Java多线程的正常使用 - 后端心得

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一个线程的生命周期

线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。

下图显示了一个线程完整的生命周期。

新建状态:
使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。
就绪状态:
当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。
运行状态:
如果就绪状态的线程获取 CPU 资源，就可以执行 run()，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。
阻塞状态:
如果一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种：
- 等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。
- 同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
- 其他阻塞：通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。
死亡状态:
一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。

线程例子：

1.实现Runnable接口：


public class MyRunnable implements Runnable{
private String msg;
	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<10;i++){
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+this.msg);
		}
		
	}
	public MyRunnable(){
		super();
	}
	public MyRunnable(String msg){
		super();
		this.msg=msg;
	}
}


/**
 * 使用Runnable目的就是有共享内容 几个线程共同完成任务
 * @author WQY
 *匿名内部类在Runnable上的使用 
 *不能加参数 必须无参！如果线程只在一处使用，可以选择这种方式，但是可读性较差
 */
//
public class Test3 {
	public static void main(String[] args) {
        for(int i=0;i<10;i++){
        	System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"但可寻所爱");
        }
		MyRunnable m1=new MyRunnable("山海不可平");
		//1.使用匿名内部类（很少使用）
		Thread t1=new Thread(new Runnable() {
			
			@Override
			public void run() {
				for(int i=0;i<10;i++){
		        	System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"山海不可平");
		        }
				
			}
		},"所思隔云端");
		//2.没有使用匿名内部类，实现Runnable接口解决了单一继承限制
		Thread t2=new Thread(m1,"奈何凡肉身");
		t1.start();
		t2.start();
	}
}

2.继承Thread


public class MyThread extends Thread {
private String msg;
public MyThread() {
	super();
}
public MyThread(String name,String msg) {
	super(name);
	this.msg=msg;
}
@Override
public void run() {
	for(int i=0;i<10;i++){
		System.out.println(this.getName()+"\t"+this.msg);
	}
}
}


//主线程 默认名字main
public class Test2 {


           public static void main(String[] args) {
		//MyThread mt1=new MyThread("mt1","一望可相见");
		MyThread mt2=new MyThread("mt2","一步如重城");
		//使用匿名内部类来启动线程
		new Thread("mt1"){
			@Override
			public void run() {
				for(int i=0;i<10;i++){
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"一望可相见");
				}
			}
		}.start();
		//继承Thread建立线程 
		mt2.start();
		for(int i=0;i<10;i++){
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"所爱隔山海");
		}
	}
}

3.窗口卖票例子：


class TicketRunnable implements Runnable {
	private Integer count;
	public TicketRunnable(Integer count) {
		super();
		this.count = count;
	}
	public TicketRunnable() {
		super();
	}
	@Override
	public void run() {
         while(true){
        	 //锁池状态
        	 //同步块  （同步锁）解决脏数据问题。保证一个线程在运行 运行结束别的线程才能进去
        	 synchronized(this){//this是表示当前对象 共享的count 。synchronized目的就是把共享的数据锁住
        	 if(count<=0){
        		 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"exit   窗口:\t"+this.count);
        		 break;
        	 }
        	 try {
        		 //sleep()控制运行时间
				Thread.sleep(100);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
        	 int i=count--;
        	 //count-- 表达式的值后改变 先给表达式赋值在改count的值
        	 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"窗口:\t"+i);
            }
         }
	}
	
}
public class Ticket {
	public static void main(String[] args) {
		MyThreadDemo m=new MyThreadDemo();
		Thread t1=new Thread(m,"窗口1");
		Thread t2=new Thread(m,"窗口2");
		Thread t3=new Thread(m,"窗口3");
		Thread t4=new Thread(m,"窗口4");
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();	
		t4.start();
		}
}

4.经典的生产者消费者模型：

要保证仓库是一个实例


public class Warehouse {
	private List<String> goods=new ArrayList<String>();
	public Warehouse() {
		super();
	}
	public Warehouse(List<String> goods) {
		super();
		this.goods = goods;
	}
	public List<String> getGoods() {
		return goods;
	}
	public void setGoods(List<String> goods) {
		this.goods = goods;
	}
	//同步方法   使用wait() 和notifyAll() 必须在同步里
	public synchronized void customer(){
		if(this.goods.isEmpty()){
			System.out.println("仓库空了");
			try {
				this.wait();//进入等待状态 退出CPU 方法结束，不向下运行
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		/*try {
		Thread.sleep(100);
	} catch (InterruptedException e) {
		e.printStackTrace();
	}*/
		System.out.println("消费者消费了"+this.goods.remove(0));
		this.notifyAll();
	}
	public synchronized void produce(String name){
		if(!this.goods.isEmpty()){
			System.out.println("仓库满了");
			try {
				this.wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		/*try {
		Thread.sleep(100);
	} catch (InterruptedException e) {
		e.printStackTrace();
	}*/
		this.goods.add(name);
		System.out.println("生产者生产了" + name);
		this.notifyAll();
	}
}
//生产者
public class Pro implements Runnable {
	private Warehouse w;
	public Pro() {
		super();
	}
	public Pro(Warehouse w) {
		super();
		this.w = w;
	}
	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<1000;i++){
			this.w.produce("产品"+(i+1));
		}
	}
}
//消费者
public class Cus implements Runnable {
	private Warehouse w;
	public Cus() {
		super();
	}
	public Cus(Warehouse w) {
		super();
		this.w = w;
	}
	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<1000;i++){
			this.w.customer();
		}
	}
}
//测试
public class TestCP {
	public static void main(String[] args) {
		Warehouse w=new Warehouse();
		Pro p=new Pro(w);
		Thread tp=new Thread(p);
		Cus c=new Cus(w);
		Thread tc=new Thread(c);
		
		tp.start();
		tc.start();
	}
}

线程的一些问题：
线程的sleep()方法和yield()方法有什么区别？
答：
① sleep()方法给其他线程运行机会时不考虑线程的优先级，因此会给低优先级的线程以运行的机会；yield()方法只会给相同优先级或更高优先级的线程以运行的机会；
② 线程执行sleep()方法后转入阻塞（blocked）状态，而执行yield()方法后转入就绪（ready）状态；
③ sleep()方法声明抛出InterruptedException，而yield()方法没有声明任何异常；
④ sleep()方法比yield()方法（跟操作系统CPU调度相关）具有更好的可移植性。

当一个线程进入一个对象的synchronized方法A之后，其它线程是否可进入此对象的synchronized方法B？
答：不能。其它线程只能访问该对象的非同步方法，同步方法则不能进入。因为非静态方法上的synchronized修饰符要求执行方法时要获得对象的锁，如果已经进入A方法说明对象锁已经被取走，那么试图进入B方法的线程就只能在等锁池（注意不是等待池哦）中等待对象的锁。

请说出与线程同步以及线程调度相关的方法。
答：
- wait()：使一个线程处于等待（阻塞）状态，并且释放所持有的对象的锁；
- sleep()：使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要处理InterruptedException异常；
- notify()：唤醒一个处于等待状态的线程，当然在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且与优先级无关；
- notityAll()：唤醒所有处于等待状态的线程，该方法并不是将对象的锁给所有线程，而是让它们竞争，只有获得锁的线程才能进入就绪状态；

synchronized关键字的用法？
答：synchronized关键字可以将对象或者方法标记为同步，以实现对对象和方法的互斥访问，可以用synchronized(对象) { … }定义同步代码块，或者在声明方法时将synchronized作为方法的修饰符。在第60题的例子中已经展示了synchronized关键字的用法

线程的优先级

每一个 Java 线程都有一个优先级，这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。

Java 线程的优先级是一个整数，其取值范围是 1 （Thread.MIN_PRIORITY ） - 10 （Thread.MAX_PRIORITY ）。

默认情况下，每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY（5）。

具有较高优先级的线程对程序更重要，并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是，线程优先级不能保证线程执行的顺序，而且非常依赖于平台。

创建一个线程

Java 提供了三种创建线程的方法：

通过实现 Runnable 接口；
通过继承 Thread 类本身；
通过 Callable 和 Future 创建线程。

通过实现 Runnable 接口来创建线程

创建一个线程，最简单的方法是创建一个实现 Runnable 接口的类。

为了实现 Runnable，一个类只需要执行一个方法调用 run()，声明如下：

public
    
   void
    
   run
   (
   )
  

你可以重写该方法，重要的是理解的 run() 可以调用其他方法，使用其他类，并声明变量，就像主线程一样。

在创建一个实现 Runnable 接口的类之后，你可以在类中实例化一个线程对象。

Thread 定义了几个构造方法，下面的这个是我们经常使用的：

Thread
   (
   Runnable
    
   threadOb
   ,
   String
    
   threadName
   )
   ;
  

这里，threadOb 是一个实现 Runnable 接口的类的实例，并且 threadName 指定新线程的名字。

新线程创建之后，你调用它的 start() 方法它才会运行。

void
    
   start
   (
   )
   ;
  
停止线程的几种方法区别
  
sleep()方法（休眠）是线程类（Thread）的静态方法，调用此方法会让当前线程暂停执行指定的时间，将执行机会（CPU）让给其他线程，但是对象的锁依然保持，因此休眠时间结束后会自动恢复（线程回到就绪状态，请参考第66题中的线程状态转换图）。wait()是Object类的方法，调用对象的wait()方法导致当前线程放弃对象的锁（线程暂停执行），进入对象的等待池（wait pool），只有调用对象的notify()方法（或notifyAll()方法）时才能唤醒等待池中的线程进入等锁池（lock pool），如果线程重新获得对象的锁就可以进入就绪状态。

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Java多线程的正常使用

2020-11-20 17:51:26