Java API —— 多线程(2)

1、JDK5中Lock锁的使用
　　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()
　　　　void unlock()
　　· ReentrantLock
自定义类：

package cn.itcast01;

import java.util.concurrent.locks.Lock;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**

 * Created by gao on 16-1-6.

 */

public class SellTicket implements Runnable {

    private int tickets = 100;

    // 定义锁对象

    private Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override

    public void run() {

        while (true) {

            //加锁

            try {

                lock.lock();

                if (tickets > 0) {

                    try {

                        Thread.sleep(100);

                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();

                    }

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + (tickets--) + "张票");

                }

            } finally {

                //释放锁

                lock.unlock();

            }

        }

    }

}

测试类：

package cn.itcast01;

/**

 * Created by gao on 16-1-6.

 */

/*

 * 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) {

        SellTicket s = new SellTicket();

        Thread t1 = new Thread(s,"窗口1");

        Thread t2 = new Thread(s,"窗口2");

        Thread t3 = new Thread(s,"窗口3");

        t1.start();

        t2.start();

        t3.start();

    }

}

2、死锁问题

1）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

2）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

自定义线程类：

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) {

                    System.out.println("if objB");

                }

            }

        } else {

            synchronized (MyLock.objB) {

                System.out.println("else objB");

                synchronized (MyLock.objA) {

                    System.out.println("else objA");

                }

            }

        }

    }

}

自定义锁：

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();

}

测试类：

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();

    }

}

3、线程间通信

1）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

例子1：

学生类：

package cn.itcast_04;

public class Student {

    String name;

    int age;

}

设置线程类：

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++;

            }

        }

    }

}

获取线程类：

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);

            }

        }

    }

}

测试类：

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）等待唤醒机制

例子1：

学生类：

package cn.itcast05;

/**

 * Created by gao on 16-1-6.

 */

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

}

设置线程类：

package cn.itcast05;

/**

 * Created by gao on 16-1-6.

 */

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++;

                //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

        }

    }

}

获取线程类：

package cn.itcast05;

/**

 * Created by gao on 16-1-6.

 */

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);

                //修改标记

                s.flag = false;

                //唤醒线程

                s.notify(); //唤醒t1

            }

        }

    }

}

测试类：

package cn.itcast05;

/**

 * Created by gao on 16-1-6.

 */

/* 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();

    }

}

例子2（优化）：

学生类：

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();

    }

}

设置线程类：

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++;

        }

    }

}

获取线程类：

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();

        }

    }

}

测试类：

package cn.itcast_07;

/*

 * 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();

    }

}

4、线程的状态转换图

5、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)

自定义线程类：

package cn.itcast06;

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override

    public void run() {

        for (int x = 0; x < 100; x++) {

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);

        }

    }

}

测试类：

package cn.itcast06;

/*

 * 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());

    }

}

6、线程池

1）

2）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。

3）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)

4）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

例子1：

自定义线程类：

package cn.itcast_08;

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override

    public void run() {

        for (int x = 0; x < 100; x++) {

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);

        }

    }

}

测试类：

package cn.itcast_08;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

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();

    }

}

例子2：

自定义线程类：

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;

    }

}

测试类：

package cn.itcast_09;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

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();

    }

}

例子3：线程求和

自定义线程类：

package cn.itcast10;

import java.util.concurrent.Callable;

/**

 * Created by gao on 16-1-7.

 */

public class MyCallable implements Callable<Integer> {

    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;

    }

}

测试类：

package cn.itcast10;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.Future;

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();

    }

}

7、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.itcast10;

/**

 * Created by gao on 16-1-7.

 */

/*

 * 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 ThreadDemo01 {

    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);

                }

            }

        }) {

            public void run() {

                for (int x = 0; x < 100; x++) {

                    System.out.println("world" + ":" + x);

                }

            }

        }.start();

    }

}

8、定时器
　　1）定时器是一个应用十分广泛的线程工具，可用于调度多个定时任务以后台线程的方式执行。在Java中，可以通过Timer和TimerTask类来实现定义调度的功能
　　2）Timer
　　　　· public Timer()
　　　　· public void schedule(TimerTask task, long delay)
　　　　· public void schedule(TimerTask task,long delay,long period)
　　3）TimerTask
　　　　· public abstract void run()
　　　　· public boolean cancel()
　　4）开发中
　　　　· Quartz是一个完全由java编写的开源调度框架。
例子1：

package cn.itcast_12;

import java.util.Timer;

import java.util.TimerTask;

/*

 * 定时器：可以让我们在指定的时间做某件事情，还可以重复的做某件事情。

 * 依赖Timer和TimerTask这两个类：

 * Timer:定时

 *         public Timer()

 *         public void schedule(TimerTask task,long delay)

 *         public void schedule(TimerTask task,long delay,long period)

 *         public void cancel()

 * TimerTask:任务

 */

public class TimerDemo {

    public static void main(String[] args) {

        // 创建定时器对象

        Timer t = new Timer();

        // 3秒后执行爆炸任务

        // t.schedule(new MyTask(), 3000);

        //结束任务

        t.schedule(new MyTask(t), 3000);

    }

}

// 做一个任务

class MyTask extends TimerTask {

    private Timer t;

    public MyTask(){}

    public MyTask(Timer t){

        this.t = t;

    }

    @Override

    public void run() {

        System.out.println("beng,爆炸了");

        t.cancel();

    }

}

例子2：

package cn.itcast_12;

import java.util.Timer;

import java.util.TimerTask;

public class TimerDemo2 {

    public static void main(String[] args) {

        // 创建定时器对象

        Timer t = new Timer();

        // 3秒后执行爆炸任务第一次，如果不成功，每隔2秒再继续炸

        t.schedule(new MyTask2(), 3000, 2000);

    }

}

// 做一个任务

class MyTask2 extends TimerTask {

    @Override

    public void run() {

        System.out.println("beng,爆炸了");

    }

}

例子3：

package cn.itcast_12;

import java.io.File;

import java.text.ParseException;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Date;

import java.util.Timer;

import java.util.TimerTask;

/*

 * 需求：在指定的时间删除我们的指定目录(你可以指定c盘，但是我不建议，我使用项目路径下的demo)

 */

class DeleteFolder extends TimerTask {

    @Override

    public void run() {

        File srcFolder = new File("demo");

        deleteFolder(srcFolder);

    }

    // 递归删除目录

    public void deleteFolder(File srcFolder) {

        File[] fileArray = srcFolder.listFiles();

        if (fileArray != null) {

            for (File file : fileArray) {

                if (file.isDirectory()) {

                    deleteFolder(file);

                } else {

                    System.out.println(file.getName() + ":" + file.delete());

                }

            }

            System.out.println(srcFolder.getName() + ":" + srcFolder.delete());

        }

    }

}

public class TimerTest {

    public static void main(String[] args) throws ParseException {

        Timer t = new Timer();

        String s = "2014-11-27 15:45:00";

        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

        Date d = sdf.parse(s);

        t.schedule(new DeleteFolder(), d);

    }

}

多线程常见面试题

1）多线程有几种实现方案，分别是哪几种?

　　两种。继承Thread类和实现Runnable接口。扩展一种：实现Callable接口。这个得和线程池结合。

2）同步有几种方式，分别是什么?

　　两种。同步代码块同步方法

3）启动一个线程是run()还是start()?它们的区别?

　　启动一个线程是start()。run():封装了被线程执行的代码,直接调用仅仅是普通方法的调用。start():启动线程，并由JVM自动调用run()方法。

4）sleep()和wait()方法的区别

　　sleep():必须指时间;不释放锁。wait():可以不指定时间，也可以指定时间;释放锁。

5）为什么wait(),notify(),notifyAll()等方法都定义在Object类中

　　因为这些方法的调用是依赖于锁对象的，而同步代码块的锁对象是任意锁。而Object代码任意的对象，所以，定义在这里面。

6）线程的生命周期图

　　新建 -- 就绪 -- 运行 -- 死亡

　　新建 -- 就绪 -- 运行 -- 阻塞 -- 就绪 -- 运行 -- 死亡

巴特西

Java API —— 多线程(2)

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