnable接口扩展性强，实现该接口的同时还可以继承其他的类编程相对复杂，不能直接使用Thread类中的方法
实现Callable接口

线程对象Thread的常见成员方法

方法名称说明
String getName()返回此线程的名称
void setName(String name)设置线程的名字(构造方法也可以设置名字)
static Thread currentThread()获取当前线程的对象
static void sleep(long time)让线程休眠指定的时间，单位为毫秒
setPriority(int newPriority)设置线程的优先级
final int getPriority()获取线程的优先级
final void setDaemon(boolean on)设置为守护线程
public static void yield()出让线程/礼让线程
public static void join()插入线程/插队线程 

前6个方法的细节及演示

public class Test {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {/*String getName()返回此线程的名称void setName(String name)设置线程的名字(构造方法也可以设置名字)细节:1、如果没有给线程设置名字，线程默认名字的格式:Thread-X(X从0开始的序号)2、如果要给线程设置名字，可以用set方法进行设置，也可以构造方法设置*/MyRun mr = new MyRun();Thread t1 = new Thread(mr, "线程1");Thread t2 = new Thread(mr, "线程2");/*static Thread currentThread()获取当前线程的对象细节:当JVM虚拟机启动之后，会自动的启动多条线程其中有一条线程就叫做main线程他的作用就是去调用main方法，并执行里面的代码在main方法中获取当前的线程就是main线程*/System.out.println(Thread.currentThread().getName());//main/*static void sleep(long time)让线程休眠指定的时间，单位为毫秒细节:1、哪条线程执行到这个方法，那么哪条线程就会在这里停留对应的时间2、方法的参数:就表示睡眠的时间，单位毫秒3、当时间到了之后，线程会自动的醒来，继续执行下面的其他代码*/for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println(i);Thread.sleep(1000);//每隔1秒输出一个数字}/*setPriority(int newPriority)	设置线程的优先级final int getPriority()	获取线程的优先级细节:1、Java默认线程是抢占式调度，哪条线程抢占到CPU，哪条线程执行2、线程的优先级越高，越容易抢占到CPU3、线程的优先级从1到10，默认为5*/int p1 = Thread.currentThread().getPriority();System.out.println(p1);//5Thread.currentThread().setPriority(10);int p2 = Thread.currentThread().getPriority();System.out.println(p2);//10}
}

设置为守护线程的细节及演示

线程1的任务：打印1-10

public class MyRun1 implements Runnable{@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 10; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"："+i);}}
}

线程2的任务：打印1-100

public class MyRun2 implements Runnable{@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 100; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"："+i);}}
}

测试类

public class Test2 {public static void main(String[] args) {//final void setDaemon(boolean on)	设置为守护线程//public static void yield()	出让线程/礼让线程//public static void join()	插入线程/插队线程MyRun1 mr1 = new MyRun1();MyRun2 mr2 = new MyRun2();Thread t1 = new Thread(mr1,"线程1");Thread t2 = new Thread(mr2,"线程2");//将t2设置为守护线程//t1结束时，t2也要陆续结束，不管是否执行完毕t2.setDaemon(true);t1.start();t2.start();}
}

线程1打印完10后结束，线程2是守护线程，也要陆续结束，所以没有打印完100程序就结束了

 输出部分展示 

 出让线程细节及演示

继承Thread类

public class MyThread extends Thread{public MyThread() {}//构造方法不能继承，要使用父类的构造方法需要利用super关键字public MyThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 100; i++) {System.out.println(getName()+"："+i);//出让线程，使别的线程容易抢占到CPU//可以让线程尽可以的交替进行Thread.yield();}}
}

测试类 

public class Test3 {public static void main(String[] args) {//public static void yield()	出让线程/礼让线程MyThread t1 = new MyThread("线程1");MyThread t2 = new MyThread("线程2");t1.start();t2.start();}
}

让线程尽可以的交替进行

 输出部分展示 

插入线程细节及演示

继承Thread类

public class MyThread extends Thread{@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println(i);}}
}

测试类 

public class Test4 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//public static void join()	插入线程/插队线程MyThread t = new MyThread();t.start();//将t线程插入到当前线程前，当前线程为main线程//只有t线程执行完毕，main线程才开始执行t.join();for (int i = 10; i <=15 ; i++) {System.out.println(i);}}
}

只有t线程执行完毕，main线程才开始执行 

线程的生命周期

多线程的安全问题

有多个线程操作一段有共享数据的代码，A线程还没有把操作后得到的数据输出出来，其他线程可能就修改了共享数据的值，导致A线程输出的数据被改变，破坏了数据

保证多线程安全的方式

同步代码块

把操作共享数据的代码锁起来，在一个线程执行这些代码时，别的线程在代码外等待。只有这个线程执行完毕后，锁打开，再让抢占到CPU的线程执行。

格式：
synchronized(锁){

        操作共享数据的代码

}

注意：锁对象只要唯一就行，一般使用该类所在文件的字节码作为锁对象（类名.class）

特点1：锁默认打开，有一个线程进去了，锁自动关闭
特点2：里面的代码全部执行完毕，线程出来，锁自动打开

代码演示

ABC三个窗口卖100张电影票

 MyThread类

public class MyThread extends Thread {//定义票数，static共享static int ticket = 0;public MyThread() {}public MyThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {while (true) {synchronized (MyThread.class) {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}if (ticket == 100) {break;}ticket++;System.out.println(getName() + "卖出第" + ticket + "张票");}}}
}

 测试类

public class Test1 {public static void main(String[] args) {MyThread t1 = new MyThread("窗口A");MyThread t2 = new MyThread("窗口B");MyThread t3 = new MyThread("窗口C");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

 输出部分展示 

同步方法

就是把锁中的代码抽取成一个方法，再把关键字synchronized加到方法上

格式：
修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {

        ...

}

特点1：同步方法的方法体是锁里面所有的代码

特点2：锁对象不能自己指定，自动设定为如下形式

        非静态：this
        静态：当前类的字节码文件对象

代码演示

ABC三个窗口卖100张电影票

MyThread类

public class MyThread extends Thread {//定义票数，static共享static int ticket = 0;public MyThread() {}public MyThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {while (true) {if (method()) break;}}//同步方法private synchronized boolean method() {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}if (ticket == 100) {return true;}ticket++;System.out.println(getName() + "卖出第" + ticket + "张票");return false;}
}

测试类

public class Test1 {public static void main(String[] args) {MyThread t1 = new MyThread("窗口A");MyThread t2 = new MyThread("窗口B");MyThread t3 = new MyThread("窗口C");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

 输出部分展示 

Lock锁

同步代码块和同步方法中不能直观的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提供比使用synchronized方法和语句更广泛的锁定操作

Lock是接口，采用它的实现类ReentrantLock来实例化
ReentrantLock的构造方法ReentrantLock()：创建一个ReentrantLock的实例 

Lock中提供了获得锁和释放锁的方法，可以手动上锁、手动释放锁
void lock()：获得锁
void unlock()：释放锁

代码演示

ABC三个窗口卖100张电影票

MyThread类

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class MyThread extends Thread {//定义票数，static共享static int ticket = 0;//获得锁对象，static共享（唯一）static Lock l = new ReentrantLock();public MyThread() {}public MyThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {while (true) {try {//手动上锁l.lock();Thread.sleep(100);if (ticket == 100) {break;}ticket++;System.out.println(getName() + "卖出第" + ticket + "张票");} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {//即使break跳出循环，也会执行finally中的代码//手动解锁l.unlock();}}}
}

测试类

public class Test1 {public static void main(String[] args) {MyThread t1 = new MyThread("窗口A");MyThread t2 = new MyThread("窗口B");MyThread t3 = new MyThread("窗口C");t1.start();t2.start();t3.start();}
}

 输出部分展示

 

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