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环球头条：多线程全面总结

来源：博客园

1.单线程

单线程：只有一个线程，即CPU只执行一个任务（一个线程）


(资料图)

1 class Hero{ 2     String name; 3     Hero(String name){ 4         this.name = name; 5     } 6     public void show(){ 7         System.out.println(name + "。。。。。"); 8     } 9 }10 11 public class ThreadDemo {12     public static void main(String[] args) {13         Hero d1 = new Hero("亚瑟");14         Hero d2 = new Hero("妲己");15         Hero d3 = new Hero("貂蝉");16         d1.show();17         d2.show();18         d3.show();19     }20 }

结果：，多线程顺序可能会不一样

2.多线程

多线程：就是多个线程同时运行，一个CPU执行多个任务（线程）

  • 优点：能让代码同时执行，可以大大提高效率
  • 能让代码同时执行，可以大大提高效率

1.主线程

java中，main方法是程序的入口，所以 main 方法被称为：主方法

  • 执行 main 方法中代码的线程，被称为：主线程

需要注意的地方有 2 点：

  1. main 方法中的代码都是有 main 线程执行的
  2. 在 main 方法中调用其他方法，那么其他方法中的代码也是由main线程执行

2.创建线程

除了主线程外，java允许我们自己创建线程，通常有 2 种方式：

  • 继承Thread类
  • 实现Runnable接口

1.Thread类

java中有一个专门描述线程的类：Thread，通过继承这个类可以创建自己的线程，比如：

1 //1. 继承Thread 2 class Hero extends Thread{ 3     String name; 4     Hero(String name){ 5         this.name = name; 6     } 7     //2. 复写run方法 8     @Override 9     public void run(){10         System.out.println(name + "。。。。。");11     }12 }13 14 public class ThreadDemo {15     public static void main(String[] args) {16         //3. 创建线程对象17         Hero yase = new Hero("亚瑟");18         Hero daji = new Hero("妲己");19         Hero diaochao = new Hero("貂蝉");20         //4. 调用start方法：启动线程，之后会自动执行 run 方法21         yase.start();22         daji.start();23         diaochao.start();24     }25 }

结果：

注意：想要启动一个线程，必须调用的是 start 方法，只是调用 run 方法并不会开启新的线程

启动线程方法start()和run()区别

在Java中启动线程有两种方式：调用start()方法和调用run()方法。它们的区别如下：

  • 调用start()方法：会启动一个新线程，并在新线程中执行run()方法里面的代码。
  • 调用run()方法：不会启动新线程，而是在当前线程中同步执行run()方法里面的代码。
  • 只有调用start()方法，才会表现出多线程的特性，不同线程的run()方法里面的代码交替执行。如果只是调用run()方法，那么代码还是同步执行的，必须等待一个线程的run()方法里面的代码全部执行完毕之后，另外一个线程才可以执行其run()方法里面的代码。

2.实现Runnable接口

实现 java 中的 Runnable 接口并复写 run 方法，也能创建线程，比如：

1 //1. 实现Runnable接口 2 class Hero implements Runnable{ 3     String name; 4     Hero(String name){ 5         this.name = name; 6     } 7     //2. 实现run方法 8     @Override 9     public void run() {10         System.out.println(name + "。。。。。");11     }12 }13 public class ThreadDemo {14     public static void main(String[] args) {15         //3. 创建Thread对象时把Runnable对象作为参数扔进去16         Thread t1 = new Thread(new Hero("亚瑟"));17         Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"));18         Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"));19         //4.调用start方法，启动一个线程，会自动调用run方法20         t1.start();21         t2.start();22         t3.start();23     }24 }

结果：

通常在学习时，我们都用 ‘匿名内部类’创建线程，比如：

1 public static void main(String[] args) { 2     //使用 匿名内部类 创建线程 3     Thread yase = new Thread(new Runnable() { 4         @Override 5         public void run() { 6             System.out.println("使用匿名内部类创建一个线程。。。。。。"); 7         } 8     },"yase"); 9     yase.start();10 }

实现 Runnable 接口和继承 Thread 比较：

  • java不支持多继承，如果继承Thread，那么就不能继承其他类了
  • java支持多实现，如果实现Runnable，不但可以实现其他接口，也可以继承其他类

工作中推荐使用 Runnable 的方式创建线程

3.线程名

为了区分不同的线程，默认情况下每个线程都有名称

1.获取线程名

通过调用 getName() 方法获取

结果：

2.主线程名字

主线程也是有名称的，但是我们无法使用 this.getName() 获取主线程的名称

  • 想要获取主线程名称，得先获取主线程对象

Thread类中有一个静态方法：currentThread()，用来获取当前线程对象，比如：

结果：

推荐使用：Thread.currentThread().getName() 获取线程名称

3.设置线程名

如果对默认的名称不满意，也可以在创建对象的时候自定义线程名称

  1. 继承 Thread 类

代码：

1 class Hero extends Thread{ 2     String name; 3     //1. 增加一个 threadName 参数，作为线程名 4     Hero(String name,String threadName){ 5         //2. 调用super，把自定义名称扔给父类 6         super(threadName); 7         this.name = name; 8     } 9     @Override10     public void run(){11         //3. 通过Thread.currentThread().getName()获取线程名称12         System.out.println(name + "。。。。。"+Thread.currentThread().getName());13     }14 }15 16 public class ThreadDemo {17     public static void main(String[] args) {18         //4. 创建Thread实例对象，自定义线程名19         Hero d1 = new Hero("亚瑟", "心灵战士");20         Hero d2 = new Hero("妲己","女仆咖啡");21         Hero d3 = new Hero("貂蝉", "异域舞娘");22         d1.start();23         d2.start();24         d3.start();25     }26 }

结果：

2.实现Runnable接口

1 class Hero implements Runnable{ 2     String name; 3     Hero(String name){ 4         this.name = name; 5     } 6     @Override 7     public void run() { 8         System.out.println(name + "。。。。。"+Thread.currentThread().getName()); 9     }10 }11 public class ThreadDemo {12     public static void main(String[] args) {13         //创建Thread对象时候，直接把线程名称扔进去14         Thread t1 = new Thread(new Hero("亚瑟"), "心灵战士");15         Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"), "女仆咖啡");16         Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"), "异域舞娘");17         t1.start();18         t2.start();19         t3.start();20     }21 }

结果：

4.线程名好处

线程名在实际工作中很重要，有以下好处

  1. 调试方便：当程序运行出现问题时，如果每个线程都有自己的名称，可以快速定位问题
  2. 可读性提高：如果代码中存在多个线程，如果有名称可以使得代码更易于理解和维护。
  3. 日志记录方便：当出现问题时，如果线程有名称，根据日志可以更方便地识别每个线程的相关信息

例：

1 class Hero implements Runnable{ 2     String name; 3     Hero(String name){ 4         this.name = name; 5     } 6     @Override 7     public void run() { 8         //如果 name 为null，会报异常 9         if(this.name.length()>0){10             System.out.println("aaaaaaaaaaaa");11         }12         System.out.println(name + "。。。。。");13     }14 }15 public class Demo {16     public static void main(String[] args) {17         Thread t1 = new Thread(new Hero(null));18         Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"));19         Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"));20         //4.调用start方法，启动一个线程，会自动调用run方法21         t1.start();22         t2.start();23         t3.start();24 25     }26 }

上面代码中没有设置线程名，结果：

上图中虽然有默认的线程名，但是根据 Thread-0 很难定位到 Thread t1 = new Thread(new Hero(null)); 这句代码在什么地方

修改代码，设置线程名：

1 Thread t1 = new Thread(new Hero("亚瑟"), "心灵战士");2 Thread t2 = new Thread(new Hero("妲己"), "女仆咖啡");3 Thread t3 = new Thread(new Hero("貂蝉"), "异域舞娘");

结果：

4.多线程提高工作效率

示例：医生给病人看病，一个人需要10分钟，两个人就需要20分钟，如果两个医生，那么一共需要10分钟

示例：

1 class SickPerson{ 2     String name; 3  4     public SickPerson(String name){ 5         this.name = name; 6     } 7 } 8  9 public class ThreadTest {10     public static void main(String[] args) {11         //1. 利用数组模拟两个病人12         SickPerson[] arr = new SickPerson[]{new SickPerson("yase"), new SickPerson("daji")};13     14         Thread bianque = new Thread(new Runnable() {15             @Override16             public void run() {17                 System.out.println("扁鹊开始看病。。。。");18                 //2. 使用 for 循环，一个个的处理病人19                 for(int i = 0;i
结果：
开启两个线程
1         //用数组模拟两个病人 2         SickPerson yase = new SickPerson("yase"); 3         SickPerson daji = new SickPerson("daji"); 4  5 //        SickPerson[] arr = new SickPerson[]{new SickPerson("yase"),new SickPerson("daji")}; 6         //创建内部类Runnable重写run方法，使用for循环，处理病人，    线程睡眠，接着执行 7         Thread bianque = new Thread(new Runnable() { 8             @Override 9             public void run() {10                 System.out.println("扁鹊开始看病");11                 System.out.println("给"+yase.name+"看病需要5秒");12                     try {13                         Thread.sleep(5000);14                     } catch (InterruptedException e) {15                     }16             }17         },"bianque");18         bianque.start();19         //开启第二个线程20         Thread huatuo = new Thread(new Runnable() {21             @Override22             public void run() {23                 System.out.println("华佗开始看病");24                 System.out.println("给"+daji.name+"看病要5秒");25                     try {26                         Thread.sleep(5000);27                     } catch (InterruptedException e) {28                         throw new RuntimeException(e);29                     }30             }31         },"huatuo");32         huatuo.start();
结果：
5.数据安全问题
1.前提
之前我们了解到，CPU是不断的切换线程执行的，当CPU从A线程切换到B线程时，A线程就会暂停执行，比如：
1 public void run() {2     //当线程执行到第一句代码时，CPU很可能就切换其他线程执行，那么当前线程就会暂停3     System.out.println(name + "。。。。。");4     System.out.println(name + "。。。。。");5     System.out.println(name + "。。。。。");6 }
2.多线程操作数据
当多个线程同时操作同一个数据时候，可能产生数据安全问题
示例：
1 class Hero implements Runnable{ 2     //1. 定义一个静态变量，多个线程同时操作它 3     public static int num = 10; 4     @Override 5     public void run() { 6         while (true){// while中用true，这是死循环，谨慎使用，这里是为了演示效果 7             //2. run方法中，对num--，当num<=0时，跳出循环 8             if(num > 0){ 9                 //sleep(5),让当前线程休眠5毫秒，此时CPU会执行其他线程10                 try { Thread.sleep(5); } catch (InterruptedException e) {}11                 num--;12                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "***********" + num);13             }else{14                 break;15             }16         }17     }18 }19 public class ThreadDemo {20     public static void main(String[] args) {21         Hero hero = new Hero();22         Thread yase = new Thread(hero, "yase");23         Thread daji = new Thread(hero, "daji");24         //3. 开启两个线程操作num25         yase.start();26         daji.start();27     }28 }
结果：
代码中，当 num>0 时，才会执行输出语句，但是却输出了负数
分析一下执行过程：
  • 2个线程刚开始正常执行，都会执行num--。。。。。
  • 当num=1时，假如 "yase" 先进入 if ，休眠5毫秒，这时 CPU 切换线程‘daji’进入 if 
  • ‘yase’休眠结束，执行num--，接着‘daji’睡醒后也执行num--，最终num=-1
  • 注意：即使没有 sleep 语句，也可能输出负数，只不过概率太低
总结：一个线程在操作数据时，其他线程也参与运算，最终可能造成数据错误
解决：保证操作数据的代码在某一时间段内，只被一个线程执行，执行期间，其他线程不能参与，即使用synchronized关键字
6.线程同步
线程同步：就是让线程一个接一个的排队执行
  • 同步：即一步一步，也是一个接一个的意思
java中提供 synchronized关键字用来实现同步，可以解决多线程时的数据安全问题
不过，使用 synchronized 的方式有很多种，我们一个一个解释
1.synchronized代码块
格式：synchronized(锁对象){
同步代码块
}
锁对象：可以理解为钥匙、通行证，只有线程拿到通行证后，才能执行 { } 中的代码
  • 演示
使用 synchronized 修改 run 方法：
1 public static Object obj = new Object(); 2 @Override 3 public void run() { 4     while (true){ 5         //使用同步代码块，obj被称为锁对象 6         synchronized (obj){ 7             if(num > 0){ 8                 //sleep(5),让当前线程休眠5毫秒，此时CPU会执行其他线程 9                 try { Thread.sleep(5); } catch (InterruptedException e) {}10                 num--;11                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "***********" + num);12             }else{13                 break;14             }15         }16     }17 }
结果：
原因：
  • 当线程执行到 synchronized (obj) 时，会获取尝试 obj 对象
  • synchronized 保证多线程下，只有一个线程能获取到obj对象，其他线程就会阻塞（暂停）
    • 多个线程同时执行到 synchronized (obj) 这句代码时，只有一个线程能够拿到obj，其他线程暂停
  • 当持有 obj 的线程从 synchronized 退出后，会释放 obj 对象，然后其他线程再次争夺 obj
这样就保证了 synchronized 中的代码在某一时刻只能被一个线程执行
  • 好处和弊端
好处：解决多线程数据安全问题
弊端：同步代码块同时只能被一个线程执行，降低效率
synchronized注意事项
  • 必须是多个线程
    • 线程数>1，就是多线程
  • 多线程争抢的锁对象只能有一个，下图中的做法要坚决抵制（会被开哦）
2.同步方法
把 synchronized 放到方法上，那么这个方法就是同步方法
  • 演示
1 class Hero implements Runnable{ 2     public static int num = 10; 3     public static Object obj = new Object(); 4     @Override 5     public void run() { 6         //run方法中调用同步方法 7         this.show(); 8     } 9     //同步方法10     public synchronized void show(){11         while (true){12             if(num > 0){13                 try { Thread.sleep(5); } catch (InterruptedException e) {}14                 num--;15                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "***********" + num);16             }else{17                 break;18             }19         }20     }21 22 }23 public class ThreadDemo {24     public static void main(String[] args) {25         Hero hero = new Hero();26         Thread yase = new Thread(hero, "yase");27         Thread daji = new Thread(hero, "daji");28         yase.start();29         daji.start();30     }31 }
结果：
2.同步方法的锁对象
使用同步代码块时，需要一个锁对象，但是同步方法并不需要，因为：同步方法的锁是this(当前对象)
证明：
1 class Hero implements Runnable{ 2     public static Object obj = new Object(); 3     @Override 4     public void run(){ 5         //1. 使用 this 作为锁对象 6         synchronized (this){ 7             try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) {} 8             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+this); 9         }10     }11     //2. 同步方法的锁是 this12     public synchronized void show(){13         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+this);14     }15 16 }17 public class ThreadDemo {18     public static void main(String[] args) throws Exception {19         Hero hero = new Hero();20         //3. 启动 ‘亚瑟’ 线程，自动执行run方法21         new Thread(hero,"亚瑟").start();22 23         //4. 主线程休眠100毫秒后，执行show这个同步方法24         Thread.sleep(100);25         hero.show();26     }27 }
上面，run方法中的 this 就是 hero对象，结果：
原因：
  • 亚瑟线程先执行，走到 Thread.sleep(2000) 时，休眠2秒，但这时它已经持有 this (也就是hero对象)
  • main线程休眠100毫秒后，执行show方法尝试获取this，无法获取到，于是等待1.9秒
  • 所以最终结果。。。。。
3.静态同步方法
synchronized 放到静态方法上，就是静态同步方法，锁对象是：Hero.class
  • Hero.class 也是对象，称为Class对象或字节码对象，是jvm把Hero.class加载到内存后创建一个对象
修改代码：
1 class Hero implements Runnable{ 2     public static Object obj = new Object(); 3     @Override 4     public void run(){ 5         //1. 锁对象换成了Hero.class，也就是Hero字节码对象 6         synchronized (Hero.class){ 7             try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) {} 8             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+Hero.class); 9         }10     }11     //2. show方法改成static12     public static synchronized void show(){13         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。"+Hero.class);14     }15 16 }17 public class ThreadDemo {18     public static void main(String[] args) throws Exception {19         Hero hero = new Hero();20         new Thread(hero,"亚瑟").start();21 22         Thread.sleep(100);23         Hero.show();24     }25 }
结果：
4.死锁
A 线程等待 B 线程释放锁，同时 B 线程也在等到 A 线程释放锁，比如：
通常发生在同步嵌套
  • 同步嵌套：synchronized 中 还有 synchronized
示例：
1 class Hero implements Runnable{ 2     //1. 搞两个锁对象 A、B 3     public static Object A = new Object(); 4     public static Object B = new Object(); 5      6     public boolean bool; 7     Hero(boolean bool){ 8         this.bool = bool; 9     }10     @Override11     public void run(){12         //2. 当 bool 是 true 13         if(bool){14             synchronized (A){//先获取 A 锁，然后睡一会儿，再获取 B 锁15                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "------拿到A锁，准备获取B锁。。。。。。。");16                 try { Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) {}17                 synchronized (B){18                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。");19                 }20             }21         }else{//3. 当 bool 是 false 22             synchronized (B){ //先获取B锁，睡一会儿，再获取A锁23                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "------拿到B锁，准备获取A锁。。。。。。。");24                 try { Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) {}25                 synchronized (A){26                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。");27                 }28             }29         }30     }31 }32 public class ThreadDemo {33     public static void main(String[] args) throws Exception {34         new Thread(new Hero(true), "yase").start();35         new Thread(new Hero(false), "daji").start();36     }37 }
结果：
上图中，死锁导致程序无法继续运行，但同时也一直不结束
执行过程分析：
  • 假设 yase 线程先执行，在获取的A锁后，睡觉
  • daji线程接着执行，在获取B锁后，睡觉
  • yase线程睡醒后，尝试获取B锁，但是已经被daji线程拿到了，于是阻塞
  • daji线程睡醒后，尝试获取A锁，但是已经被yase线程拿到了，也阻塞
  • yase线程需要获取B锁后，执行完代码，再能释放A锁
  • daji线程需要获取A锁后，执行完代码，再能释放B锁
  • 最终两个线程都阻塞，程序卡死
总结：死锁是开发中的禁忌，绝对禁止出现，所以开发中尽量避免同步代码块嵌套使用
7.等待唤醒机制
1.体验
Object 类中有 wait()、notify() 这两个方法
  • wait()：让当前线程进入等待状态
    • 使用方式：锁对象.wait()，必须放到 同步代码块 或 同步方法 中
  • notify()：唤醒对应的正在wait()的线程
    • 使用方式：锁对象.notify()，必须放到 同步代码块 或 同步方法 中
  • 调用 wait() 和 notify() 的锁对象必须是同一个
作用：使用这两个方法可以让多个线程间产生通信
示例：
1 class Hero implements Runnable{ 2     //1. 搞一个锁对象 3     public static Object lock = new Object(); 4     @Override 5     public void run(){ 6         synchronized (lock){ 7             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。获取锁，然后进入等待状态"); 8             try { 9                 //2. 当前线程等待，使用方式：锁对象.wait()，而且必须放到同步代码块或者同步方法中10                 lock.wait();11             } catch (InterruptedException e) { }12             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "。。。。。。。结束");13         }14     }15 }16 public class ThreadDemo {17     public static void main(String[] args) throws Exception {18         //3. 创建一个 yase 线程19         Thread yase = new Thread(new Hero(),"yase");20         yase.start();21 22         //4. 主线程休眠2秒23         Thread.sleep(2000);24 25         //5. 使用notify唤醒yase线程，让他继续执行26         synchronized (Hero.lock){27             System.out.println("主线程唤醒yase。。。。。。。");28             //使用方式：锁对象.notify()，唤醒对应的正在等待状态的线程，必须放到同步代码块或者同步方法中29             Hero.lock.notify();30         }31     }32 }
结果：
2.注意：
1.wait、notify必须放到同步代码块或同步方法中
2.必须是：锁对象.wait()，如果锁对象是this，那么：this.wait()
3.必须是：锁对象.notify()
4.调用 wait() 和 notify() 的锁对象必须是同一个
如果锁对象不一样，程序则不会结束原因：a. Hero.class.notify();只能唤醒锁对象是Hero.class 且执行了Hero.class.wait()的线程 b. 而yase线程的锁对象是lock，执行了lock.wait()，一直在等待被人唤醒，所以程序一直不结束5.执行 notify 后，正在 wait 的线程并不是立即运行，需要等待执行 notify 的线程释放锁6.wait()等待时候，会释放锁对象
上图可以看出，yase先执行，如果wait()不释放锁，那么就无法执行Hero.lock.notify()这句代码
7.如果有多个线程都在wait()，notify只会随机的唤醒一个
1 public static void main(String[] args) throws Exception { 2     //创建 2 个线程 3     Thread yase = new Thread(new Hero(),"yase"); 4     yase.start(); 5     Thread laoyase = new Thread(new Hero(),"laoyase"); 6     laoyase.start(); 7     Thread.sleep(2000); 8      9     //使用方式：锁对象.notify()，唤醒对应的正在等待状态的线程，必须放到同步代码块或者同步方法中10     synchronized (Hero.lock){11         System.out.println("主线程唤醒。。。。。。。");12         Hero.lock.notify();//有多个线程都在wait()，notify只会随机的唤醒一个13     }14 }
结果：
上图，yase线程结束了，但是laoyase这个线程还在阻塞
7.notifyAll()
如果想全部唤醒，可以使用notifyAll()，或者执行多次notify()，比如：
结果：
执行多次notify()方法也可以，全部唤醒
8.特殊情况下的notify会唤醒所有
1 class Hero extends Thread{ 2     public void run(){ 3         //1. 注意这里的锁对象是this 4         synchronized (this){ 5             //2. 执行 notify 唤醒所有 6             this.notify(); 7             System.out.println("lock线程运行----"+this.getName()); 8         } 9     }10 }11 public class ThreadDemo {12     public static void main(String[] args) throws Exception {13         //3. 创建一个Thread对象，作为锁对象14         Hero yase = new Hero();15         yase.setName("yase");16 17         new Thread(new Runnable() {18             @Override19             public void run() {20                 System.out.println("线程daji开始运行。。。。。。");21                 //4. 注意，这里的锁对象是一个线程对象22                 synchronized (yase){23                     try {24                         yase.wait();25                         System.out.println("线程daji结束----"+yase.getName());//输出lock线程的名称26                     } catch (InterruptedException e) {27                     }28                 }29             }30         }, "daji").start();31 32         new Thread(new Runnable() {33             @Override34             public void run() {35                 System.out.println("线程lvbu开始运行。。。。。。");36                 //4. 注意，这里的锁对象是一个线程对象37                 synchronized (yase){38                     try {39                         yase.wait();40                         System.out.println("线程vbul结束----"+yase.getName());41                     } catch (InterruptedException e) {42                     }43                 }44             }45         }, "lvbu").start();46 47         Thread.sleep(2000);48         //5. 启动 yase 线程49         yase.start();50     }51 }
结果：
代码分析：
    • 首先创建一个yase线程对象
    • 然后创建了 daji、lvbu 两个线程，这两个线程都把 yase 对象作为锁对象
    • 这两个线程分别启动后都执行 wait 方法，进入等待模式
    • 最后yase线程启动，执行run方法时，调用 yase.notify();
    • 结果：daji、lvbu 都被唤醒
3.生产消费模式
wait()、notify() 经常用于生产消费模式，这是工作中最常见的设计方案：生产者生产数据，消费者消费数据
需求：生产者生产商品，如果货架上已经有商品就不再生产，消费者消费商品，如果货架上没有就通知生产者
代码：
1 class Goods{ 2     String name = "哈根达斯"; 3  4     //0：表示货架上没有商品，需要生产 5     //1：表示货架上已有商品，需要消费 6     int count = 0; 7 } 8 //消费者 9 class Consumer implements Runnable{10     private Goods goods;11     Consumer(Goods goods){12         this.goods = goods;13     }14     @Override15     public void run(){16         while (true){17             synchronized (goods){18                 if(goods.count == 1){19                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。消费商品---"+goods.count);20                     goods.count = 0;//消费商品21                     goods.notify();//唤醒消费者22                     //让自己自己等待23                     try {goods.wait();} catch (InterruptedException e) {}24                 }25             }26         }27     }28 }29 //生产者30 class Producer implements Runnable{31 32     private Goods goods;33     Producer(Goods goods){34         this.goods = goods;35     }36     @Override37     public void run(){38         while (true){39             synchronized (goods){40                 if(goods.count == 0){41                     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。生产商品---------"+goods.count);42                     goods.count = 1;//生产商品，设置count=143                     goods.notify();//唤醒消费者44                     //自己等待45                     try {goods.wait();} catch (InterruptedException e) {}46                 }47             }48         }49     }50 }51 public class ThreadDemo {52     public static void main(String[] args) throws Exception {53         Goods goods = new Goods();54         new Thread(new Producer(goods), "伊利").start();55         new Thread(new Consumer(goods), "亚瑟").start();56     }57 }
结果：
两个线程互相唤醒，交替执行
4.wait和sleep
相同点：
  • 都可以暂时停止一个线程
不同点：
  • sleep必须指定睡眠时间，wait可以指定也可以不指定
  • sleep是 Thread 的静态方法，wait是 Object 类的成员方法
  • sleep 不释放锁，wait 释放锁
  • sleep 等待一定时间后自定运行，wait需要 notify 或 notifyAll 唤醒
  • wait 必须配合synchronized使用，sleep不必
  • sleep 会让线程进入 TIMED_WAITING 状态，wait让线程进入 WAITING 状态
    • 之后会详细解释线程状态
8.停止线程
Thread类中有一个 stop 方法，可以停止线程，但是已经过时，不推荐使用
其实，停止线程的最好方式是让线程正常结束
具体方式：
  1. 声明一个变量，设置一个开关
1 class Hero extends Thread{ 2     //1. 定义一个boolean值，控制线程是否结束 3     boolean bool; 4     public void run(){ 5         for (int i = 0; i < 10; i++) { 6             if(bool){ 7                 //2. 当bool=true时，跳出循环，run方法结束，线程也就停止了 8                 break; 9             }10             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i);11             try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {}12         }13         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束。。。。。。");14     }15 }16 public class ThreadDemo {17     public static void main(String[] args) throws Exception {18         Hero hero = new Hero();19         hero.start();20 21         Thread.sleep(3000);22         System.out.println("main线程休息2秒后，设置bool=true。。。。。。");23         hero.bool = true;24     }25 }
结果：
  1. interrupt 方法Thread 中有个 interrupt 方法，可以用来终止线程
    • 注意：interrupt 并不会终止线程，它只是将线程的中断标记设为true
    • 使用 isInterrupted() 方法判断线程的终端标记是否为 true
1 class Hero extends Thread{ 2     public void run(){ 3         for (int i = 0; i < 100000000; i++) { 4             //如果当前线程的中断标记是true，跳出循环，线程结束 5             if(Thread.currentThread().isInterrupted()){ 6                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被打断，跳出循环。。。。。。"); 7                 break; 8             } 9             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i);10         }11         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程结束。。。。。。");12     }13 }14 public class ThreadDemo {15     public static void main(String[] args) throws Exception {16         Hero hero = new Hero();17         hero.start();18 19         Thread.sleep(1000);20         System.out.println("main线程休息1秒后，执行interrupt。。。。。。");21         hero.interrupt();22     }23 }
结果：
  1. interrupt 和 sleep
上面代码中我们把sleep语句给去掉了，这时因为，如果线程在 sleep、wait 时被 interrupt
会抛出 InterruptedException，比如：
结果：
9.守护线程
目前我们创建的线程是前台线程，也叫一般线程，线程中还有一种比较特殊的：守护线程
  • 通过 setDaemon 方法可以把一个线程设置为守护线程
守护线程跟一般线程差不多，只是结束的时有些区别
  • 当前台线程结束，守护线程会自动结束
示例：
1 public static void main(String[] args) throws Exception { 2     //1. 创建一个线程 3     Thread yase = new Thread(new Runnable() { 4         @Override 5         public void run() { 6             for (int i = 0; i < 100; i++) { 7                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i); 8                 try { 9                     Thread.sleep(500);10                 } catch (InterruptedException e) {11                 }12             }13             System.out.println("yase线程结束。。。。。。。");14         }15     },"yase");16     //2. 设置yase是守护线程17     yase.setDaemon(true);18     yase.start();19 20     //3. main是一般线程，休眠3秒后结束21     Thread.sleep(3000);22     System.out.println("main线程休息3秒后，over。。。。。。");23 }
结果：
main线程结束后，守护线程自动结束
另外，当所有前台线程结束后，守护线程才会结束
示例：
1 public static void main(String[] args) throws Exception { 2     //1. 创建一个线程 3     Thread yase = new Thread(new Runnable() { 4         @Override 5         public void run() { 6             for (int i = 0; i < 100; i++) { 7                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i); 8                 try { 9                     Thread.sleep(500);10                 } catch (InterruptedException e) {11                 }12             }13             System.out.println("yase线程结束。。。。。。。");14         }15     },"yase");16     //2. 设置yase是守护线程17     yase.setDaemon(true);18     yase.start();19 20     //3. daji是一般线程21     Thread daji = new Thread(new Runnable() {22         @Override23         public void run() {24             for (int i = 0; i < 20; i++) {25                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-----------------------"+i);26                 try {27                     Thread.sleep(500);28                 } catch (InterruptedException e) {29                 }30             }31             System.out.println("daji线程结束。。。。。。。");32         }33     },"daji");34     daji.start();35 36 37     //4. main是一般线程，休眠3秒后结束38     Thread.sleep(3000);39     System.out.println("main线程休息3秒后，over。。。。。。");40 }
结果：
上图，main线程执行最后一句代码后，yase 和 daji 线程依旧在运行
当 daji线程结束后，yase这个守护线程也随之结束
10.线程状态
Thread类中有 State 枚举类，罗列了线程状态
1.初始(NEW)：新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法
2.运行(RUNNABLE)：Java线程中将就绪（ready）和运行中（running）两种状态笼统的称为“运行”
  • 线程调用了start()方法后，这时线程位于可运行线程池中，等待获取CPU的使用权，此时处于就绪状态（ready）
  • 就绪状态的线程在获得CPU时间片后变为运行中状态（running）
3.阻塞(BLOCKED)：表示线程等待获取锁
  • 遇到synchronized变为阻塞状态
4.等待(WAITING)：进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作（唤醒或打断）
  • 遇到 wait、join 变为等待状态
5.超时等待(TIMED_WAITING)：跟WAITING不同，可在指定时间后自己运行
  • 遇到wait(毫秒数)变为超时等待
  • 如果在等待时被唤醒，立即执行
  • 等待超时后，先尝试获取锁，不能获取则阻塞，获取到就运行
6. 终止(TERMINATED)：表示该线程已经执行完毕
状态切换时常用方法
start()
启动一个线程
run()
线程需要执行的代码，run方法结束，该线程结束
sleep(long millis)
线程休眠，但不释放锁
join()
等待该线程结束，可以让线程顺序执行
wait()/notify()/notifyAll()
wait()使当前线程等待，前提是 必须先获得锁，一般配合synchronized 关键字使用只有当 notify/notifyAll() 被执行时候，才会唤醒该线程继续执行，直到执行完synchronized 代码块或是再次遇到wait() notify/notifyAll() 的执行只是唤醒等待的线程，而不会立即释放锁，锁的释放要看代码块的具体执行情况。所以尽量在使用了notify/notifyAll() 后立即退出临界区，以唤醒其他线程让其获得锁
4.设计模式
1.概述
设计模式：就是解决问题的方案，是前辈们对解决某些问题的一些经验总结
好处：提高代码重用性、健壮性，让代码更容易被他人理解
目前 java 中比较流行的有23种设计模式
2.单例模式
场景：多个程序需要操作同一个对象，程序A 修改后，程序B 需要拿到对象中的最新数据继续操作
如何实现？
  1. 类的外部不能通过 new 关键字创建对象，所以构造方法应该是 private
  2. 在这个类中自己 new 一个对象，并且提供 get 方法，让外部可以获取
示例：饿汉模式
1 class Single{ 2  3     //1. 私有的构造方法，外部不能使用，但是本类中可以使用 4     private Single(){ 5     } 6     //2. 搞一个静态变量，这样类初始化时候，instance就已经有值了 7     //设置为private，是避免外部修改这个变量，当然也可以使用final 8     private static Single instance = new Single(); 9 10     //3. 对外提供获取对象的方式，这样每次调用这个方法拿到的都是同一个对象11     public static Single getInstance(){12         return instance;13     }14 }
懒汉模式
1 class Single{ 2  3     //1. 私有的构造方法，外部不能使用，但是本类中可以使用 4     private Single(){ 5     } 6     //2. 搞一个静态变量 7     private static Single instance = null; 8  9     //3. 对外提供获取对象的方式10     public static Single getInstance(){11         //如果 instance 是空的时候，在创建对象，这就是懒汉式12         if(instance == null){13             synchronized (Single.class){14                 if(instance == null){15                     instance = new Single();16                 }17             }18         }19         return instance;20     }21     //方法中用了两次if判断，这就是经典的双检锁22 }
11.多个线程顺序执行（了解）
某些情况下虽然开启了多个线程，但是还是希望他们能个一个接一个的执行，这就是顺序执行
Thread中有一个 join 方法，使用它可以让线程顺序执行
1 public static void main(String[] args) throws Exception { 2     //1. 多个线程之间顺序执行 3     Thread t1 = new Thread(new Runnable() { 4         @Override 5         public void run() { 6             System.out.println("线程1执行。。。。。。"); 7         } 8     }); 9     Thread t2 = new Thread(new Runnable() {10         @Override11         public void run() {12             System.out.println("线程2执行。。。。。。");13         }14     });15     Thread t3 = new Thread(new Runnable() {16         @Override17         public void run() {18             System.out.println("线程3执行。。。。。。");19         }20     });21 22     t1.start();23     t1.join();//执行join方法后，main线程等待t1结束后，才继续往下执行24     t2.start();25     t2.join();26     t3.start();27     t3.join();28 }
结果：
上面的代码一定要注意：t1.join()这句代码是由main线程执行的，所以main线程会等待
12.线程优先级（了解）
线程有优先级，优先级高的获取CPU执行权的概率就大
  • 通过getPriority、setPriority 获取和设置线程的优先级，最大是10，最小是1
  • 如果不设置，默认的优先级是5
  • 1 class Hero extends Thread{ 2     @Override 3     public void run() { 4         for (int i = 0; i < 1000000; i++) { 5             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。。"+i); 6         } 7     } 8 } 9 public class ThreadDemo {10     public static void main(String[] args) throws Exception {11         Thread yase = new Thread(new Hero(),"yase");12         yase.setPriority(10);//设置优先级，10最大，1最小13         yase.start();14 15         Thread daji = new Thread(new Hero(), "daji");16         daji.setPriority(1);//设置优先级，10最大，1最小17         daji.start();18 19         //主线程多睡一会儿20         Thread.sleep(60000);21     }22 }
    结果：
    yase线程执行到了54万，daji线程才执行到39万，明显yase线程有更高的CPU执行权
                 

关键词：         
       同步方法 
              
       等待状态