一、多線程

1.1進程和線程

進程：進程就是操作系統(tǒng)中運行的每一個應用程序。例如：微信，QQ

線程：線程是進程中的每一個任務。

? ? ? ? 多線程：在一個進程中，可以同時執(zhí)行多個線程。同時完成多個任務。

? ? ? ? 并發(fā)：同時發(fā)生。多個線程同時完成任務時。

我們編寫的應用程序運行時，也是一個進程。在我們進程中也是有線程的。

? ? ? ? 第一個現(xiàn)車給稱為主線程：main方法就是第一個線程。

1.2 CPU輪轉(zhuǎn)時間片

內(nèi)存是作用是什么？處理程序數(shù)據(jù)。

CPU是中央處理器。程序想要運行必須使用CPU。

一個CPU同一時間只能處理一個程序運行。

一個程序想要運行必須搶到CPU

1.3 Thread類

Thread是線程的父類

(1) 構(gòu)造方法

public Thread()

public Thread(String name)

? ? ? ? name 是線程的名稱

public Thread(Runnable target)

(2) 常用方法

public synchronized void start()

????????線程啟動方法。 啟動與運行現(xiàn)在不在是相同的概念。

????????線程啟動之后，表示當前這個線程對象可以被運行。

public void run()

????????線程運行方法。

1.4 使用Thread類創(chuàng)建自定義的線程類

創(chuàng)建Thread類的子類。重寫run的方法。為這個方法編寫具體任務代碼

Thread子類：

public class Thread01 extends Thread{@overridepublic void run(){System.out.println("abc");}
}

main方法：

public static void main(String[] args){Thread thread = new Thread01();thread.start();//啟動
}

1.5 為什么要用多線程

示例代碼：

public class Thread01 extends Thread{@overridepublic void run(){for(int i = 1;i <= 1000 ;i++){System.out.println(i+":abc");}}
}

public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread01();//創(chuàng)建了一個新的子線程。thread.start();//啟動子線程。//thread.run();for(int i = 1;i<=1000;i++) {System.out.println(i+":000");}
}

輸出：?

1:000

1:abc

2:abc

3:abc

2:000

4:abc

3:000

?在main方法中調(diào)用了thread.start();就表示在主線程中開辟了一個新的子線程。

主線程與子線程是并列的關系。二個線程之間的執(zhí)行要通過搶CPU。

1.6 使用Runnable接口創(chuàng)建線程任務

線程：線程是在進程中的每一個任務。

Runnable接口就表示的任務接口。

@FunctionalInterface
public interfaceRunnable{public abstract void run();
}

編寫Runnable接口的實現(xiàn)類。任務類

public class Runnbale02 implements Runnable{@Overridepublic void run() {for(int i = 1;i<=1000;i++) {System.out.println(i+":000");}}
}

使用任務類來創(chuàng)建一個線程對象

將任務類交給線程對象進行加載。線程啟動時就可以調(diào)用任務類的run方法。

public static void main(String[] args) {//使用Runnable接口的實現(xiàn)類Runnbale02 runnbale02 = new Runnbale02();Thread thread02 = new Thread(runnbale02);thread02.start();
}

1.7 使用Callable接口編寫任務類

在JDK1.5加入的關于線程的新的類。?

解決了Runnable接口的二個問題：

????????1?異常沒有拋出。調(diào)用線程啟動時類，不知道在線程執(zhí)行過程中有沒有出現(xiàn)異常。

????????2 run方法沒有返回值。調(diào)用線程結(jié)束之后。沒有數(shù)據(jù)返回。

?編寫Callable接口下的實現(xiàn)類。任務類

public class Callable03 implements Callable<String> {@Overridepublic String call() throws Exception {for(int i = 1;i<=1000;i++) {System.out.println(i+":***");}return "任務Callable03執(zhí)行完成！";}
}

1.8 使用線程池執(zhí)行Callable接口的任務

(1) 線程池

池：容器。

線程池是存放大量線程對象的容器。

一個線程對象（Thread?t）可不可能加載多個任務（Runnable?r，Callable?c）?

多個任務以串行方式，以先后順序的方式進行執(zhí)行。有多個任務可以同時使用同一個線程對象。

線程池：就是一個存放了大量線程對象的容器。

????????當有任務需要執(zhí)行時，從線程池中拿一個線程對象。任務執(zhí)行完成之后。將線程對象還給線程池。

(2)線程池Executor接口?

實際開發(fā)時使用Executor接口的子接口ExecutorService

Submit 方法稱為注冊任務方法。

public interface ExcecutorService extends Executor{

? ? ? ? <T>Future<T> submit(Callable<T> task);

}

這是一個創(chuàng)建線程池對象的工具類。

通過這個類的靜態(tài)方法來獲得不同的線程池對象

public class Executors {

返回一個有固定大小的線程池容器對象

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads);

返回只有一個線程對象的線程池對象

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()

返回一個可變化的線程池對象

public static ExecutorService newCachedThreadPool()

}

(3) 返回值Future接口?

用來接收Callable任務執(zhí)行完成之后的返回值。

public interface Future<V> {

獲取返回值對象的方式

V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

}

public static void main(String[] args) {Callable03 callable03 = new Callable03();ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);Future<String> future03 = service.submit(callable03);try {System.out.println(future03.get());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {service.shutdown();}
}

1.9 線程狀態(tài)

(1) 初始狀態(tài)

一個剛被創(chuàng)建好的線程對象，就是初始狀態(tài)的對象。

Thread t = new Thread(new Runnable02());

當前新創(chuàng)建的t線程對象就是初始狀態(tài)

(2) 可運行狀態(tài)

一個線程想要運行必須先搶到CPU。啟動與運行是不同的概念。

當一個線程對象調(diào)用了start()方法啟動了，但還沒有搶到CPU時，都是一個可運行狀態(tài)。

可運行狀態(tài)的線程對象只做一件事：搶CPU。

(3) 運行狀態(tài)

一個搶到CPU正在指向的線程對象。稱為運行狀態(tài)。

當一個運行裝藥的線程對象，CPU時間到期要轉(zhuǎn)換為可運行狀態(tài)。

(4) 終止狀態(tài)

一個執(zhí)行完成run()方法的線程對象，就是終止狀態(tài)。

1.10 線程中的常用屬性和方法

(1) name 屬性

用來表示一個線程對象的名稱?？梢栽趧?chuàng)建線程對象時指定。也可以通過方法指定。

public class NameTest{public static void main(String[] args){Thread t = new Thread(new Runnable02(),"線程1");System.out.println(t.getName());}
}

(2) currentThread()

Thread類的靜態(tài)方法。動態(tài)獲取當前執(zhí)行的線程對象。

? ? ? ? public static native Thread currentThread()

public class Runnable02 implements Runnable{@Overridepublic void run(){for(int i = 1;i <= 10;i++){String name = Thread.currentThread().getName();System.out.println(name+"-"+i+":000");}}}

1.11 阻塞狀態(tài)

線程對象運行過程中，出現(xiàn)以下情況：

? ? ? ? 1 等待IO。做標準輸入時，用戶需要沖控制臺輸入數(shù)據(jù)時。

? ? ? ? 2 sleep方法。當前線程休眠。

當線程遇到以上兩種情況時，會進入阻塞狀態(tài)。并會釋放CPU。

?

二、本地線程對象ThreadLocal<T>類

2.1 本地線程對象是什么

1 本地線程對象其實是一個容器。而且是一個只能保存一個數(shù)據(jù)的容器對象。

2 這個容器在每一個不同的線程中，都有一份自己的實例。

3 每一個線程對象都使用自己的ThreadLocal類的實例。

4 當出現(xiàn)多個線程時，每一個線程中都有一個自己使用的ThreadLocal對象。

2.2 常用方法

public static void main(String[] args){ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>();local.set("zhangsan");String s = local.get();System.out.println(s);
}

三、案例：取款與存款案例

3.1 編寫兩個任務

存款任務

取款任務

3.2 專家原則

專家原則：事情哪個對象最清楚（處理最直接），哪個對象負責

3.3 編寫賬號的類

public class Acount{private Double money;public Acount(Double money){this.money = money;}public Double getMoney() {return money;}public void setMoney(Double money) {this.money = money;}
}

3.4 編寫DAO

public class AcountDAO{public void update(Acount acount,Double money){acount.setMonet(money);}
}

3.5 編寫Service

public class AcountService{private AcountDAO acountDAO = new AcountDAO();public void deposit(Acount acount,Double money){double temp = acount.getMoney();temp = temp + money;acountDAO.update(acount,temp);}public void draw(Acount acount,Double money)throws Exception{double temp = acount.getMoney();if(temp > money){temp = temp - money;acountDAO.update(acount.temp);}else{throw new Exception("余額不足！");}}
}

3.6 編寫任務類

任務類一定是與Service層對接。

存款任務：DepositRunnable

public class DepositRunnable implements Runnable{private AcountService service = new AcountService();private Acount acount;private Double money;public DepositRunnable(Acount acount,Double money){this.acount = acount;this.money = money;}@Overridepublic void run(){service.deposit(acount money);System.out.println("存款成功！"+acount.getMoney());}
}

取款任務：Draw

public class DrawRunnable implements Runnable{private AcountService service = new AcountService();private Acount acount;private Double money;public DrawRunnable(Acount acount, Double money) {this.acount = acount;this.money = money;}@Overridepublic void run() {try {service.draw(acount,money);System.out.println("取款成功！"+acount.getMoney());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();System.out.println(e.getMessage()+"取款失敗！"+acount.getMoney());}}
}

3.7 編寫測試類

public static void main(String[] args) {Acount acount = new Acount(10000.0);DepositRunnable depositRunnable01 = new DepositRunnable(acount,10000.0);DepositRunnable depositRunnable02 = new DepositRunnable(acount,2000.0);DrawRunnable drawRunnable01 = new DrawRunnable(acount,5000.0);Thread t1 = new Thread(depositRunnable01,"自己");Thread t2 = new Thread(depositRunnable02,"父母");Thread t3 = new Thread(drawRunnable01,"女朋友");t1.start();t2.start();t3.start();}

問題！會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的情況。

賬戶的余額會經(jīng)常變化。不是一個正確的固定的數(shù)值

四、線程不安全

線程不安全是指對各線程在操作數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)不正確的情況。

線程不安全的幾個條件：

1? 多個線程????????- ????????多線程

2? 同時操作????????- ????????并發(fā)

3? 同一個數(shù)據(jù)????????- ????????臨界資源

4? 破壞了不可分割的操作時????????- ????????原子性

當以上的情況發(fā)生時，就有可能造成數(shù)據(jù)的不一致。這種情況就稱線程不安全。

當多線程并發(fā)操作臨界資源時，破壞了其原子性操作時，就有可能造成數(shù)據(jù)不一致。

解決方案：線程同步

五、線程同步

線程同步：多個線程以串行的方式執(zhí)行。這種方式稱為線程同步。

? ? ? ? 手拉手一起走，是異步。

串行的方式執(zhí)行：是針對對臨界資源的操作部分以串行的方式操作。

5.1 同步鎖 synchronized

我們使用同步鎖，來保證臨界資源的原子性不被分割。

在執(zhí)行原子性操作之前，先獲取同步鎖對象。之后再執(zhí)行原子性代碼。只有原子性代碼執(zhí)行完后曾之后。我們才會釋放同步鎖對象。

特殊注意：只有使用同一個同步鎖的多個線程，才會以串行的方式執(zhí)行。

必須要保證，多個線程使用的是同一個鎖對象。才能叫多個線程的同步。

一般情況下，挑選臨界資源作為鎖對象更合適。

5.2 同步鎖的使用方式一

synchronized(鎖對象){

? ? ? ? 原子性操作代碼;

}

加入同步鎖的存款任務?

public class DepositRunnable implements Runnable{private AcountService service = new AcountService();private Acount acount;private Double money;public DepositRunnable(Acount acount, Double money) {this.acount = acount;this.money = money;}@Overridepublic void run() {synchronized (acount) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-存款任務開始！");service.deposit(acount, money);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-存款成功！" + acount.getMoney());System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-存款任務結(jié)束！");}}
}

?加入同步鎖的取款任務

public class DrawRunnable implements Runnable {private AcountService service = new AcountService();private Acount acount;private Double money;public DrawRunnable(Acount acount, Double money) {this.acount = acount;this.money = money;}@Overridepublic void run() {synchronized (acount) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-取款開始！");try {service.draw(acount, money);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-取款成功！" + acount.getMoney());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-" + e.getMessage() + "取款失敗！" + acount.getMoney());}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-取款結(jié)束！");}}
}

測試類：

public class Test {public static void main(String[] args) {Acount acount = new Acount(10000.0);//臨界資源DepositRunnable depositRunnable01 = new DepositRunnable(acount,10000.0);DepositRunnable depositRunnable02 = new DepositRunnable(acount,2000.0);DrawRunnable drawRunnable01 = new DrawRunnable(acount,5000.0);DrawRunnable drawRunnable02 = new DrawRunnable(acount,5000.0);Thread t1 = new Thread(depositRunnable01,"自己");Thread t2 = new Thread(depositRunnable02,"父母");Thread t3 = new Thread(drawRunnable01,"女兒");Thread t4 = new Thread(drawRunnable02,"老婆");t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();}
}