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1.多线程
1.5线程的通信
1.5.1wait(),notify(),notifyAll()
wait():一旦执行此方法,当前线程就进入阻塞状态,并释放同步监视器。令当前线程挂起并放弃CPU、同步资源并等待,使别的线程可访问并修改共享资源,而当前线程排队等候其他线程调用notify()或notifyAll()方法唤醒,唤醒后等待重新获得对监视器的所有权后才能继续执行。
notify():一旦执行此方法,就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait,就唤醒优先级高的那个。
notifyAll():一旦执行此方法,就会唤醒所有被wait的线程。
说明:
1.wait(),notify(),notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。
2.wait(),notify(),notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。否则,会出现IllegalMonitorStateException异常
3.wait(),notify(),notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。
1.5.1.1wait()方法
在当前线程中调用方法: 对象名.wait()
使当前线程进入等待(某对象)状态 ,直到另一线程对该对象发出 notify (或notifyAll) 为止。
调用方法的必要条件:当前线程必须具有对该对象的监控权(加锁)
调用此方法后,当前线程将释放对象监控权 ,然后进入等待
在当前线程被notify后,要重新获得监控权,然后从断点处继续代码的执行。
1.5.1.2notify()/notifyAll()
在当前线程中调用方法: 对象名.notify()
功能:唤醒等待该对象监控权的一个/所有线程。
调用方法的必要条件:当前线程必须具有对该对象的监控权(加锁)
1.5.2线程通信的例子:使用两个线程打印 1-100。线程1, 线程2 交替打印
package com.my.java2;
/**
* @author Redamancy
* @create 2022-08-08 10:07
*/
class Number implements Runnable{
private int number = 1;
private Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
while (true){
synchronized(obj){
//:一旦执行此方法,就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait,就唤醒优先级高的那个。
obj.notify();
if(number <= 100){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + number);
number++;
try {
//一旦执行此方法,当前线程就进入阻塞状态,并释放同步监视器。
obj.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}else{
break;
}
}
}
}
}
public class CommunicationTest {
public static void main(String[] args) {
Number number = new Number();
Thread t1 = new Thread(number);
Thread t2 = new Thread(number);
t1.setName("线程1");
t2.setName("线程2");
t1.start();
t2.start();
}
}
线程1:1
线程2:2
线程1:3
线程2:4
线程1:5
线程2:6
线程1:7
线程2:8
线程1:9
线程2:10
线程1:11
线程2:12
线程1:13
线程2:14
线程1:15
线程2:16
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线程1:19
线程2:20
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线程2:22
线程1:23
线程2:24
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线程2:30
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线程2:40
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线程1:45
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线程2:50
线程1:51
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线程1:55
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线程1:59
线程2:60
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线程2:70
线程1:71
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线程1:81
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线程1:91
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线程2:94
线程1:95
线程2:96
线程1:97
线程2:98
线程1:99
线程2:100
Process finished with exit code 0
1.5.3经典例题:生产者/消费者问题
生产者(Productor)将产品交给店员(Clerk),而消费者(Customer)从店员处取走产品,店员一次只能持有固定数量的产品(比如:20),如果生产者试图生产更多的产品,店员会叫生产者停一下,如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产;如果店中没有产品了,店员会告诉消费者等一下,如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。
这里可能出现两个问题:
生产者比消费者快时,消费者会漏掉一些数据没有取到。
消费者比生产者快时,消费者会取相同的数据
分析:
- 是否是多线程问题?是,生产者线程,消费者线程
- 是否有共享数据?是,店员(或产品)
- 如何解决线程的安全问题?同步机制,有三种方法
- 是否涉及线程的通信?是
package com.my.java2;
/**
* @author Redamancy
* @create 2022-08-08 11:12
*/
class Clerk{
private int productCount = 0;
//消费产品
public synchronized void consumeProduct() {
if(productCount > 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":开始消费第" + productCount + "个产品");
productCount--;
notify();
}else{
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//生产产品
public synchronized void produceProduct() {
if(productCount < 20){
productCount++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":开始生产第" + productCount + "个产品");
notify();
}else{
//等待
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class Producer extends Thread{//生产者
private Clerk clerk;
public Producer(Clerk clerk){
this.clerk = clerk;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(getName() + ":开始生产产品...");
while (true){
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
clerk.produceProduct();
}
}
}
class Consumer extends Thread{//消费者
private Clerk clerk;
public Consumer(Clerk clerk){
this.clerk = clerk;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(getName() + ":开始消费产品...");
while (true){
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
clerk.consumeProduct();
}
}
}
public class ProductTest {
public static void main(String[] args) {
Clerk clerk = new Clerk();
Producer p1 = new Producer(clerk);
Consumer c1 = new Consumer(clerk);
Consumer c2 = new Consumer(clerk);
p1.setName("生产者1");
c1.setName("消费者1");
c2.setName("消费者2");
p1.start();
c1.start();
c2.start();
}
}
1.6JDK5.0新增线程创建方式
1.6.1新增方式一:创建线程的方式三:实现Callable接口。 --- JDK 5.0新增
与使用Runnable相比, Callable功能更强大些
相比run()方法,可以有返回值
方法可以抛出异常
支持泛型的返回值
需要借助FutureTask类,比如获取返回结果
Future接口
可以对具体Runnable、Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等。
FutrueTask是Futrue接口的唯一的实现类
FutureTask 同时实现了Runnable, Future接口。它既可以作为Runnable被线程执行,又可以作为Future得到Callable的返回值
1.6.1.1例子
如何理解实现Callable接口的方式创建多线程比实现Runnable接口创建多线程方式强大?
- call()可以有返回值的。
call()可以抛出异常,被外面的操作捕获,获取异常的信息
- Callable是支持泛型的
package com.my.java2;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
/**
* @author Redamancy
* @create 2022-08-08 15:30
*/
//1.创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable {
//2.实现call方法,将此线程需要执行的操作声明在call()中
@Override
public Object call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(i);
sum += i;
}
}
return sum;
}
}
public class ThreadNew {
public static void main(String[] args) {
//3.创建Callable接口实现类的对象
NumThread numThread = new NumThread();
//4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中,创建FutureTask的对象
FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
//5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中,创建Thread对象,并调用start()
new Thread(futureTask).start();
try {
//6.获取Callable中call方法的返回值
//get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值。
Object sum = futureTask.get();
System.out.println("总合为:" + sum);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
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32
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38
40
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44
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54
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58
60
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64
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70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
总合为:2550
Process finished with exit code 0
1.6.2新增方式二:创建线程的方式四:使用线程池
背景:经常创建和销毁、使用量特别大的资源,比如并发情况下的线程,对性能影响很大。
思路:提前创建好多个线程,放入线程池中,使用时直接获取,使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
好处:
提高响应速度(减少了创建新线程的时间)
降低资源消耗(重复利用线程池中线程,不需要每次都创建)
便于线程管理
corePoolSize:核心池的大小
maximumPoolSize:最大线程数
keepAliveTime:线程没有任务时最多保持多长时间后会终止
......
创建多线程有几种方式?四种!
1.6.2.1线程池相关API
JDK 5.0起提供了线程池相关API:ExecutorService 和 Executors
ExecutorService:真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
void execute(Runnable command) :执行任务/命令,没有返回值,一般用来执行Runnable
Future submit(Callable task):执行任务,有返回值,一般又来执行Callable
void shutdown() :关闭连接池
Executors:工具类、线程池的工厂类,用于创建并返回不同类型的线程池
Executors.newCachedThreadPool():创建一个可根据需要创建新线程的线程池
Executors.newFixedThreadPool(n); 创建一个可重用固定线程数的线程池
Executors.newSingleThreadExecutor() :创建一个只有一个线程的线程池
Executors.newScheduledThreadPool(n):创建一个线程池,它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。
1.6.2.2例子
package com.my.java2;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
/**
* @author Redamancy
* @create 2022-08-08 15:40
*/
class NumberThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}
class NumberThread1 implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
if (i % 2 != 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
}
}
public class ThreadPool {
public static void main(String[] args) {
//1. 提供指定线程数量的线程池
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;
//设置线程池的属性
// System.out.println(service.getClass());
// service1.setCorePoolSize(15);
// service1.setKeepAliveTime();
//2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
service.execute(new NumberThread());//适合适用于Runnable
service.execute(new NumberThread1());//适合适用于Runnable
// service.submit(Callable callable);
//3.关闭连接池
service.shutdown();
}
}
pool-1-thread-1:0
pool-1-thread-1:2
pool-1-thread-1:4
pool-1-thread-1:6
pool-1-thread-1:8
pool-1-thread-1:10
pool-1-thread-1:12
pool-1-thread-1:14
pool-1-thread-1:16
pool-1-thread-1:18
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pool-1-thread-1:22
pool-1-thread-1:24
pool-1-thread-1:26
pool-1-thread-1:28
pool-1-thread-1:30
pool-1-thread-1:32
pool-1-thread-1:34
pool-1-thread-1:36
pool-1-thread-1:38
pool-1-thread-2:1
pool-1-thread-1:40
pool-1-thread-2:3
pool-1-thread-1:42
pool-1-thread-2:5
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pool-1-thread-2:7
pool-1-thread-2:9
pool-1-thread-2:11
pool-1-thread-2:13
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pool-1-thread-2:23
pool-1-thread-1:50
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