Java_高级_多线程

本文主要是介绍Java_高级_多线程，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

学自 尚硅谷

- 一、多线程
- - 1.基本概念
  - - 程序、进程、线程
    - 单核CPU和多核CPU的理解
    - 使用多线程的优点
    - 何时需要多线程
  - 2.线程的创建和使用
  - - 方式一：继承于Thread类
    - 方式二：
    - 比较创建线程的两种方式
    - 线程优先级
    - Thread类的有关方法
  - 3.线程的生命周期
  - 4.线程安全
  - - (1)引入
    - (2)方式一：同步代码块
    - (3)方法二：同步方法
    - (4)方式三：Lock(锁)
  - 5.线程的死锁
  - 6.线程通信
  - - 涉及到的三个方法
    - sleep()和wait()的异同
  - 7.JDK5.0新增两种创建线程方式
  - - 实现Callable接口
    - 使用线程池
  - 6.案例

一、多线程

1.基本概念

程序、进程、线程

程序：是为了完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码，静态对象。

进程：是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程：他有自身的产生、存亡和消亡的过程（生命周期）。

线程：进程可进一步细化为线程，是一程序内部的一系列执行路径。

若一个进程同一时间并执行多个线程。就是支持多线程的。
线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器（pc），线程切换的开销小。
一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间(它们从同一堆中分配对象)，可以访问相同的变量和对象。这使得线程间通讯更简介、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能会带来安全的隐患。

单核CPU和多核CPU的理解

单核CPU，其实是一种假的多线程，因为在一个时间单元内，也只能执行一个进程的任务。但是因为CPU时间单元特别短，因此感觉不出来。
如果是多核的话，才能更好的发挥多线程的效率。
一个Java应用程序java.exe，其实至少有三个进程：main()主线程，gc()垃圾回收线程。一次处理线程。当然如果发生异常。会影响主线程。
并发与并行
- 并行：多个CPU同时执行多个任务。
- 并发：一个CPU（采用时间片）同时执行多个任务。

使用多线程的优点

提高应用程序的相应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验。
提高计算机系统CPU的利用率。
改善程序结构，将既长又复杂的进行分为多线程，独立运行，利于理解和改善。

何时需要多线程

程序需要同时执行两个或多个任务。
程序需要实现一些需要等待的任务时，如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等。
需要一些后台运行的程序时。

2.线程的创建和使用

java语言的jvm运行程序运行多个线程，它通过java.lang.Thread类来体现。

Thread类的特性：

每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的，经常把run()方法的主体称为线程体；
通过该Thread对象的star()方法来启动这个线程，而非直接调用run()；

方式一：继承于Thread类

方法步骤：

1.创建一个继承于Thread类的子类；

2.重写Thread类的run() --》将此线程执行的操作声明在run()中

3.创建Thread类的子类的对象；

4.通过此对象调用start()

//1.创建一个继承于thread类的子类
class MyThread extends Thread{
    //2.重写thread类的run()
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建Thread类的子类的对象
        MyThread t1 = new MyThread();
        //4.通过此对象调用star():先启动当前线程，再调用当前线程的run()
        t1.start();
        //问题一：我们不能通过直接调用run()的方式启动线程 t1.run()

        //问题二：再启动一个线程，不可以还让star()的线程去执行。会报错.可以重新创建一个线程的对象
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(i + "***********");
            }
        }
    }
}

创建Thread类的匿名子类的方法:

package threadtest;
//创建两个分线程，一个线程遍历100以内奇数，一个遍历偶数
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
//        //1.一般写法
//        MyThread1 m1 = new MyThread1();
//        MyThread2 m2 = new MyThread2();
//        m1.start();
//        m2.start();
        //2.创建Thread类的匿名子类的方法
        new Thread(){
            public void run(){
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    if(i % 2 == 0){
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
                    }
                }
            }
        }.start();
        new Thread(){
            public void run(){
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    if(i % 2 != 0){
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
                    }
                }
            }
        }.start();
    }
}
class MyThread1 extends Thread{
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
}
class MyThread2 extends Thread{
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 != 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
}

方式二：

方法步骤：

1.创建一个实现了Runnable接口的类；

2.实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()

3.创建实现类的对象；

4.将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象

5.通过Thread类的对象调用start()

package threadtest;

//创建多线程的方式二：实现runnable接口
//1.创建一个实现了Runnable接口的类
class MTHread implements Runnable{
    //2.实现类去实现接口中的抽象方法：run()
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
}
public class ThreadTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建实现类的对象
        MTHread mtHread = new MTHread();
        //4.将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象
        Thread t1 = new Thread(mtHread);
        t1.setName("线程1");
        //5.通过Thread类的对象调用start() a:启动线程 b:调用当前线程的run()--》调用了Runnable类型的target的run()方法
        t1.start();
        //再启动一个线程遍历
        Thread t2 = new Thread(mtHread);
        t2.setName("线程2");
        t2.start();
    }
}

比较创建线程的两种方式

开发中：优先选择：实现Runnable接口的方式

原因：

实现的方式没有类的单继承性的局限性；
实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况；

联系：public class Thread implements Runnable

相同点：两种方式都需要重写run()，将线程要执行的逻辑说明在run()中。

练习：

package threadtest;

//例子：船舰三个窗口买票，总票数为100张
//存在线程安全问题，之后解决
class Window extends Thread{
    private static int ticket = 100;
    public void run(){
        while (true){
            if(ticket > 0){
                System.out.println(getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);
                ticket--;
            }else {
                break;
            }
        }
    }
}
public class WindowTest {
    public static void main(String[] args) {
        Window t1 = new Window();
        Window t2 = new Window();
        Window t3 = new Window();

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

package threadtest;

//例子：船舰三个窗口买票，总票数为100张
//存在线程安全问题，之后解决
class Window extends Thread{
    private static int ticket = 100;
    public void run(){
        while (true){
            if(ticket > 0){
                System.out.println(getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);
                ticket--;
            }else {
                break;
            }
        }
    }
}
public class WindowTest {
    public static void main(String[] args) {
        Window t1 = new Window();
        Window t2 = new Window();
        Window t3 = new Window();

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

线程优先级

Java调度方法：

同优先级线程组成先进出队列（先到先服务）。使用时间片策略
对高优先级，使用优先调度的抢占式策略（高优先级的线程抢占cpu）

线程的优先级等级：

MAX_PRIORITY：10
MIN_PRIORITY：1
NORM_PRIORITY：5

涉及的方法：

getPriority()：返回线程优先级
setPriority(int newPriority)：改变线程的优先级

说明：

线程创建时继承父线程的优先级
低优先级只是获得调度的概率低，并非一定是在高优先级线程之后才被调用

Thread类的有关方法

start()：启动当前线程；调用当前线程的run()；
run()：通常需要重写Thread类中的此方法，将创建的线程要执行的操作声明在此方法中；
currentThread()：静态方法，返回执行当前代码的线程；
getName()：获取当前线程的名字；
setName()：设置当前线程名字；
yield()：释放当前cpu的执行权；
join()：在线程a中调用线程b的join()，此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b完全执行完以后，线程a才结束阻塞状态。
stop()：已过时。当执行此方法时，强制结束当前线程。
sleep(long millitime)：让当前线程“睡眠”指定的毫秒。指定的毫秒内，当前线程是阻塞状态。
isAlive()：判断当前线程是否存活。

package threadtest;

class HelloThread extends Thread{
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
//                try {
//                    sleep(10);
//                } catch (InterruptedException e) {
//                    e.printStackTrace();
//                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().getPriority() + i);
            }
//            if(i % 20 == 0){
//                this.yield();//释放当前cpu的执行权
//            }
        }
    }
    //给线程命名的方法
    public HelloThread(String name){
        super(name);
    }
}
public class ThreadTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        HelloThread h1 = new HelloThread("Thread:1");
//        h1.setName("线程1");
        //设置分线程优先级,并不一定优先级比主线程高
        h1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        h1.start();

        //给主线程命名
        Thread.currentThread().setName("主线程");
        Thread.currentThread().setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + Thread.currentThread().getPriority()+ i);
            }
            if(i == 20){
                try {
                    h1.join();//在线程a中调用线程b的join()，此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b完全执行以后，线程a才结束阻塞状态
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        System.out.println(h1.isAlive());
    }
}

3.线程的生命周期

JDK中用Thread.State类定义了线程的几种状态；

要实现多线程，必须在主线程中创建新的线程对象。Java语言使用Thread类及其子类的对象来表示线程，在它的一个完整的生命周期中通常要经历如下的五种状态：

新建：当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新键状态；
就绪：处于新建状态的线程被start()后，将进入线程队列等待CPU时间片，此时它已具备了运行的条件，只是没分配到CPU资源；
运行：当就绪的线程被调度并获得CPU资源时，便进入了运行状态，run()方法定义了线程的操作和功能；
阻塞：在某种特殊情况下，被人为挂起或执行输入输出操作时，让出CPU并临时中止自己的执行，进入阻塞状态；
死亡：线程完成了它的全部工作或线程被提前强制性地中止或出现异常导致结束。

4.线程安全

(1)引入

问题：在卖票的过程中，出现了重票、错票的情况（出现了线程安全问题）；

原因：当某个线程操作车票的过程中，尚未操作完成时，其他线程参与进来，也操作车票的售卖；

如何解决：当一个线程a在操作ticket的时候，其他线程不能参与进来，直到线程a操作完ticket时，线程才可以开始操作ticket。这种情况即使线程a出现了阻塞，也不能被改变。

在Java中，我们通过同步机制，来解决线程的安全问题。

(2)方式一：同步代码块

格式：

synchronized(同步监视器){

//需要被同步的代码

}

说明：

操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码；
共享数据：多个线程共同操作的变量。比如：ticket就是共享数据。
同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁。要求：多个线程必须要公用同一把锁。
在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。

package threadtest;


//使用实现Runnable接口的方式
class Window2 implements Runnable{
    private int ticket = 1000;
    Object obj = new Object();//共用同一个锁
    public void run(){
        //Object obj = new Object();//没有共用同一个锁，线程不安全
        while (true){
            synchronized (this){//此时的this是对象w   //synchronized (obj) {
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);
                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

public class WindowTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        Window2 w = new Window2();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

package threadtest;

//例子：船舰三个窗口买票，总票数为100张
//使用同步代码块解决继承Thread类的方式的线程安全问题
//在继承Thread类创建多线程的方式中，慎用this充当同步监视器，可以考略使用class类来充当同步监视器
class Window3 extends Thread{
    private static int ticket = 100;
    private static Object a = new Object();//静态，公共一个对象
    public void run(){
        while (true){
            //synchronized (a) {//这里不也能使用this
            synchronized (Window3.class){//也可以这样写，类也是对象
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);
                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

public class WindowTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        Window3 t1 = new Window3();
        Window3 t2 = new Window3();
        Window3 t3 = new Window3();

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

(3)方法二：同步方法

如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的。

package threadtest;

//使用同步方法解决实现Runnable接口的线程安全问题

class Window4 implements Runnable{
    private int ticket = 1000;
    public void run(){
        while (true){
                show();
        }
    }
    private synchronized void show(){//同步方法(同步监视器：this)
        if (ticket > 0) {
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);
            ticket--;
        }
    }
}

public class WindowTest5 {
    public static void main(String[] args) {
        Window4 w = new Window4();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

package threadtest;

//使用同步方法解决线程安全的问题
class Window5 extends Thread{
    private static int ticket = 100;
    public void run(){
        while (true){
            show();
        }
    }
    private static synchronized void show(){//同步监视器是当前的类。Windou5.class
//    private synchronized void show(){//同步监视器t1,t2,t3仍存在线程安全问题，此种解决方式错误
        if(ticket > 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为：" + ticket);
            ticket--;
        }
    }
}

public class WindowTest6 {
    public static void main(String[] args) {
        Window5 t1 = new Window5();
        Window5 t2 = new Window5();
        Window5 t3 = new Window5();

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

关于同步方法的总结：

同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显示的声明。
非静态的同步方法，同步监视器：this
静态的同步方法，同步监视器时：当前类本身

(4)方式三：Lock(锁)

从JDK5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制----通过显示定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当。
java.util.concurrent.lock.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock锁对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象。
ReentrantLock类实现了Lock，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentratLock，可以显示加锁、释放锁。

package lock;

//解决线程安全问题的方三：Lock锁   JDK5.0新增

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

class Window implements Runnable{
    private int ticket = 100;
    //1.实例化
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            try{
                //2.调用锁定方法lock()
                lock.lock();

                if(ticket > 0){

                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":售票，票号为：" + ticket);
                    ticket--;
                }else {
                    break;
                }
            }finally {
                //3.调用解锁方法
                lock.unlock();
            }
        }

    }
}
public class LockTest {
    public static void main(String[] args) {
        Window w = new Window();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

synchronized与Lock的对比：

Lock是显示锁（手动开启和关闭锁，别忘了关锁），synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放；
Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁；
使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）
优先使用顺序：Lock --》同步代码块 --》同步方法

面试题：synchronized与lock的异同？

二者都可以解决线程安全问题；
synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器
lock需要手动的启动同步（lock()），同时结束同步也需要手动实现（unlock()）

5.线程的死锁

不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁。
出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所有的线程都处于阻塞状态，无法继续。

解决方法：

专门的算法、原则
尽量减少同步资源的定义
尽量避免嵌套同步

package sisuo;

//演示线程的死锁问题
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer s1 = new StringBuffer();
        StringBuffer s2 = new StringBuffer();

        new Thread(){
            public void run(){
                synchronized (s1){

                    s1.append("a");
                    s2.append("1");

                    try {
                        Thread.sleep(10000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    synchronized (s2){
                        s1.append("b");
                        s2.append("2");


                        System.out.println(s1);
                        System.out.println(s2);
                    }
                }
            }
        }.start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (s2){
                    s1.append("c");
                    s2.append("3");

                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    synchronized (s1) {
                        s1.append("d");
                        s2.append("4");

                        System.out.println(s1);
                        System.out.println(s2);
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

6.线程通信

线程通信例子：使用线程打印1-100。线程1，线程2 交替答打印。

package threadcommunication;

//线程通信例子：使用线程打印1-100。线程1，线程2 交替答打印。


class Number implements Runnable{
    private int number = 1;

    @Override
    public void run() {
        while (true){

            synchronized (this){//此处的this和notify、wait的对象保持一致

                this.notify();//唤醒

                if (number <= 100){

                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

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

                    try {
                        //使得调用wait方法的线程进入阻塞状态（注意：执行wait会释放锁）
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                }else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}
public class Communicate {
    public static void main(String[] args) {
        Number number = new Number();
        Thread t1 = new Thread(number);
        Thread t2 = new Thread(number);

        t1.setName("线程1");
        t2.setName("线程2");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

涉及到的三个方法

wait()：一旦执行此方法，当前线程就会进入阻塞状态，并释放同步监视器。

notify()：一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的。

notifyAll()：一旦执行次方法，就会唤醒所有别wait的线程。

说明

wait()，notify()，notiyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。
wait()，notify()，notiyAll()三个方法调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。否则，会出现IllegalMonitorStateException异常；
wait()，notify()，notiyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。

sleep()和wait()的异同

相同：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。
不同：
- 两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep()，Obje类中声明wait()
- 调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。wait()必须使用在同步代码块或同步方法中；
- 关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放，wait()会释放；

7.JDK5.0新增两种创建线程方式

实现Callable接口

与使用Runnable相比，Callable功能更强大：

相比run()方法，可以有返回值；
方法可以抛出异常；
支持泛型的放回值；
需要借助FutureTask类，比如获取返回结果；

补充：Future接口

可以对具体Runnable、Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等；
FutureTask是Future接口的唯一的实现类；
FutureTask同时实现了Runnable，Future接口。它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值；

package threadnew;

//创建线程的方式三：实现Callable接口 JDK5.0


import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

//1.创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable{

    //2.实现call方法，将次线程需要执行的操作声明在call()中
    @Override
    public Object call() throws Exception {//相当于run方法
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i < 100; i++) {
            if (i %2 == 0){
                System.out.println(i);
                sum += i;
            }
        }
        return sum;//装箱
    }
}

public class newThread {
    public static void main(String[] args) {
        //3.创建Callable接口实现类的对象
        NumThread numThread = new NumThread();

        //4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象
        FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);

        //5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象。并调用start()
        new Thread(futureTask).start();

        //（6）.获取Callable中的call()返回值
        try {
            //get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值
            Object sum = futureTask.get();
            System.out.println("总和为：" + sum);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用线程池

背景：经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。

思路：提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。

好处：

提高相应速度（减少了创建新线程的时间）；
降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
便于线程管理：

corePoolSize：核心池的大小；
maximumPoolSize：最大线程数；
keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止；

线程池相关API：

JDK5.0提供了线程池相关API：ExecutorService和Executor；
ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
- void execute(Runnable command)：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable；
- < T>Future< T>submit(Callable< T>task)：执行任务，有返回值，一般又来执行Callable；
- void shutdown()：关闭连接池；
Executors：工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程
- Executors.newCachedThreadPool()：创建一个可根据需要创建新线程的线程池；
- Executors.newFixedThreadPool(n)：创建一个可重用固定线程数的线程池；
- Executors.newSingleThreadExecutor()：创建一个只有一个线程的线程池；
- Executors.newScheduledThreadPool(n)：创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行；

package threadnew;

//创建线程的方式四：线程池
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

class NumberThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":"  + i);
            }
        }
    }
}

class NumberThread1 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if(i % 2 != 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
}

public class ThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.提供指定线程数量的线程池
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

        //设置线程池的属性（体现管理）
        ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;
        service1.setCorePoolSize(15);
//        service1.setKeepAliveTime();


        //2.执行指定的线程操作，需要提供实现Runnable的接口或Callable接口实现类的对象
        service.execute(new NumberThread());//适合使用Runnable
        service.execute(new NumberThread1());//适合使用Runnable

//        service.submit(Callable callable);//适合使用于Callable

        //3.关闭连接池
        service.shutdown();
    }
}

6.案例

package threadexercise;

//使用继承的方式
//银行有一个账户。有两个储户分别向同一个账户存3000元，存3次。每次存完打印账户余额
class Account{
    private double balance;
    public Account(double balance){
        this.balance = balance;
    }
    //存钱
    public synchronized void deposit(double amt){//this指向account
        if(amt > 0){
            balance +=amt;

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "存钱成功，余额为：" + balance);
        }
    }
}
class Customer extends Thread{

    private  Account account;
    public Customer(Account acct){
        this.account = acct;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            account.deposit(1000);
        }
    }
}
public class AccountTest {
    public static void main(String[] args) {
        Account acct = new Account(0);
        Customer c1 = new Customer(acct);
        Customer c2 = new Customer(acct);

        c1.setName("甲");
        c2.setName("乙");

        c1.start();
        c2.start();
    }
}

package threadexercise;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

//使用lock锁的方式
//银行有一个账户。有两个储户分别向同一个账户存3000元，存3次。每次存完打印账户余额
class Account2{
    public double balance;

    public Account2(double balance){
        this.balance = balance;
    }
    public double getBalance(){
        return this.balance;
    }
}
class Customer2 extends Thread{

    private  Account2 account;
    public Customer2(Account2 acct){
        this.account = acct;
    }
    //1.实例化
    private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();//此处static很重要，不加static，这个lock不唯一，每创建一个Customer就有一个lock
    @Override
    public void run() {


        try{
            //2.调用锁定方法lock()
            lock.lock();
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                account.balance += 1000;

                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "存钱成功，余额为：" + account.balance);
            }
        }finally {

            //3.调用解锁方法
            lock.unlock();
        }
    }
}
public class AccountTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Account2 acct = new Account2(0);
        Customer2 c1 = new Customer2(acct);
        Customer2 c2 = new Customer2(acct);

        c1.setName("甲");
        c2.setName("乙");

        c1.start();
        c2.start();
    }
}

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