多线程原理 匿名内部类实现线程的创建 线程安全 线程同步 线程状态

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多线程原理
多线程原理 匿名内部类实现线程的创建 线程安全 线程同步 线程状态
多线程的内存图解
多线程原理 匿名内部类实现线程的创建 线程安全 线程同步 线程状态
获取线程名称的两种方式:

获取线程的名称:
1.使用Thread类中的方法getName()
String getName() 返回该线程的名称。
2.可以先获取到当前正在执行的线程,使用线程中的方法getName()获取线程的名称
static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用。

例:

// 定义一个Thread类的子类

public class MyThread extends Thread {
    //重写Thread类中的run方法,设置线程任务

    @Override
    public void run() {
        //获取线程名称
       /* String name = getName();
        System.out.println(name);*/

       /* Thread t = Thread.currentThread();
        System.out.println(t);//Thread[Thread-0,5,main]
        String name = t.getName();
        System.out.println(name);*/

        //链式编程
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}
/*
*   线程名称:
        主线程:main
        新线程:Thread-0,Thread-1,Thread-2

                */
public class Demo01GetThreadName {

    public static void main(String[] args) {
        //创建Thread类的子类对象
        MyThread mt = new MyThread();
        //调用start方法,开启新的线程,执行run方法
        mt.start();

        new MyThread().start();

        System.out.println(Thread.currentThread().getName());//main
    }
}

设置线程名称的两种方式
设置线程的名称:(了解)
1.使用Thread类中的方法setName(名字)
void setName(String name) 改变线程名称,使之与参数 name 相同。
2.创建一个带参数的构造方法,参数传递线程的名称;调用父类的带参构造方法,把线程名称传递给父类,让父类(Thread)给子线程起一个名字
Thread(String name) 分配新的 Thread 对象。

public class MyThread extends Thread {

    public MyThread(){

    }
    public MyThread(String name){
        super(name);

    }
    @Override
    public void run() {
        //获取线程的名称
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());

    }
}
public class Demo01SetThreadName {
    public static void main(String[] args) {
        //开启多线程
        MyThread mt = new MyThread();
        mt.setName("w");
        mt.start();//w

        //开启多线程
        new MyThread("z").start();//z
    }


}

Thread中的Sleep方法

/*
    public static void sleep(long millis):使当前正在执行的线程以指定的毫秒数暂停(暂时停止执行)。
    静态方法,可以直接调用
    毫秒数结束之后,线程继续执行
 */
public class Demo01Sleep {
    public static void main(String[] args) {
        //模拟秒表
        for (int i = 1; i <=60 ; i++) {
            System.out.println(i);

            //使用Thread类的Sleep方法让程序睡眠1秒钟 
            try {
                Thread.sleep(Long.parseLong("1000"));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
}

创建线程第二种方式

创建多线程程序的第二种方式:实现Runnable接口
java.lang.Runnable
Runnable 接口应该由那些打算通过某一线程执行其实例的类来实现。类必须定义一个称为 run 的无参数方法。
java.lang.Thread类的构造方法
Thread(Runnable target) 分配新的 Thread 对象。
Thread(Runnable target, String name) 分配新的 Thread 对象。

实现步骤:
1.创建一个Runnable接口的实现类
2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
3.创建一个Runnable接口的实现类对象
4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法

例:

public class Demo01Runnable {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建一个Runnable接口的实现类对象
        Runnable run = new RunnableImpl();
        // 4.创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口的实现类对象
        Thread t = new Thread(run);
        /// 5.调用Thread类中的start方法,开启新的线程执行run方法
        t.start();


        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ i);
        }
    }
}
//1.创建一个Runnable接口的实现类
public class RunnableImpl implements Runnable  {
    //2.在实现类中重写Runnable接口的run方法,设置线程任务
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ i);
        }

    }
}

实现Runnable接口创建多线程程序的好处:
1.避免了单继承的局限性
一个类只能继承一个类(一个人只能有一个亲爹),类继承了Thread类就不能继承其他的类
实现了Runnable接口,还可以继承其他的类,实现其他的接口
2.增强了程序的扩展性,降低了程序的耦合性(解耦)
实现Runnable接口的方式,把设置线程任务和开启新线程进行了分离(解耦)
实现类中,重写了run方法:用来设置线程任务
创建Thread类对象,调用start方法:用来开启新线程

匿名内部类实现线程的创建
匿名内部类方式实现线程的创建

匿名:没有名字
内部类:写在其他类内部的类

匿名内部类作用:简化代码
把子类继承父类,重写父类的方法,创建子类对象合一步完成
把实现类实现类接口,重写接口中的方法,创建实现类对象合成一步完成
匿名内部类的最终产物:子类/实现类对象,而这个类没有名字

格式:
new 父类/接口(){
重复父类/接口中的方法
};

public class Demo01InnerClassThread {
    public static void main(String[] args) {
        //线程的父类是Thread
        new Thread(){
            //重写run方法,设置线程任务

            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 20; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "-->" + "黑马");
                }
            }
        }.start();

        //线程的接口Runnable
        //Runnable r = new RunnableImpl();多态
        Runnable r = new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 20; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + "W");
                }
            }
        };
        new Thread(r).start();

        //简化接口的方式
        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 20; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + "z");
                }
            }
        }).start();
    }
}

线程安全
多线程使用共享数据就会出现安全问题
多线程原理 匿名内部类实现线程的创建 线程安全 线程同步 线程状态
例:

/*
*       模拟卖票案例
*       创建三个线程,同时开启,对共享票进行出售*/
public class Demo01Ticket {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Runnable接口的实现类对象
        RunnableImpl run = new RunnableImpl();
        //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口实现类对象
        Thread t0 = new Thread(run);
        Thread t1 = new Thread(run);
        Thread t2 = new Thread(run);
        //调用start方法开启多线程
        t0.start();
        t1.start();
        t2.start();

    }
}
/* 实现卖票案例*/
public class RunnableImpl implements Runnable {
    //定义一个多线程的共享票源
    private int ticket = 100;

    //设置线程任务:买票
    @Override
    public void run() {
        //使用死循环让卖票重复进行
        while (true){
            //
            //判断票是否存在
            if (ticket>0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖" + ticket + "张票");
                ticket--;
            }
        }

    }
}

产生原理多线程原理 匿名内部类实现线程的创建 线程安全 线程同步 线程状态
线程同步
解决线程安全问题第一种方法
同步代码块

卖票案例 出现了线程安全问题

  • 卖出了不存在的票和重复的票
  • 解决线程安全问题的第一种方案:使用同步代码块
  • 格式:
  • synchronized(锁对象){
  • 可能会出现安全问题的代码(访问共享数据的代码)
  • }
  • 注意:
    1.通过代码块中的锁对象,可以使用任意的对象
    2.但是必须保证多个线程使用的锁对象是同一个
    3.锁对象作用:
    把同步代码块锁住,只让一个线程在同步代码块中执行

例:

public class RunnableImpl implements Runnable {
    //定义一个多线程的共享票源
    private int ticket = 100;
    //创建一个锁对象
    Object obj = new Object();

    //设置线程任务:买票
    @Override
    public void run() {
        //使用死循环让卖票重复进行
        while (true){
            //同步代码块
            synchronized (obj){
                {
                    //判断票是否存在
                    if (ticket>0){
                        try {
                            Thread.sleep(10);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖" + ticket + "张票");
                        ticket--;
                    }
                }
            }
        }

    }
}
/*
*       模拟卖票案例
*       创建三个线程,同时开启,对共享票进行出售*/
public class Demo01Ticket {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Runnable接口的实现类对象
        RunnableImpl run = new RunnableImpl();
        //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口实现类对象
        Thread t0 = new Thread(run);
        Thread t1 = new Thread(run);
        Thread t2 = new Thread(run);
        //调用start方法开启多线程
        t0.start();
        t1.start();
        t2.start();

    }
}

原理:
多线程原理 匿名内部类实现线程的创建 线程安全 线程同步 线程状态
解决线程安全问题的第二种方式:同步方法

卖票案例 出现了线程安全问题

  • 卖出了不存在的票和重复的票

  • 解决线程安全问题的第二种方案:使用同步方法解决

  • 使用步骤:
    1.把访问了共享数据的代码抽取出来,放到一个方法中
    2.在方法上添加synchronized修饰符

    格式:定义方法的格式
    修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(参数列表){
    可能会出现线程安全问题的代码(访问了共享数据的代码)

例:

public class RunnableImpl implements Runnable {
    //定义一个多线程的共享票源
    private int ticket = 100;


    //设置线程任务:买票
    @Override
    public void run() {
        //使用死循环让卖票重复进行
        while (true) {

            payTicket();

        }
    }
            /* 定义一个同步类方法
            *  同步方法也会把方法内部的代码锁住
            *  只让一个线程执行
            *  同步方法的锁对象是谁?
            *  就是实现类对象 new RunnableImpl()
            *  也就是this*/
            public synchronized void payTicket(){
            也可以使用synchronized(this){}
            //判断票是否存在
                if (ticket>0){
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖" + ticket + "张票");
                    ticket--;
                }
            }
            }
/*
*       模拟卖票案例
*       创建三个线程,同时开启,对共享票进行出售*/
public class Demo01Ticket {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Runnable接口的实现类对象
        RunnableImpl run = new RunnableImpl();
        //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口实现类对象
        Thread t0 = new Thread(run);
        Thread t1 = new Thread(run);
        Thread t2 = new Thread(run);
        //调用start方法开启多线程
        t0.start();
        t1.start();
        t2.start();

    }
}

静态同步方法

public class RunnableImpl implements Runnable {
    //定义一个多线程的共享票源
    private static int ticket = 100;


    //设置线程任务:买票
    @Override
    public void run() {
        //使用死循环让卖票重复进行
        while (true) {

            payTicket();

        }
    }
    /*
        静态的同步方法
        锁对象是谁?
        不能是this
        this是创建对象之后产生的,静态方法优先于对象
        静态方法的锁对象是本类的class属性-->class文件对象(反射)
*/
            public static synchronized void payTicket(){
            //判断票是否存在
            也可以使用synchronized(RunnableImpl.class){}
                if (ticket>0){
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖" + ticket + "张票");
                    ticket--;
                }
            }
            }

解决线程安全问题的第三种方式:Lock锁

/* 卖票案例 出现了线程安全问题
*  卖出了不存在的票和重复的票
*
* 解决线程安全问题的第三种方案:使用Lock锁
*    java.util.concurrent.locks.Lock接口
    Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。
    Lock接口中的方法:
        void lock()获取锁。
        void unlock()  释放锁。
    java.util.concurrent.locks.ReentrantLock implements Lock接口


    使用步骤:
        1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象
        2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁
        3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁
    }*/
public class RunnableImpl implements Runnable {
    //定义一个多线程的共享票源
    private static int ticket = 100;
//     1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象

    Lock l = new ReentrantLock();


    //设置线程任务:买票
    @Override
    public void run() {
        //使用死循环让卖票重复进行
        while (true) {
//      2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁
            l.lock();
        //判断票是否存在
            if (ticket>0){
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖" + ticket + "张票");
                ticket--;
            }
//      3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁
            l.unlock();
        }

        }
    }
/*
*       模拟卖票案例
*       创建三个线程,同时开启,对共享票进行出售*/
public class Demo01Ticket {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Runnable接口的实现类对象
        RunnableImpl run = new RunnableImpl();
        //创建Thread类对象,构造方法中传递Runnable接口实现类对象
        Thread t0 = new Thread(run);
        Thread t1 = new Thread(run);
        Thread t2 = new Thread(run);
        //调用start方法开启多线程
        t0.start();
        t1.start();
        t2.start();

    }
}

另外一种写法:

public class RunnableImpl implements Runnable {
    //定义一个多线程的共享票源
    private static int ticket = 100;
//     1.在成员位置创建一个ReentrantLock对象

    Lock l = new ReentrantLock();


    //设置线程任务:买票
    @Override
    public void run() {
        //使用死循环让卖票重复进行
        while (true) {
//      2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法lock获取锁
            l.lock();
        //判断票是否存在
            if (ticket>0){
                try {
                    Thread.sleep(10);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在卖" + ticket + "张票");
                    ticket--;
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }finally {
//      3.在可能会出现安全问题的代码后调用Lock接口中的方法unlock释放锁
                    l.unlock();//无论程序是否异常,都能够把锁释放
                }

            }

        }

        }
    }

线程状态 六种状态
多线程原理 匿名内部类实现线程的创建 线程安全 线程同步 线程状态
1 计时等待状态
2 锁阻塞状态
3 无线等待状态
多线程原理 匿名内部类实现线程的创建 线程安全 线程同步 线程状态
案例分析:

/*
    等待唤醒案例:线程之间的通信
        创建一个顾客线程(消费者):告知老板要的包子的种类和数量,调用wait方法,放弃cpu的执行,进入到WAITING状态(无限等待)
        创建一个老板线程(生产者):花了5秒做包子,做好包子之后,调用notify方法,唤醒顾客吃包子

    注意:
        顾客和老板线程必须使用同步代码块包裹起来,保证等待和唤醒只能有一个在执行
        同步使用的锁对象必须保证唯一
        只有锁对象才能调用wait和notify方法

    Object类中的方法
    void wait()
          在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法前,导致当前线程等待。
    void notify()
          唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
          会继续执行wait方法之后的代码
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个锁对象
        Object obj = new Object();
        //创建一个顾客线程(消费者)
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //保证等待和唤醒只能有一个在执行
                synchronized (obj){
                    System.out.println("告知老板要的包子的种类和数量");
                    try {
                        obj.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                //唤醒之后执行的代码
                System.out.println("吃");
            }
        }.start();
    // 创建一个老板线程(生产者)
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (obj){
                    System.out.println("老板5秒之后做好包子告知顾客");
                    obj.notify();

                }
            }
        }.start();
    }
}

等待状态的两种方法

/*
    进入到TimeWaiting(计时等待)有两种方式
    1.使用sleep(long m)方法,在毫秒值结束之后,线程睡醒进入到Runnable/Blocked状态
    2.使用wait(long m)方法,wait方法如果在毫秒值结束之后,还没有被notify唤醒,就会自动醒来,线程睡醒进入到Runnable/Blocked状态

    唤醒的方法:
         void notify() 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
         void notifyAll() 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
 */
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建锁对象,保证唯一
        Object obj = new Object();
        // 创建一个顾客线程(消费者)
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //一直等着买包子
                while(true){
                    //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术
                    synchronized (obj){
                        System.out.println("顾客1告知老板要的包子的种类和数量");
                        //调用wait方法,放弃cpu的执行,进入到WAITING状态(无限等待)
                        try {
                            obj.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        //唤醒之后执行的代码
                        System.out.println("包子已经做好了,顾客1开吃!");
                        System.out.println("---------------------------------------");
                    }
                }
            }
        }.start();

        // 创建一个顾客线程(消费者)
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //一直等着买包子
                while(true){
                    //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术
                    synchronized (obj){
                        System.out.println("顾客2告知老板要的包子的种类和数量");
                        //调用wait方法,放弃cpu的执行,进入到WAITING状态(无限等待)
                        try {
                            obj.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        //唤醒之后执行的代码
                        System.out.println("包子已经做好了,顾客2开吃!");
                        System.out.println("---------------------------------------");
                    }
                }
            }
        }.start();

        //创建一个老板线程(生产者)
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //一直做包子
                while (true){
                    //花了5秒做包子
                    try {
                        Thread.sleep(5000);//花5秒钟做包子
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    //保证等待和唤醒的线程只能有一个执行,需要使用同步技术
                    synchronized (obj){
                        System.out.println("老板5秒钟之后做好包子,告知顾客,可以吃包子了");
                        //做好包子之后,调用notify方法,唤醒顾客吃包子
                        //obj.notify();//如果有多个等待线程,随机唤醒一个
                        obj.notifyAll();//唤醒所有等待的线程
                    }
                }
            }
        }.start();
    }
}
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未经允许不得转载:作者:2147-魏同学, 转载或复制请以 超链接形式 并注明出处 拜师资源博客
原文地址:《多线程原理 匿名内部类实现线程的创建 线程安全 线程同步 线程状态》 发布于2021-10-08

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