多线程详解（未完结）

文章目录

  • ⭐️写在前面的话⭐️
  • 一、线程简介
    • 1.1 进程
    • 1.2 线程
    • 1.3 多线程和多进程的区别
    • 1.4 总结
  • 二、继承实现
    • 2.1 继承Thread类
      • 例子：网图下载
    • 2.2 实现Runnable接口 (推荐)
      • 案例：火车站买票问题
      • 案例：龟兔赛跑
    • 2.3 实现Callable接口 (了解即可)
      • 案例：下载网图
      • Runnable和Callable的区别:
  • 三、线程知识拓展
    • 3.1 静态代理模式
      • 案例：结婚
    • 3.2 简介Lamda表达式
      • **函数式接口**：只包含唯一一个抽象方法的接口,我们可以通过Lambda表达式来创建该接口的对象。
      • **五种改进的变化**
      • **Lambda表达式简化**
  • 四、线程状态
    • 4.0 线程的状态简介
    • 4.1 停止线程
    • 4.2
    • 4.3
  • 五、线程同步
    • 4.1
    • 4.2
    • 4.3
  • 六、线程通信问题
    • 5.1
    • 5.2
    • 5.3
  • 七、高级主题
    • 4.1 停止线程
    • 4.2
    • 4.3
  • 五、线程同步
    • 4.1
    • 4.2
    • 4.3
  • 六、线程通信问题
    • 5.1
    • 5.2
    • 5.3
  • 七、高级主题

⭐️写在前面的话⭐️

📒博客主页： 程序员好冰
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📌本文由 程序员好冰 原创，CSDN 首发！
📆入站时间： 🌴2022 年 07 月 13 日🌴
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💬参考在线编程网站：🌐牛客网🌐力扣
🍭 作者水平很有限，如果发现错误，一定要及时告知作者哦！感谢感谢！🍭

一、线程简介

多任务：本质大脑在同一时间只做了同一件事情

多线程：公路的多条车道

普通方法：只有主线程一条执行路径

多线程：多条执行路径，主线程和子线程并行交替执行

1.1 进程

一个在内存中运行的应用程序。每个进程都有自己独立的一块内存空间，一个进程可以有多个线程，比如在Windows系统中，一个运行的xx.exe就是一个进程。

1.2 线程

进程中的一个执行任务（控制单元），负责当前进程中程序的执行。一个进程至少有一个线程，一个进程可以运行多个线程，多个线程可共享数据。

1.3 多线程和多进程的区别

多进程：操作系统中同时运行的多个程序

多线程：在同一个进程中同时运行的多个任务

举个例子，多线程下载软件，可以同时运行多个线程，但是通过程序运行的结果发现，每一次结果都不一致。 因为多线程存在一个特性：随机性。造成的原因：CPU在瞬间不断切换去处理各个线程而导致的，可以理解成多个线程在抢CPU资源。

多线程并不能提高运行速度，但可以提高运行效率，让CPU的使用率更高。但是如果多线程有安全问题或出现频繁的上下文切换时，运算速度可能反而更低。

aHR0cHM6Ly9yYXcuZ2l0aHVidXNlcmNvbnRlbnQuY29tL0pvdXJXb24vaW1hZ2UvbWFzdGVyL0phdmElRTUlQjklQjYlRTUlOEYlOTElRTclQkMlOTYlRTclQTglOEItJUU1JTlGJUJBJUU3JUExJTgwJUU3JTlGJUE1JUU4JUFGJTg2LyVFNSVBNCU5QSVFNyVCQSVCRiVFNyVBOCU4Qi5

1.4 总结

  • 线程是独立的执行路径
  • main是主线程，是系统的入口，用于执行整个程序
  • 没有自己创建线程的情况下，后台也会有线程，如主线程、GC线程（垃圾回收）
  • 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能人为干预的
  • 对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制
  • 线程会带来额外的开销，如CPU调度时间和并发控制开销
  • 每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

二、继承实现

1、Thread class--------继承Thread类

2、Runnable接口-------实现Runnable接口

3、Callable接口---------实现Callable接口

2.1 继承Thread类

不建议使用：OOP单继承局限性

package space2.haobin;

/*
* 创建线程方式1:
*   自定义一个类继承Thread类
*   重写run()方法
*   调用start开启线程*/
public class ThreadTest extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码------"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main主线程

        //创建一个线程对象
        ThreadTest tt1 = new ThreadTest();

        //调用start()方法开启线程
        tt1.start();//若此处改为调用run()，即变成单线程，先走run()中的“我在看代码”

        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程------"+i);
        }
    }
}

线程不一定立即执行，CPU安排调度

交替执行

image-20230619105859517

例子：网图下载

Apache Commons IO 也就那么回事儿吧 - 掘金 (juejin.cn)

commons-io的下载和使用_唯有一片炙热的博客-CSDN博客

package space2.haobin;


import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;

/*
* 联系Thread,实现多线程同步下载图片
* */
public class ThreadTest2 extends Thread{

    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    /*构造器*/
    public ThreadTest2(String url,String name){
        this.url=url;
        this.name=name;
    }

    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载的文件名为:"+name);
    }

    /*主线程*/
    public static void main(String[] args) {
        ThreadTest2 t1 = new ThreadTest2("https://cdnjson.com/image/Tityr","dog.jpg");
        ThreadTest2 t2 = new ThreadTest2("https://cdnjson.com/image/TEsyr","dzq.jpg");
        ThreadTest2 t3 = new ThreadTest2("https://cdnjson.com/image/TEkdZ","boniu.jpg");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

    }
}

/*
* 下载器*/
class WebDownloader{
    /*下载方法*/
    public void downloader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常,downloader方法出现问题");
        }
    }
}

image-20230619120648701

2.2 实现Runnable接口 (推荐)

推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

  1. 定义MyRunnable类实现Runnable接口
  2. 实现run方法,编写线程执行体
  3. 创建线程对象，调用start方法启动线程
package space2.haobin;

/*创建线程方式2:
    实现Runnable接口
    重写run方法
    执行线程需要丢入Runnable接口实现类
    调用start方法
*/
public class ThreadTest3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代码----"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        //创建Runnable接口的实现类对象
        ThreadTest3 tt3 = new ThreadTest3();

        //代理:
        //      创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程
        /*Thread t = new Thread(tt3);
        t.start();*/

        /*等价于*/
        new Thread(tt3).start();


        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程----"+i);
        }


    }
}

案例：火车站买票问题

多个线程操作同一个对象

image-20230619195216458 
package space2.haobin;

/*
* 案例: 买火车票
* 多线程同时操作同一个对象
* */
public class ThreadTest04 implements Runnable{

    private int ticketNums = 10;

    @Override
    public void run() {
        while(true){
            if(ticketNums<=0){
                break;
            }
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->拿到第"+ticketNums--+"张票");
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        ThreadTest04 ticket = new ThreadTest04();

        new Thread(ticket,"小明").start();
        new Thread(ticket,"老师").start();
        new Thread(ticket,"黄牛党").start();
    }
}

并发问题

多线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱。

  • 出现非法数字，0或-1
  • 出现相同的数字

案例：龟兔赛跑

package space2.haobin;


/*模拟龟兔赛跑*/
public class Race implements Runnable{

    //胜利者
    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {

            /*模拟兔子休息*/
            if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子")&& i%10==0){
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }

            if(gameOver(i)){
                break;//说明已经存在胜利者了，可以结束比赛了
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---> 跑了"+i+"步");
        }
    }

    /*
    * 判断比赛是否结束*/
    private boolean gameOver(int steps){
        if(winner!=null){
            //说明已经存在胜利者了
            return true;
        }else{
            if(steps>=100){
                winner=Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("Winner is "+winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Race race = new Race();
        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}

2.3 实现Callable接口 (了解即可)

  1. 实现Callable接口，需要返回值类型
  2. 重写call方法，需要抛出异常
  3. 创建目标对象
  4. 创建执行服务:ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
  5. 提交执行:Future result1 = ser.submit(t1);
  6. 获取结果：boolean r1 = result1.get();
  7. 关闭服务：ser.shutdownNow();

案例：下载网图

package space2.haobin02;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;

/*
 * 实现Callable接口,实现多线程同步下载图片
 * */
public class TestCallable implements Callable <Boolean>{

    private String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名

    /*构造器*/
    public TestCallable(String url,String name){
        this.url=url;
        this.name=name;
    }

    @Override
    public Boolean call() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载的文件名为:"+name);
        return true;
    }

    /*主线程*/
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1 = new TestCallable("https://cdnjson.com/image/Tityr","dog.jpg");
        TestCallable t2 = new TestCallable("https://cdnjson.com/image/TEsyr","dzq.jpg");
        TestCallable t3 = new TestCallable("https://cdnjson.com/image/TEkdZ","boniu.jpg");

        //创建执行服务
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);

        //提交执行
        Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);
        Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);
        Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);

        //获取返回值
        boolean rs1 = r1.get();
        boolean rs2 = r2.get();
        boolean rs3 = r3.get();

        //关闭服务
        ser.shutdown();
    }
}

/*
 * 下载器*/
class WebDownloader{
    /*下载方法*/
    public void downloader(String url,String name){
        try {
            FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("IO异常,downloader方法出现问题");
        }
    }
}

Runnable和Callable的区别:

Callable规定的方法是call(),Runnable规定的接口是run();

Callable的任务执行后可返回值,而Runnable的任务是不能有返回值的;

call方法可以抛出异常,run方法不可以

运行Callable任务可以拿到一个Future对象,表示异步计算的结果,它提供了检查是否计算完成的方法,以等待计算的完成,并检索计算的结果,通过Future对象可以了解任务执行情况,可以取消任务的执行,还可以获取执行结果

三、线程知识拓展

3.1 静态代理模式

  • 真实对象（目标对象）和代理对象都要实现同一个接口
  • 代理对象要代理真实角色
  • 好处：
    • 代理对象可以做许多真实对象做不到的事情
    • 真实对象可以专注做自己的事情

案例：结婚

package space2.haobin03;

/*静态代理模式*/
public class StaticProxy {

    public static void main(String[] args) {
        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
        /*相当于婚庆公司代理你结婚*/
        weddingCompany.HappyMarry();
        
        /*
        	如果不进行代理,则这样写:
        	You you = new You();
        	you.HappyMarry();
        */
    }

}
//抽象类结婚
interface  Marry{
    void HappyMarry();
}

/*
* 模拟真实的你，结婚目标
* */
class You implements Marry{

    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("我结婚啦！！！");
    }
}

/*
* 模拟婚庆公司，代理你结婚
* */
class WeddingCompany implements Marry{

    //结婚对象
    private Marry target;

    public WeddingCompany(Marry target) {
        this.target = target;
    }


    @Override
    public void HappyMarry() {
        before();
        this.target.HappyMarry();
        after();
    }
    /*模拟婚前*/
    private void before(){
        System.out.println("婚前布置------");
    }
    /*模拟婚后*/
    private void after(){
        System.out.println("婚后洞房------");
    }
}
image-20230620152822043

3.2 简介Lamda表达式

好处：

  • 避免匿名内部类定义过多
  • 实质是函数式编程
  • 去掉多余的代码，留下核心代码逻辑
  • 简化代码

函数式接口：只包含唯一一个抽象方法的接口,我们可以通过Lambda表达式来创建该接口的对象。

image-20230620163027508

public interface Runnable{
    public abstract void run();
}

五种改进的变化

  • 直接实现类
  • 静态内部类
  • 局部内部类
  • 匿名内部类
  • Lambda表达式
package space2.haobin03;

public class TestLambda {

    //2.静态内部类
    static class Like2 implements ILike {
        @Override
        public void lambda() {
            System.out.println("我喜欢Lambda2.");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        ILike like = new Like();
        like.lambda();

        like = new Like2();
        like.lambda();


        //3.局部内部类
        class Like3 implements ILike{
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("我喜欢Lambda3.");
            }
        }

        like = new Like3();
        like.lambda();

        //4.匿名内部类
        like = new ILike() {
            @Override
            public void lambda() {
                System.out.println("我喜欢Lambda4.");
            }
        };
        like.lambda();

        //5.lambda简化
        like=()-> System.out.println("我喜欢Lambda5.");
        like.lambda();

    }
}

//定义一个函数式接口
interface ILike {
    void lambda();
}

//1.实现类
class Like implements ILike {
    @Override
    public void lambda() {
        System.out.println("我喜欢Lambda.");
    }
}

Lambda表达式简化

参考文章

四、线程状态

4.0 线程的状态简介

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image-20230620163704483

image-20230620163357119

4.1 停止线程

  1. 使用退出标志，使线程正常退出，也就是当 run() 方法完成后线程中止。
  2. 使用 stop() 方法强行终止线程，但是不推荐使用这个方法，该方法已被弃用。
  3. 使用 interrupt 方法中断线程。

参考文章

image-20230620164713607

4.2

4.3

五、线程同步

4.1

4.2

4.3

六、线程通信问题

5.1

5.2

5.3

七、高级主题

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4.1 停止线程

  1. 使用退出标志，使线程正常退出，也就是当 run() 方法完成后线程中止。
  2. 使用 stop() 方法强行终止线程，但是不推荐使用这个方法，该方法已被弃用。
  3. 使用 interrupt 方法中断线程。

参考文章

[外链图片转存中…(img-rj37EWtp-1700896285752)]

4.2

4.3

五、线程同步

4.1

4.2

4.3

六、线程通信问题

5.1

5.2

5.3

七、高级主题

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特殊位与权限 目录&#xff1a; 1. SUID 2. SGID 3. SBIT 4. 文件系统属性chattr权限 5. 管理员权限sudo 1. SUID 1.1 什么是SUID SUID只对二进制可执行文件才有效&#xff08;文件必须具备x权限&#xff09; 执行者对该程序有 x 权限 当前程序拥有SUID时&#xff0…
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MySQL性能优化，SQL调优，SQL调优的手段

MySQL性能优化，SQL调优，SQL调优的手段

文章目录 对MySQL性能的优化的理解硬件和操作系统层面的优化架构设计层面的优化MySQL程序配置优化SQL优化 SQL调优有哪几种方式1.EXPLAIN2.SQL语句中IN包含的值不应过多3.SELECT语句务必指明字段名称4.当只需要一条数据的时候&#xff0c;使用limit 15.如果排序字段没有用到索引…
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android系统新特性——用户界面以及系统界面改进

android系统新特性——用户界面以及系统界面改进

用户界面改进 Android用户界面改进最明显的就是MD了。MD是Google于2014年推出的设计语言&#xff0c;它是一套完整的设计系统&#xff0c;包含了动画、样式、布局、组件等一系列与设计有关的元素。通过对这些行为的描述&#xff0c;让开发者设计出更符合目标的软件&#xff0c…
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Percepio Tracealyzer 4.8.1 视觉跟踪诊断解决方案

Percepio Tracealyzer 4.8.1 视觉跟踪诊断解决方案

Percepio Tracealyzer 4.8.1 视觉跟踪诊断解决方案&#xff0c; 是使嵌入式软件开发人员能够深入了解其运行时系统。这样可以更轻松地调试系统级问题、查找软件设计缺陷以及测量软件时序和资源使用情况。确保您的代码可靠、高效且响应迅速。 视觉运行时洞察 在运行时将 X 射线视…
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计算器的模拟实现

计算器的模拟实现

计算器的模拟实现 一、实验题目&#xff1a;计算器二&#xff1a;实验目的&#xff1a;三&#xff1a;实验内容与实现1&#xff1a;【实验内容】2&#xff1a;【实验实现】1.计算器界面的实现&#xff0c;如下图所示&#xff1a;2&#xff1a;各项功能的实现&#xff0c;如下图…
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Linux常用命令——bg命令

Linux常用命令——bg命令

在线Linux命令查询工具 bg 用于将作业放到后台运行 补充说明 bg命令用于将作业放到后台运行&#xff0c;使前台可以执行其他任务。该命令的运行效果与在指令后面添加符号&amp;的效果是相同的&#xff0c;都是将其放到系统后台执行。 在Linux系统中执行某些操作时候&…
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基于YOLOv5的视频计数 — 汽车计数实现

基于YOLOv5的视频计数 — 汽车计数实现

在视频中计数对象可能看起来有挑战性&#xff0c;但借助Python和OpenCV的强大功能&#xff0c;变得令人意外地易于实现。在本文中&#xff0c;我们将探讨如何使用YOLO&#xff08;You Only Look Once&#xff09;目标检测模型在视频流或文件中计数对象。我们将该过程分解为简单…
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HCIA题目解析（1）

HCIA题目解析（1）

1、【多选题】关于动态 MAC 地址表说法正确的是&#xff1f; A、通过报文中的源MAC地址学习获得的动态MAC表项会老化 B、通过查看指定动态MAC地址表项的个数&#xff0c;可以获取接口下通信的用户数 C、在设备重启后&#xff0c;之前的动态表项会丢失 D、在设备重启后&…
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车载通信架构 —— 传统车内通信网络MOST总线（光纤传输、专精多媒体）

车载通信架构 —— 传统车内通信网络MOST总线（光纤传输、专精多媒体）

车载通信架构 —— 传统车内通信网络MOST总线（光纤传输、专精多媒体） 我是穿拖鞋的汉子，魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。 老规矩，分享一段喜欢的文字，避免自己成为高知识低文化的工程师： 屏蔽力是信息过载时代一个人的特殊竞争力，任何消耗你的人和事，多看一眼都…
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C#，《小白学程序》第十九课：随机数（Random）第六，随机生成任意长度的大数（BigInteger）

C#，《小白学程序》第十九课：随机数（Random）第六，随机生成任意长度的大数（BigInteger）

1 文本格式 using System; using System.Linq; using System.Text; using System.Collections.Generic; /// <summary> /// 大数的&#xff08;加减乘除&#xff09;四则运算、阶乘运算 /// 乘法计算包括小学生算法、Karatsuba和Toom-Cook3算法 /// 除法运算为 Truffer…
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【腾讯云云上实验室】向量数据库相亲社交应用实践

【腾讯云云上实验室】向量数据库相亲社交应用实践

快速入口 &#x1f449;向量数据库_大模型知识库_向量数据存储_向量数据检索- 腾讯云 (tencent.com) 文章目录 前言1. 向量数据库概念及原理1.1 向量数据库概念1.2 向量数据库核心原理1.3 向量数据库优缺点1.4 向量数据库与传统数据库的区别 2. 腾讯云向量数据库的基本特性及优…
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[数据结构]-红黑树

[数据结构]-红黑树

前言 作者&#xff1a;小蜗牛向前冲 名言&#xff1a;我可以接受失败&#xff0c;但我不能接受放弃 如果觉的博主的文章还不错的话&#xff0c;还请点赞&#xff0c;收藏&#xff0c;关注&#x1f440;支持博主。如果发现有问题的地方欢迎❀大家在评论区指正 目录 一、红黑树的…
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