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观看B站动力节点视频后总结笔记
进程是一个应用程序/软件。
线程是一个进程中的执行场景/执行单元
一个进程可以启动多个线程。
java hello world回车之后,会先启动JVM,而JVM就是一个进程。
JVM再启动一个主线程调用main方法。
同时再启动一个垃圾回收线程负责看护,回收垃圾。
最起码,现在的Java程序中至少有两个线程并发:
一个是垃圾回收线程,一个是执行main方法的主线程。
阿里巴巴:进程
马云:阿里巴巴的一个线程
童文红:阿里巴巴的一个线程
京东:进程
刘强东:京东的一个线程
奶茶妹妹:京东的一个线程
进程可以看作是现实生活当中的公司。
线程可以看作是公司当中的某个员工。
注意:进程A和进程B的内存独立不共享。(阿里巴巴和京东资源不共享)
举个例子:魔兽游戏是一个进程,网易云音乐是一个进程。两个进程是独立的,不共享资源。
线程A和线程B呢?在Java语言中:线程A和线程B,堆内存和方法区内存共享。但是栈内存独立,一个线程一个栈。
假设启动10个线程,会有10个栈空间,每个栈和每个栈之间,互不干扰,各自执行各自的,这就是多线程并发。
火车站可以看成一个进程,每个售票窗口看成一个线程。我在1购票,你在2购票。互不用等,提高效率。Java中之所以有多线程机制,目的就是为了提高程序的处理效率。
使用了多线程机制之后,main方法结束,是不是有可能程序也没有结束,main方法结束了只是主线程结束了,主栈空了,其他的栈可能还在压栈,弹栈。
什么是真正的多线程并发?t1线程执行t1的,t2线程执行t2的,互不干涉。
单核CPU表示只有一个大脑:不能够做到真正的多线程并发,但是可以做到给人一种多线程并发的感觉。对于单核的CPU来说,在某一个时间点上实际上只能处理一件事情,但是由于CPU的。处理速度极快,多个线程之间频繁切换执行,给人的感觉是多个事情同时在做。
Java支持多线程机制,并且Java已经将多线程实现了,我们继承就完事了。
第一种方式:编写一个类,直接继承Java.lang.Thread,重写run方法。
public class MyThread extends Thread{
public void run(){
}
}
MyThread t= new MyThread();
t.start();
第二种方法: 编写一个类,实现java.lang.Runnable接口,实现run方法。
public class MyRunnable implements Runnable{
//定义一个可运行的类
public void run(){
}
//创建线程对象
Thread t=new Thread(new MyRunnable());
//启动线程
t.start();
}
package Thread; /* * 实现线程的第一种方式: * 编写一个类,直接继承Java.lang.Thread,重写run方法 * * 怎么创建线程对象? new就行了 * 怎么启动线程呢? 调用线程对象的start()方法 * * 注意:亘古不变的道理: * 方法体中的代码永远都是自上而下的顺序依次逐行执行的。 * * */ public class ThreadTest02 { public static void main(String[] args) { //这里是main方法,这里的代码属于主线程,在主栈中运行。 //新建一个分支线程对象 MyThread myThread=new MyThread(); //启动线程 //start()方法的作用是:启动一个分支线程,在JVM中开辟一个新的栈空间, // 这段代码完成任务后,瞬间就结束了。 //这段代码的任务只是为了开启一个新的栈空间,只要新的栈空间开出来,start方法就结束了。线程就启动成功了 //启动成功的线程会自动调用run方法,并且run方法在分支栈的栈底部(压栈)。 //run方法在分支栈的栈底部,run和main是平级的。 myThread.start(); //这里的代码还是运行在主线程中 for (int i=0;i<1000;i++){ System.out.println("主线程--->"+i); } } } class MyThread extends Thread{ @Override public void run(){ //编写程序,这段程序运行在分支线程中(分支栈)。 for (int i=0;i<1000;i++){ System.out.println("分支线程--->"+i); } } }
注意:第二种方式实现接口比较常用,因为一个类实现了接口,它还可以去继承其他的类,更灵活。
package Thread; /* * 采用匿名内部类可以吗? * */ public class ThreadTest04 { public static void main(String[] args) { //创建线程对象,采用匿名内部类方式 //这是一个通过没有名字的类,new出来的对象。 Thread t=new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for (int i = 0; i <1000 ; i++) { System.out.println("分支-----"+i); } } }); t.start(); for (int i = 0; i <1000 ; i++) { System.out.println("主-----"+i); } } }
新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态、死亡状态。
package Thread; /* *1.怎么获取当前线程对象? * static Thread currentThread() * Thread t=Thread.currentThread(); * 返回值t就是当前线程。 * 2.获取线程对象的名字 t.getName() *3.修改线程对象的名字 t.setName("线程名字") * 默认名字为Thread-0 Thread-1 * */ public class ThreadTest05 { public static void main(String[] args) { //这个代码出现在主线程中,所以当前线程就是主线程 Thread currentThread=Thread.currentThread(); System.out.println(currentThread.getName()); //创建线程对象 MyThread2 t=new MyThread2(); //设置线程名字 // t.setName("ttt"); //获取线程名字 System.out.println(t.getName());//默认为Thread-0 //启动线程 t.start(); MyThread2 t2=new MyThread2(); System.out.println(t2.getName()); } } class MyThread2 extends Thread{ public void run(){ Thread currentThread=Thread.currentThread(); System.out.println(currentThread.getName()); for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println("分支"+i); } } }
package Thread; /* * Thread的sleep()方法 * static void sleep(long millis) * 1.静态方法 * 2.参数是毫秒 * 3.作用:让当前线程进入休眠,进入“阻塞状态”,放弃占有CPU时间片,让给其它的线程使用。 * 出现在哪里,让对应的thread进入休眠。 * 4.Thread.sleep 方法可以做到这样的效果: * 间隔特定的时间,去执行一段特定的代码,每隔多久执行一次。 * */ public class ThreadTest06 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //让当前线程进行睡眠,睡眠五秒钟 /*Thread.sleep(1000*5); System.out.println("hello world!");*/ for (int i = 0; i <10 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+i); Thread.sleep(1000); } } }
package Thread; /* * 关于Thread.sleep()方法的一个面试题: * */ public class ThreadTest07 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t=new MyThread3(); t.setName("t"); t.start(); //问题:这行代码会让线程t进入休眠状态吗? // t.sleep(1000*5);//这段代码执行的时候还是会转换成:Thread.sleep(1000*5);(sleep是静态方法!) //这段代码的作用是让当前线程进入休眠,也就是说让main方法进入休眠 System.out.println("hello world"); } } class MyThread3 extends Thread{ public void run(){ for (int i = 0; i <10000 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+i); } } }
package Thread; /* * sleep睡眠时间太久了,如果希望半道上醒来,你应该怎么办?也就是说怎么叫醒一个正在睡眠的线程 * 注意:这个不是中断线程的执行,是终止线程的睡眠。 * */ public class ThreadTest08 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t=new Thread(new MyRunnable()); t.setName("t"); t.start(); //希望五秒之后,t线程醒来 Thread.sleep(1000*5); //中断t线程的睡眠(这种中断睡眠的方式依靠的是Java的异常处理机制。) t.interrupt(); } } class MyRunnable implements Runnable{ //run方法中的异常不可以throws,只可以try-catch, //因为run方法在父类中没有抛出任何异常,子类不可以比父类抛出更多的异常 @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->begin"); try { Thread.sleep(1000*60*60*24*365);//这里不可以throws,子类重写不能抛出更多的异常 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();//打印信息 } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->end "); } }
package Thread; /* * 在java中怎么强行终止一个线程。 * * * */ public class ThreadTest09 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t=new Thread(new MyRunnable3()); t.setName("t"); t.start(); //模拟5秒 Thread.sleep(1000*5); //5秒后强制终止t线程 t.stop();//已经过时,不建议使用。 //缺点:会丢失数据!因为这种方式是直接将线程杀死,线程没有保存的数据将会丢失,不建议使用。 } } class MyRunnable3 implements Runnable{ @Override public void run() { for (int i = 0; i <10 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
package Thread; /* * 怎么合理的终止一个线程的执行,这种方法是很常见的 * * */ public class ThreadTest10 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { MyRunnable4 myRunnable4= new MyRunnable4() Thread t=new Thread(myRunnable4); t.setName("t"); t.start(); //模拟五秒 Thread.sleep(1000*5); //终止线程 // 你想要什么时候终止t的执行,那么你把标记修改为false,就结束了。 myRunnable4.run=false; } } class MyRunnable4 implements Runnable{ boolean run =true; @Override public void run() { for (int i = 0; i <10 ; i++) { if (run) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---->" + i); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }else { //return就结束了。你在结束之前还有什么没保存的,在这里可以保存呀 //终止线程 return; } } } }
常见的线程调度模型有哪些?
1.抢占式调度模型
哪个线程的优先级比较高,抢到的CPU时间片的概率就高一些/多一些,Java采用的就是抢占式调度模型。
2.均分式调度模型
平均分配CPU时间片,每个线程占有的CPU时间片时间长度一样。平均分配,一切平等。有一些编程语言,线程调度模型采用的就是这种方式。
Java中提供了哪写方法是和线程调度有关系的呢?
实例方法:void setPriority (int newPriority)
设置线程优先级
int getPriority()
获取线程优先级
最低优先级是1,默认优先级是5,最高优先级是10。优先级比较高的获取CPU时间片可能会多一些(但也不完全,大概率是多的)。
void join()
合并线程
静态方法:static void yield()
让位方法:暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。yield方法不是阻塞方法。让当前线程让位,让给其他线程使用,yield方法的执行会让当前线程从“运行状态”回到“就绪状态”。注意:在回到就绪之后,有可能会再次抢到。
package Thread; /** * 了解:关于线程优先级 */ public class ThreadTestd11 { public static void main(String[] args) { /* System.out.println("最高优先级"+Thread.MAX_PRIORITY); System.out.println("最低优先级"+Thread.MIN_PRIORITY); System.out.println("默认优先级"+Thread.NORM_PRIORITY);*/ //获取当前线程对象,获取当前线程的优先级 Thread currentThread=Thread.currentThread(); System.out.println(currentThread.getName()+"线程的默认优先级:"+currentThread.getPriority()); Thread t=new Thread(new MyRunnable5()); t.setName("t"); t.start(); } } class MyRunnable5 implements Runnable{ @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"默认优先级"+Thread.currentThread().getPriority()); } }
package Thread; /* * 让位:当前线程暂停,回到就绪状态,让给其他线程。 * 静态方法:Thread yield() * */ public class ThreadTest12 { public static void main(String[] args) { Thread t=new Thread(new MyRunnable6()); t.setName("t"); t.start(); for (int i = 0; i < 1000; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i); } } } class MyRunnable6 implements Runnable{ @Override public void run() { //每一百个让位一次 for (int i = 0; i < 1000; i++) { if(i%100==0){ Thread.yield(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i); } } }
package Thread; public class ThreadTest13 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { System.out.println("main begin"); Thread t=new Thread(new MyRunnbable7()); t.setName("t"); t.start(); //合并线程:栈之间协调 t.join();//t合并到当前线程,当前线程受阻塞,t线程执行直到结束 System.out.println("main over"); } } class MyRunnbable7 implements Runnable{ @Override public void run() { for (int i = 0; i <100 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i); } } }
为什么这个是重点?
以后再开发中,我们的项目都是运行在服务器当中的,而服务器已经将线程的定义,线程对象的创建,线程的启动等,都已经实现完了。这些代码我们都不需要编写。
最重要的是:你要知道,你编写的程序需要放到一个多线程的环境下运行,你更需要关注的是这些数据在多线程并发的环境下是否是安全的。
什么情况下数据在多线程并发的环境下会存在安全问题呢?
三个条件:1.多线程并发 2.有共享数据 3.共享数据有修改的行为
满足以上三个条件之后,就会存在线程安全问题。
怎么解决线程安全问题呢?
线程排队执行(不能并发)。 用排队执行解决线程安全问题
这种机制被称为:线程同步机制。实际上就是排队
线程会失去牺牲一部分效率,没办法,数据安全第一位。只有数据安全了,我们才可以谈效率。数据不安全,没有效率的事。(并发虽然效率高,但是有时候会不安全)
异步编程模型:线程t1和线程t2,各自执行各自的。
同步编程模型:线程t1和线程t2,在线程t1执行的时候,必须等待线程t2执行结束。两个线程之间发生了等待关系。
银行取款例子
package ThreadSafe2; //银行账户 //使用线程同步解决线程安全问题 public class Account { //账号 private String actno; //余额 private double balance; public Account() { } public Account(String actno, double balance) { this.actno = actno; this.balance = balance; } public String getActno() { return actno; } public void setActno(String actno) { this.actno = actno; } public double getBalance() { return balance; } public void setBalance(double balance) { this.balance = balance; } //取款方法 public void withdraw(double money) throws InterruptedException { //以下这些代码必须是线程排队的,不能并发 //一个线程把这里的代码全部执行结束之后,另一个线程才可以进来. /* * 线程同步机制的语法是: * synchronized(){ * //线程同步代码块 * } * synchronized()后面小括号传入的数据是相当关键的,这个数据必须是多线程共享的数据.才能达到多线程排队 * 小括号中写什么? * 那要看你想让哪些线程同步 * 假设t1,t2,t3,t4,t5 五个线程 * 你只希望t1,t2,t3排队,t4,t5不排队,怎么办? * 你一定要在()中写一个t1,t2,t3共享的对象,而这个对象对于t4,t5来说是不共享的 * * 这里的共享对象是账户对象.账户对象是共享的,那么this就是账户对象 * 这里不一定是this,这里只要是多线程共享的那个对象就行 * 在Java语言中,任何一个对象都有一把锁,这把锁就是一个标记。 * 100个对象,100把锁 * */ synchronized (this){ double before=this.getBalance(); double after=before-money; Thread.sleep(1000); this.setBalance(after); } } } public class AccountThread extends Thread { //两个线程必须共享同一个线程对象. private Account act; //通过构造方法传递过来账户对象. public AccountThread(Account act){ this.act=act; } public void run(){ //run方法的执行表示取款操作。 double money=5000; //取款 try { act.withdraw(money); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"对"+act.getActno()+"取款成功!余额为:"+act.getBalance()); } } public class Test { public static void main(String[] args) { //创建账户对象(只创建一个) Account account=new Account("act--01",10000); Thread t1=new AccountThread(account); Thread t2=new AccountThread(account); t1.setName("T1"); t2.setName("T2"); t1.start(); t2.start(); } }
Java中有三大变量
实例变量:在堆中
静态变量:在方法区中
局部变量:在栈中 永远不会存在线程安全问题! 因为局部变量不共享
如果使用局部变量的话:建议使用StringBuilder。因为局部变量不存在线程安全问题。选择StringBuilder。StringBuffer 效率比较低。
ArrayList是非线程安全的,Vector是线程安全的。HashMap HashSet是非线程安全的。Hashtable是线程安全的。
总结:synchronized有三种写法:
第一种:同步代码块:灵活
第二种:在实例方法上使用synchronized,表示共享对象是一个this,并且同步代码块是整个方法体。
第三种:在静态方法上使用synchronized,表示找类锁,类锁永远只有一把,一百个对象也只有一把。
死锁代码例子
package DeadLock; /* * 死锁代码要会写,一般面试官要求你会写. * 只有会写,才会在以后的开发中注意这个事. * 因为死锁很难调试 * */ public class deadlock { public static void main(String[] args) { Object o1=new Object(); Object o2=new Object(); //t1和t2两个线程共享o1,o2 Thread t1=new MyThread1(o1,o2); Thread t2=new MyThread2(o1,o2); t1.start(); t2.start(); } } class MyThread1 extends Thread{ Object o1; Object o2; public MyThread1(Object o1,Object o2){ this.o1=o1; this.o2=o2; } public void run(){ synchronized (o1){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (o2){ } } } } class MyThread2 extends Thread{ Object o1; Object o2; public MyThread2(Object o1,Object o2){ this.o1=o1; this.o2=o2; } public void run(){ synchronized (o2){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (o1){ } } } }
如何解决线程安全问题?一上来就synchronized?
不是的,synchronized会让程序的执行效率降低,用户体验差,系统的用户吞吐量降低,用户体验差,在不得已的情况下再选择线程同步机制。
第一种方案:尽量使用局部变量来代替实例变量和静态变量
第二种方案:如果必须得是实例变量,那么可以考虑创建多个对象,这样实例变量的内存就不共享了(一个线程一个对象)。
第三种方案:如果不能使用局部变量,对象也不可以创建多个。这时只可以选择synchronized
Java语言中线程分为两大类:
一类是:用户线程
一类是:守护线程(后台线程) 代表性:垃圾回收线程
守护线程的特点:
一般守护线程是一个死循环,所有的用户线程只要结束,守护线程自动结束。
注意:主线程main方法是一个用户线程。
守护线程用在什么地方?
每天0:00的时候系统的数据自动备份,这个需要使用定时器,并且我们可以将定时器设置为守护线程。一直在那里看着,每到0:00的时间就备份一次,所有的用户线程如果结束了,守护线程自动退出,没有必要进行数据备份了。
package Thread; /* * 实现守护线程 * */ public class ThreadTest14 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t=new BakDataThread(); t.setName("备份数据线程"); //启动线程之前,将线程设置为守护线程 t.setDaemon(true); t.start(); //主线程:主线程是用户线程 for (int i = 0; i <10 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+i); Thread.sleep(1000); } } } class BakDataThread extends Thread{ public void run(){ int i=0; //即使是死循环,但由于该线程是守护线程,当用户线程终止时,守护线程也会停止 while (true){ System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+(++i)); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
定时器的作用:间隔特点的时间,执行特定的程序。
如:每周要进行银行账户的总账操作。每天要进行数据的备份操作。
在实际的开发过程中,每隔多久执行一段特定的程序,这种需求是很常见的,那么在java中其实可以采用多种方式实现:
可以使用sleep方法,睡眠,设置睡眠时间,每到特定时间醒来,这样的方式是最原始的定时器。
在java类库中已经写好了一个定时器,java.util.Timer,可以直接用。不过这样的方式在目前开发中也不怎么用,因为现在的很多高级框架都是支持定时任务的,在实际的开发中,目前使用较多的是Spring框架中提供的SpringTask框架,这个框架只要进行简单的配置,就可以完成定时器的任务。
package Thread; import java.text.ParseException; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; import java.util.Timer; import java.util.TimerTask; /* *使用定时器指定定时任务 * */ public class TimerTest { public static void main(String[] args) throws Exception{ //创建定时器对象 Timer timer=new Timer(); //Timer timer=new Timer(true);守护线程的方式 //指定定时任务 //schedule(定时任务,第一次执行时间,间隔多久执行一次); SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); Date firsttime=sdf.parse("2021-03-27 18:23:30"); timer.schedule(new LogTimeTask(),firsttime,1000*10); /*timer.schedule(new TimerTask(){ 匿名内部类也可以 @Override public void run() { } },firsttime,1000*10);*/ } } //编写一个定时任务类 class LogTimeTask extends TimerTask{ @Override public void run() { //编写你需要执行的任务就行了 SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss "); String strTime=sdf.format(new Date()); System.out.println(strTime+"完成了一次数据备份"); } }
实现Callable接口。(JDK新特性)
这种方式实现的线程可以获取线程的返回值,之前讲解的那两种方法无法获取线程的返回值的,因为run方法返回void。
思考:系统委派一个线程去执行一个任务,该线程执行完任务之后,可能会有一个执行结果,我们怎么拿到这个执行结果呢?使用第三种方式:实现Callable接口方式
package Thread; import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.FutureTask; /* * 实现线程的第三种方式:实现callable接口 * * */ public class ThreadTest15 { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { //第一步:创建一个“未来任务类”对象 //参数非常重要,需要给一个Callable接口实现类对象。 FutureTask task=new FutureTask(new Callable() { //call方法相当于run方法,只不过call有返回值 //线程执行一个任务,执行之后可能会有一个执行结果 //模拟执行 @Override public Object call() throws Exception { System.out.println(" call method begin"); Thread.sleep(1000*10); System.out.println("call method end"); int a=100,b=200; return a+b;//自动装箱(300为integer) } }); Thread t=new Thread(task); t.start(); //这里是main方法,在主线程中,在主线程中怎么获取t的执行结果。 //get方法的执行会导致当前线程阻塞, Object obj= task.get(); System.out.println("线程执行结果:"+obj); //main方法这里的程序要想执行必须等待get()方法的结束。 //而get方法可能需要执行很久,因为get方法是为了拿另一个线程的执行结果,而另一个线程执行是需要时间的。 System.out.println("hello world"); } }
第一:wait和notify方法不是线程对象的方法,是Java中任何一个Java对象都有的方法,因为这两个方法是Object类中自带的。wait方法和notify方法不是通过线程对象调用
第二:wait()方法作用?
Objcet o = new Objcet();
o.wait();
表示:让正在o对象上活动的线程进入等待状态,无期限等待,直到被唤醒为止。o.wait();方法的调用,会让“当前线程(正在o对象上活动的线程)”进入等待状态。
第三:notify()方法的作用?
Object o =new Object();
o.notify();
表示:唤醒正在o对象上等待的线程。
还有一个notifyAll()方法:这个方法是唤醒o对象上处于等待的所有线程。
生成者和消费者模式是为了专门解决某个特定需求的。
图示:
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