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java之多线程二
一、JDK5之后的Lock锁的概述和使用
package a;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class SellTicket implements Runnable {
//定义票
private int tickets = 100;
//定义锁对象
private Lock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while(true){
try {
//加锁
lock.lock();
if(tickets > 0){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在出售第"+(tickets--)+"张票");
}
} finally {
//释放锁
lock.unlock();
}
}
}
}package a;
/**
* 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锁，在哪里释放锁
* 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。
*
* public void lock() 获取锁
* public void unlock()释放锁
*
*/
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();
}
}二、死锁
同步的弊端：
1.效率低，但是安全，我接收。
2.如果出现了同步弊端，就容易产生死锁问题。比如，现在有一个单人卫生间，一个人拉肚子进去了，然后将门给锁上。那么其他人如果要进去，只能等先前那个人出来，但是那人一直在里面就是不出来（痛并快乐着），那么其他人只能等。
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，因为争夺资源产生的一种互相等待现象。
package b;
public class MyLock {
//创建两个锁对象
public static final Object objA = new Object();
public static final Object objB = new Object();
}package b;
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");
}
}
}
}
}package b;
public class DieLockDemo {
public static void main(String[] args) {
DieLock dl1 = new DieLock(true);
DieLock dl2 = new DieLock(false);
dl1.start();
dl2.start();
}
}运行结果1：
if objA
if objB
else objB
else objA
运行结果2：
if objA
else objB
运行结果3：
else objB
if objA
分析运行结果1：
当线程1调用start()和线程2调用start()方法时，线程1正好抢到CPU的执行权，那么此时会执行if语句，输出if objA，但是此时线程2依然没有抢到CPU的执行权，那么此时线程1继续执行，输出if objB。此时线程1执行完毕，线程2抢到CPU执行权，然后依次输出else objB，else objB。
分析运行结果2：
当线程1调用start()和线程2调用start()方法时，线程1正好抢到CPU的执行权，那么此时会执行if语句，输出if objA，锁对象objA没有释放，但是此时线程2抢到CPU的执行权，输出else ojbB，也没有释放锁对象objB，然后此时线程1抢到了CPU的执行权，那么要加锁时，却发现锁对象ojbB没有释放，就等待线程2释放锁对象ojbB，但是线程2就不释放锁对象ojbB。
分析运行结果3：
参考分析运行结果2.
三、线程间通信
针对同一个资源的操作有不同种类的线程。例如：卖票有进也有出。
package cn1;
public class Student {
String name;//学生姓名
int age;//学生年龄
}package cn1;
public class SetThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
Student s = new Student();
s.name = "林青霞";
s.age = 27;
}
}package cn1;
public class GetThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
Student s = new Student();
System.out.println("姓名是："+s.name+",学生年龄："+s.age);
}
}package cn1;
/**
* 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
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
SetThread st = new SetThread();
GetThread gt = new GetThread();
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
t1.start();
t2.start();
}
}姓名是：null,学生年龄：0
原因是我们再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？
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。
package cn1;
public class Student {
String name;//学生姓名
int age;//学生年龄
}package cn1;
public class SetThread implements Runnable {
private Student s;
public SetThread(Student s){
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
s.name = "林青霞";
s.age = 27;
}
}package cn1;
public class GetThread implements Runnable {
private Student s;
public GetThread(Student s){
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("姓名是："+s.name+",学生年龄："+s.age);
}
}package cn1;
/**
* 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
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建资源
Student s = new Student();
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s);
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
t1.start();
t2.start();
}
}姓名是：林青霞,学生年龄：27
但是也有可能结果是这样的：姓名是：null,学生年龄：0。或者是这样的结果：：姓名是：null,学生年龄：27。
为什么？
姓名是：林青霞,学生年龄：27？
原因：是线程1先获得CPU的执行权（设置属性值），接着线程2获得CPU的执行权（获得属性值）。
姓名是：null,学生年龄：0?
原因：是线程2先获得CPU的执行权（取得属性值），但是此时线程1还没有取得CPU的执行权，所以呢，值就为默认值啦。
其他的原因就不去推测了，自己想想就知道啦？？
package cn;
public class Student {
String name;
int age;
}package cn;
public class SetThread implements Runnable{
private Student s;
private int x = 0;
public SetThread(Student s){
this.s = s;
}
public void run() {
while(true){
if(x % 2 == 0 ){
s.name = "林青霞";
s.age = 20;
}else{
s.name = "东方不败";
s.age = 30;
}
x++;
}
}
}package cn;
public class GetThread implements Runnable {
private Student s ;
public GetThread(Student s){
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while(true){
System.out.println("姓名:"+s.name+",年龄："+s.age);
}
}
}package cn;
/**
* 为了数据的效果好一些，就加入了循环和判断，给出了不同的值，这个时候就产生了不同的问题
* 同一个数据出现了很多次：CPU的一点点时间片的执行权，就足够执行很多次
* 姓名和年龄不匹配：线程运行的随机性
*
*
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
Student s = new Student();
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s);
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
t1.start();
t2.start();
}
}姓名:东方不败,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：20
姓名:林青霞,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:林青霞,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：20
我们发现同一个数据出现了多次以及姓名和年龄不匹配，原因已经在上面给出了。
那么如何解决呢？加锁
package cn;
public class Student {
String name;
int age;
}package cn;
public class SetThread implements Runnable{
private Student s;
private int x = 0;
public SetThread(Student s){
this.s = s;
}
public void run() {
while(true){
synchronized (new Object()) {
if(x % 2 == 0 ){
s.name = "林青霞";
s.age = 20;
}else{
s.name = "东方不败";
s.age = 30;
}
x++;
}
}
}
}package cn;
public class GetThread implements Runnable {
private Student s ;
public GetThread(Student s){
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while(true){
synchronized (new Object()) {
System.out.println("姓名:"+s.name+",年龄："+s.age);
}
}
}
}package cn;
/**
* 为了数据的效果好一些，就加入了循环和判断，给出了不同的值，这个时候就产生了不同的问题
* 同一个数据出现了很多次：CPU的一点点时间片的执行权，就足够执行很多次
* 姓名和年龄不匹配：线程运行的随机性
*
* 线程安全问题：
* 是否是多线程环境 是
* 是否有共享数据 是
* 是否有多条语句操作共享数据 是
* 解决方案：
* 加锁 不同种类的线程都要加锁
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
Student s = new Student();
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s);
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
t1.start();
t2.start();
}
}姓名:林青霞,年龄：20
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:林青霞,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：20
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:林青霞,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：20
姓名:林青霞,年龄：20
结果怎么还是这样？那是因为我们加的锁不一样。
package cn;
public class Student {
String name;
int age;
}package cn;
public class SetThread implements Runnable{
private Student s;
private int x = 0;
public SetThread(Student s){
this.s = s;
}
public void run() {
while(true){
synchronized (s) {
if(x % 2 == 0 ){
s.name = "林青霞";
s.age = 20;
}else{
s.name = "东方不败";
s.age = 30;
}
x++;
}
}
}
}package cn;
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("姓名:"+s.name+",年龄："+s.age);
}
}
}
}package cn;
/**
* 为了数据的效果好一些，就加入了循环和判断，给出了不同的值，这个时候就产生了不同的问题
* 同一个数据出现了很多次：CPU的一点点时间片的执行权，就足够执行很多次
* 姓名和年龄不匹配：线程运行的随机性
*
* 线程安全问题：
* 是否是多线程环境 是
* 是否有共享数据 是
* 是否有多条语句操作共享数据 是
* 解决方案：
* 加锁 不同种类的线程都要加锁,而且不同种类的线程必须加同一把锁
*/
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
Student s = new Student();
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s);
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
t1.start();
t2.start();
}
}姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:东方不败,年龄：30
上述的仅仅解决了数据的匹配问题，但是每生产一条数据，就消费一条数据（生产者和消费者），即，当线程1设置了对象的属性，线程2就输出对象的属性。
package cn;
public class Student {
String name;
int age;
boolean flag;//默认没有数据
}package cn;
public class SetThread implements Runnable{
private Student s;
private int x = 0;
public SetThread(Student s){
this.s = s;
}
public void run() {
while(true){
synchronized (s) {
//如果有数据
if(s.flag){
try {
s.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}else{//数据没有数据
if(x % 2 == 0 ){
s.name = "林青霞";
s.age = 20;
}else{
s.name = "东方不败";
s.age = 30;
}
x++;
s.flag = true;
s.notify();
}
}
}
}
}package cn;
public class GetThread implements Runnable {
private Student s ;
public GetThread(Student s){
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while(true){
synchronized (s) {
//如果没有数据
if(!s.flag){
try {
s.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}else{//如果有数据
System.out.println("姓名:"+s.name+",年龄："+s.age);
s.flag = false;
s.notify();
}
}
}
}
}package cn;
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
Student s = new Student();
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s);
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
t2.start();
t1.start();
}
}姓名:林青霞,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：30
姓名:林青霞,年龄：20
姓名:东方不败,年龄：30
等待唤醒的原理是什么呢？
等线程1和线程2启动的时候，假设此时线程2抢到CPU的执行权，那么执行线程2的run()方法，并执行加锁，但是此时s.flag为false，取反之后为true，然后执行等待，等待的同时释放锁，并且下次一旦其他线程唤醒线程1，会从这边继续执行。
那么此时线程2获取CPU的执行权，并执行加锁，这个时候s.flag是false，那么会进入else语句，又因为x=0，可以整除2,那么会执行s.name="林青霞",s.age="20"，然后将flag变为true，然后执行唤醒，但是此时锁并没有释放，然后else执行完毕，释放锁。
之后，线程1和线程2继续争夺CPU的执行权，如果此时线程1获得CPU的执行权，并加锁，又因为s.flag=true，所以执行if语句里的代码，然后线程1等待，并释放锁，那么此时只有线程2来获得CPU的执行权了，那么线程2唤醒了，然后判断s.flag=true，那么就输出姓名:林青霞,年龄：20，将s.flag=false,然后通知其他线程，else执行完毕之后，释放锁，那么线程1和线程2继续争夺CPU的执行权。
四、线程的状态
五、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)
package cn1;
public class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
}
}
}package cn1;
/**
* 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控制
*
* public ThreadGroup getThreadGroup()获取默认的线程组
*
*/
public class ThreadGroupDemo {
public static void main(String[] args) {
MyRunnable my = new MyRunnable();
Thread t1 = new Thread(my, "林青霞");
Thread t2 = new Thread(my, "东方不败");
ThreadGroup tg1 = t1.getThreadGroup();
System.out.println(tg1.getName());
ThreadGroup tg2 = t2.getThreadGroup();
System.out.println(tg2.getName());
System.out.println(Thread.currentThread().getThreadGroup().getName());
}
}main
main
main
通过结果我们知道，线程默认情况下属于main线程组。所有的线程都属于同一线程组，即main线程组。
package cn1;
/**
* 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控制
*
* public ThreadGroup getThreadGroup()获取默认的线程组
*
*
*
*
*/
public class ThreadGroupDemo {
public static void main(String[] args) {
method1();
method2();
}
/**
* 给线程设置分组
*/
private static void method2() {
ThreadGroup tg = new ThreadGroup("这是一个新的组");
MyRunnable my = new MyRunnable();
Thread t1 = new Thread(tg, my, "线程1");
Thread t2 = new Thread(tg, my, "线程2");
System.out.println("t1的线程组名称为:"+t1.getThreadGroup().getName());
System.out.println("t2的线程组名称为:"+t2.getThreadGroup().getName());
}
/**
* 获取默认的线程组
*/
private static void method1() {
MyRunnable my = new MyRunnable();
Thread t1 = new Thread(my, "林青霞");
Thread t2 = new Thread(my, "东方不败");
ThreadGroup tg1 = t1.getThreadGroup();
System.out.println(tg1.getName());
ThreadGroup tg2 = t2.getThreadGroup();
System.out.println(tg2.getName());
System.out.println(Thread.currentThread().getThreadGroup().getName());
}
}main
main
main
t1的线程组名称为:这是一个新的组
t2的线程组名称为:这是一个新的组
六、生产者和消费者值等待唤醒机制代码的优化
package cn2;
public class Student {
private String name;
private int age;
private boolean flag;
public synchronized void set(String name,int age){
//如果有数据
if(this.flag){
//等待
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//设置数据
this.name = name;
this.age = age;
this.flag = true;
this.notify();//唤醒线程
}
public synchronized void get(){
//如果没有数据，就等待
if(!this.flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(this.name+":"+this.age);
this.flag = false;
this.notify();////唤醒线程
}
}package cn2;
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", 20);
}else{
s.set("东方不败", 30);
}
x++;
}
}
}package cn2;
public class GetThread implements Runnable{
private Student s;
public GetThread(Student s){
this.s = s;
}
@Override
public void run() {
while(true){
s.get();
}
}
}package cn2;
public class StudentDemo {
public static void main(String[] args) {
Student s = new Student();
SetThread st = new SetThread(s);
GetThread gt = new GetThread(s);
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(gt);
t1.start();
t2.start();
}
}七、线程池
程序启动一个新线程成本是比较高的，因为它涉及到要与操作系统进行交互。而使用线程池可以很好的提高性能，尤其是当程序中要创建大量生存期很短的线程时，更应该考虑使用线程池。
线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。
在JDK5之前，我们必须手动实现自己的线程池，从JDK5之后，java内置支持线程池。
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 ScheduledExecutorService newSingleThreadScheduledExecutor()
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
这些方法的返回值是ExecutorService对象，该对象表示一个线程池么可以执行Runnable或Callable对象代表的线程。它提供了如下方法
<T> Future<T> submit(Callable<T> task)
Future<?> submit(Runnable task)
package cn2;
public class MyThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--"+i);
}
}
}package cn2;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ExecutorsDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建线程池对象
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
MyThread my = new MyThread();
//创建Runnable实例
Thread t1 = new Thread(my);
Thread t2 = new Thread(my);
//提交Runnable实例
pool.submit(t1);
pool.submit(t2);
//关闭线程池
pool.shutdown();
}
}
八、多线程实现方式三
package cn3;
import java.util.concurrent.Callable;
public class MyCallable implements Callable<Integer> {
private int from;
private int to;
public MyCallable(int from ,int to){
this.from = from;
this.to = to;
}
@Override
public Integer call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = from; i <= to; i++) {
sum += from + i;
}
return sum;
}
}package cn3;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
Future<Integer> f1 = pool.submit(new MyCallable(0, 100));
Future<Integer> f2 = pool.submit(new MyCallable(0, 50));
Integer t1 = f1.get();
Integer t2 = f2.get();
System.out.println(t1);
System.out.println(t2);
pool.shutdown();
}
}九、定时器
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。
开发中：Quartz是一个完全由java编写的开源调度框架。
package cn4;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
class MyTimerTask extends TimerTask{
@Override
public void run() {
System.out.println("爆炸");
}
}
public class TimerTest {
public static void main(String[] args) {
Timer t = new Timer();
t.schedule(new MyTimerTask(), 3000);
}
} 
如何在3秒执行后终止定时器呢？
package cn4;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
class MyTimerTask extends TimerTask{
private Timer t;
public MyTimerTask(Timer t) {
this.t = t;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("爆炸");
t.cancel();//结束定时器
}
}
public class TimerTest {
public static void main(String[] args) {
Timer t = new Timer();
t.schedule(new MyTimerTask(t), 3000);
}
}package cn5;
import java.io.File;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
/**
* 定时删除文件夹
*
*/
class DeleteFolder extends TimerTask{
private Timer t ;
public DeleteFolder(Timer t){
this.t = t;
}
@Override
public void run() {
File srcFolder = new File("demo");
deleteFolder(srcFolder);
t.cancel();
}
//递归删除目录
private void deleteFolder(File srcFolder) {
File[] fileArray = srcFolder.listFiles();
if(fileArray != null){
for (File file : fileArray) {
if(file.isDirectory()){
deleteFolder(file);
}else{
file.delete();
}
}
srcFolder.delete();
}
}
}
public class TimerTest {
public static void main(String[] args) {
Timer t = new Timer();
t.schedule(new DeleteFolder(t), 3000);
}
}本文出自 “11831428” 博客，请务必保留此出处http://11841428.blog.51cto.com/11831428/1873245
java之多线程二