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Java線程創(chuàng)建(賣票),線程同步(賣包子)的實現(xiàn)示例

 更新時間:2021年05月06日 09:29:28   作者:碼農編程錄  
這篇文章主要介紹了Java線程創(chuàng)建(賣票),線程同步(賣包子)的實現(xiàn)示例,文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

1.線程兩種創(chuàng)建方式:new Thread(new Runnable() {})

在這里插入圖片描述

如下FileOutputStream源碼中拋出異常,為了讓寫代碼人自己寫try catch異常提示信息。

在這里插入圖片描述

package com.itheim07.thread;
/*
*   進程和線程
*       1. 進程 :  航空母艦(資源: 燃油 彈藥)
*       2. 線程 :  艦載機
*     一個軟件運行: 一個軍事活動, 必須有一艘航母出去,但執(zhí)行具體任務的是航母上的艦載機
*     一個軟件運行,至少一個進程, 一個進程中至少一個線程。谷歌瀏覽器是多進程,進程多了,占用資源多,速度快
*	
*   cpu: 4核 8線程。線程要運行,需要cpu授予執(zhí)行權(指揮室),指揮室可以同時調度8架 飛機
*       1. 并行 : 同一時間,同時執(zhí)行 (并行只能8線程)
*       2. 并發(fā) : 同一段時間, 實際上是交替執(zhí)行, 速度快的時候看起來像是同時執(zhí)行(頻率快)(常見: 并發(fā)1800線程)
*
*   cpu調度算法(并發(fā))
*       1. 分時調度 : 1800s, 每個線程1s
*       2. 搶占式調度 : 按照線程優(yōu)先級進行分配, 優(yōu)先級高(可以自己設置)一般就分配的多(隨機性強) java
*
*   為什么需要多線程?
*       1. 默認java代碼有兩個線程
*           1. main方法線程 : 主線程
*           2. GC線程(jvm使用的,我們無法調度)
*       2. 一個線程可用, 有什么局限性?只能做一件事
*       3. 如果想要同時執(zhí)行多個任務 -> 多線程
*/
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    System.out.println("播放音樂...");
                }
            }
        }).start();  //.start()不能改成.run()

        boolean result = true;
        while(result){ 
            System.out.println("下載電影...");
        }
       /* while(result){ //雖然騙了編譯器,但還是不能執(zhí)行到這里
            System.out.println("播放音樂...");
        }*/
    }
}

如下線程第一種創(chuàng)建方式。

在這里插入圖片描述

package com.itheima01.thread;
/*
    Thread:1. start() : 啟動線程,jvm會創(chuàng)建線程,并調用run方法
            2. static Thread currentThread(),返回對當前正在執(zhí)行的線程對象的引用。
            3. String getName() : 獲取線程名稱
     !!! Thread.currentThread().getName() : 獲取當前線程名稱

      線程默認命名規(guī)則:1. main線程 :  main
         2. 子線程(main線程創(chuàng)建的線程) : static int number;static被共享
            Thread-0 , 1, 2 ...
*/
public class ThreadDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
//        Thread thread = Thread.currentThread();
//        String name = thread.getName(); 
//        System.out.println(name); // main
        //下面一行等同于上面
        System.out.println("主:" + Thread.currentThread().getName());

        YourThread yt = new YourThread();
        yt.start(); //子:Thread-0        
        YourThread yt2 = new YourThread();
		yt.run(); //子:main。  因為子線程YourThread還未執(zhí)行起飛	,被main飛機拖著走	
        YourThread yt3 = new YourThread();
        yt3.start(); //子:Thread-2。  不是Thread-1是因為yt2未起飛但依舊new了yt2

//        Person p = new Person(); //執(zhí)行空參構造
//        System.out.println(p.number); //0 
//        Person p2 = new Person();
//        System.out.println(p2.number); //1
    }
}
class YourThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("子:" + Thread.currentThread().getName());
    }
}
class Person{
    static int number=-1;
    public Person(){
        number++;
    }
}
package com.itheima02.runnable;
/*
* 線程第二種創(chuàng)建方式: 1. 聲明實現(xiàn) Runnable 接口的類。
*      				  2. 該類然后實現(xiàn) run 方法。
*       			  3. 然后可以分配該類的實例,在創(chuàng)建 Thread 時作為一個參數(shù)來傳遞并啟動。
*      					Thread(Runnable target)
*/
public class RunnableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable mr = new MyRunnable(); // 分配該類的實例
        Thread t = new Thread(mr);
        t.start();  //Thread-0
    }
}
class MyRunnable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}
package com.itheima02.runnable;
//用匿名內部類簡化上面代碼
public class RunnableDemo02 {
    public static void main(String[] args) {		
     /* Runnable mr = new Runnable(){ //用接口名Runnable代替子類類名,匿名對象。     
  //不用再寫class MyRunnable implements Runnable{},Runnable mr = new MyRunable(); 向上轉型     
            @Override    
            public void run() {  //new一個接口()再{},是new這個接口的子類對象
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            }
        };
        
        Thread t = new Thread(mr);
        t.start();
	   // new Thread(mr).start(); */

//111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
       new Thread(new Runnable() {
           @Override
           public void run() { //主要關注run
               System.out.println(Thread.currentThread().getName());
           }
       }).start();
	   
//new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName())).start();
    }
}

2.賣票:原子性

package com.itheima03.ticket;
/*
*  需求假設某航空公司有三個窗口發(fā)售某日某次航班的100張票,100張票可以作為共享資源,三個售票窗口需要創(chuàng)建三個線程
*  	    好處: 多線程執(zhí)行同一任務,比較快
*  	        1. 程序(單線程) , 并發(fā)1600線程, cpu分配執(zhí)行權: 1/1600
*  	        2. 程序(多線程 100)  , 并發(fā)1700, cpu分配給我們的程序執(zhí)行權更多:1/17
*  	    注意: 線程不是越多越好(線程本身很占內存, 慢。票數(shù)不多不需要用多線程)
*/
public class TicketDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        MyWindow mw1 = new MyWindow(); //堆中開一塊空間,不加static,number=100進堆
        mw1.setName("窗口壹");

        MyWindow mw2 = new MyWindow(); //同上
        mw2.setName("窗口222");

        MyWindow mw3 = new MyWindow(); //同上
        mw3.setName("窗口三三三");        
        mw1.start();
        mw2.start();
        mw3.start();
    }
}

//11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
class MyWindow extends Thread{
    static int number = 100; //去掉static,每創(chuàng)建一個MyWindow窗口在堆里開辟一塊空間,三個窗口各賣100張
    @Override
    public void run() {
       while(number > 0){
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣出第" + number + "張票");
           number--;
       }
    }
}
/*
*   兩種線程創(chuàng)建方式: 1. 繼承Thread
*       			  2. 實現(xiàn)Runnbale
*   如上第二種方案會更好一些,不需要加static,因為只new了一個對象
*       1. 實現(xiàn)接口,而不是繼承類(擴展性更強) 接口可以多實現(xiàn),但是類只能單繼承(MyWindow繼承Thread后,就不能繼承另外的類。MyTask可以繼承其他類,實現(xiàn)其他接口)
*       2. 更符合 面向對象 (高內聚,低耦合:線程獨立,和業(yè)務代碼MyTask分離,傳入賣豬肉任務也行)。封裝(各干各的,有必要再進行合作)
*/

如下線程同步問題分析:兩種創(chuàng)建方式3個窗口都總賣出102張票,而不是100張。原因:三個窗口同時卡在打印正在賣出第100張票。解決:t1在賣第100張票時,cpu可能會切到t3和t2,可以控制t2和t3不動,等t1的number- -完再動。

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3.線程同步:synchronized關鍵字,Lock接口,ThreadLocal

package com.itheima04.synchronizedd;
import java.io.IOException;
/*
*       1. 代碼塊
*           synchronized(鎖對象){
*               代碼A
*           }
*           1. 鎖對象可以是任意對象,但必須唯一
*           2. 同步代碼塊中的 代碼A 同一時間,只允許一個線程執(zhí)行
* 使用同步鎖的注意點:1. 在保證業(yè)務邏輯可用的情況,同步鎖加的范圍越小越好
* 
*  2. 鎖對象必須唯一:<1> 如果能保證當前對象唯一,this也可以作為鎖對象 (更節(jié)省內存)
*  <2> 當前類名.class(最好的鎖對象) -> Class對象(一個類被加載,在內存都會有一個Class對象) 反射
*/
public class TicketDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        MyTask mt = new MyTask();        
        //上面只new了一個,可以用this
        Thread t1 = new Thread(mt);
        t1.setName("窗口壹");
        
        Thread t2 = new Thread(mt);
        t2.setName("窗口222");
        
        Thread t3 = new Thread(mt);
        t3.setName("窗口三三三");           
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

class MyTask implements Runnable{ 
    int number = 100;
//   Object obj = new Object();  //鎖對象
    @Override
    public void run() {
        while(number > 0){

//1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111        
            synchronized(MyTask.class){ //MyTask.class也可以換成this
                if(number <= 0){
                    break;  //跳出while大循環(huán)
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣出第" + number + "張票");
                number--;
            }  

//111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111             
//這邊只能try catch不能throws,原因:父類Runnable中run方法沒有聲明拋出編譯異常,所以子類也不能throws        
            try {
                Thread.sleep(1); //線程啥事也不干,暫停1ms,cpu有空閑切換其他線程
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        } //while里
    }
}

在這里插入圖片描述

如下t2賣到0張時出while,而t1和t3還在while里,此時number=0,所以變?yōu)?和-1。

在這里插入圖片描述

如下把synchronized拖到外面也不行。

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如下加if(number <= 0),沒有加浪費時間代碼,所以看不到交替效果,但不會出現(xiàn)0和-1。

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obj是鎖對象即鑰匙,如下鑰匙不能進run方法(每個線程一把即三把鑰匙了),只能在成員位置。

在這里插入圖片描述

用this,不用new object(),可以節(jié)約內存。

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package com.itheima05.method;
/*
*   synchronized 方法(同步方法)
*         1. 語法 :  方法聲明 + synchronized
*         2. 同步方法有沒有鎖對象? 有
*               1. 普通方法: 是this
*               2. 靜態(tài)方法: 靜態(tài)不能和對象(this)有關。 是當前類名.class
*/
public class TicketDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        MyTask mt = new MyTask();        
        Thread t1 = new Thread(mt);
        t1.setName("窗口壹");
        
        Thread t2 = new Thread(mt);
        t2.setName("窗口222");
        
        Thread t3 = new Thread(mt);
        t3.setName("窗口三三三");        
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

class MyTask implements Runnable{
    static int number = 100;
    @Override
    public void run() { 
        while(number > 0){
            method(); //非靜態(tài)方法可以調用靜態(tài)方法       
            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
       
    private static synchronized void method() { //靜態(tài)方法不能和對象關鍵字如this相關  //同步方法效果  等價于 同步代碼塊
        if(number <= 0){
            return;  //break只能寫在循環(huán)和switch里
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣出第" + number + "張票");
        number--;
    }
}
package com.itheima06.lock;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/*
*   Lock接口: 1. 實現(xiàn)類 ReentrantLock
*             2. lock() 獲取鎖(獲取鑰匙)
*             3. unlock() 釋放鎖 (還鑰匙)
*/
public class TicketDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        MyTask mt = new MyTask();
        Thread t1 = new Thread(mt);
        t1.setName("窗口壹");
        
        Thread t2 = new Thread(mt);
        t2.setName("窗口222");
        
        Thread t3 = new Thread(mt);   
        t3.setName("窗口三三三"); 
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

class MyTask implements Runnable{
    int number = 100;
    Lock lock = new ReentrantLock(); //創(chuàng)建lock對象
    @Override
    public void run() {
        while(number > 0){

//1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
            lock.lock();
            if(number <= 0){
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                lock.unlock(); // 注意: lock提供了鎖的可視化操作(線程執(zhí)行結束,要記得手動釋放。廁所上完不能帶走鑰匙)//同步代碼塊return或break后是jvm自動釋放鎖。//這里不加lock.unlock()程序停不下來。
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在賣出第" + number + "張票");
            number--;
            lock.unlock();
        }
    }
}

如下ThreadLocal相當于一個map,key就是當前的線程,value就是需要存儲的對象。

在這里插入圖片描述

t1(…,User),如下情況可將User放入ThreadLocal中,每次通過.get拿到線程的User。

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4.賣包子:wait,notify

package com.itheima07.bz;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object obj = new Object();       
// obj.wait(); //IllegalMonitorStateException : 非法的監(jiān)視狀態(tài)異常,因為.wait()必須鎖對象調用如下
        synchronized (obj){  //對象變成鎖對象
            obj.wait(); //不會報錯,一直等待。在鎖對象中
        }
    }
}

如下兩個方法wait和notify不是給線程調用的,而是給鎖對象【鎖對象可以是任意對象】調用的如上所示。BaoZi只能一個線程對其操作。

在這里插入圖片描述

package com.itheima07.bz;

public class BaoZi {
    boolean isHave=false; //默認沒有包子
}
package com.itheima07.bz;

public class BaoziPu extends Thread {
    BaoZi bz;
    public BaoziPu(BaoZi bz){
        this.bz = bz;
    }
    @Override
    public void run() {       
        while(true){ //不停生產包子 

//111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111           
            synchronized (bz){ //加鎖: 同步代碼,生產包子時不讓別人打擾我。注意下面wait和notify
                if(bz.isHave){
                    try {
                        bz.wait(); //包子鋪有包子就等待(此時吃貨正在吃包子)
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("包子鋪生產包子..."); //沒包子
                bz.isHave = true;
                bz.notify(); //喚醒吃貨
            }
        }  //while里
    }
}
package com.itheima07.bz;

public class ChiHuo  extends Thread{
    BaoZi bz;
    public ChiHuo(BaoZi bz){
        this.bz = bz;
    }
    @Override
    public void run() {
        while(true){ //不停吃包子

//1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111               
            synchronized (bz){
                if(!bz.isHave){
                    try {
                        bz.wait(); //吃貨沒有包子就等待(此時包子鋪正在生產包子)
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("吃貨吃包子"); //有包子
                bz.isHave = false;       
                bz.notify(); //喚醒包子鋪
            }
        }
    }
}
package com.itheima07.bz;

public class BzDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BaoZi bz = new BaoZi();
        BaoziPu bzp = new BaoziPu(bz); //和下面一行共同操作一個包子對象
        ChiHuo ch = new ChiHuo(bz);        
        bzp.start();
        ch.start();
    }
}

在這里插入圖片描述

如下第一次沒有包子,所以繞過2中if到1。運行完1后就有包子了,1時間很短,cpu不切換線程,切換了也沒用,因為2中syn…(bz)包子被鎖住,就算切換到吃貨線程進不去syn…(bz)里,所以1中notify喚不醒吃貨線程。

1和2都在sy…(bz)里,bzp線程bz.wait()【有3個好處】進入等待狀態(tài)即進入監(jiān)視隊列即等待包子被吃,吃貨線程的synchronized鎖被打開,有包子不會wait,執(zhí)行3。

一個線程wait把自己停下來放入堆(監(jiān)視隊列)中,來年開春,另一個線程中3叫我起來干活。2和3對應,1和4對應。3喚醒了2中wait,但2沒鑰匙(鎖)動不了(鬼壓床),鑰匙在吃貨手上,所以3往后4執(zhí)行釋放鎖,1234不停循環(huán)執(zhí)行。

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生產消費者模型:用戶發(fā)請求來相當于包子鋪生產包子即生產者。服務器24小時開著相當于消費者一天24小時等包子吃。不會讓消費者線程空轉浪費cpu資源,所以沒包子設置消費者線程為wait狀態(tài)不占用cpu資源

package com.atguigu.test14;
// 線程通信是用來解決生產者與消費者問題。
public class Test14 {
	public static void main(String[] args) {
		Workbench tai = new Workbench(); //相當于包子	
		Cook c = new Cook("崔志恒", tai); //生產者
		Waiter w = new Waiter("翠花", tai);	//消費者
		c.start();
		w.start();
	}
}

//11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
class Workbench{
	private static final int MAX = 10; //假設工作臺上最多能夠放10盤
	private int count; //count是共用的,要考慮線程安全	

	public synchronized void put(){ //同步方法,非靜態(tài)方法來說,鎖對象就是this //往工作臺上放一盤菜
		if(count >= MAX){
			try {
				//生產者停下來,等待
				wait();//默認是this.wait(),所以上面必須加鎖對象synchronized
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		//上面是安全校驗
		count++;		
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "放了一盤菜,剩余:" + count);
		this.notify(); // 包子/工作臺.notify()  //喚醒消費者
	}	

//1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
	public synchronized void take(){//從工作臺上取走一盤菜
		if(count<=0){
			try {				
				wait(); //工作臺沒有菜,消費者應該停下來
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		//上面是安全校驗
		count--;
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取走一盤菜,剩余:" + count);
		this.notify();  //喚醒生產者
	}
}

//1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
class Cook extends Thread{
	private Workbench tai;
	public Cook(String name, Workbench tai) {
		super(name);
		this.tai = tai;
	}
	public void run(){
		while(true){
			tai.put(); //封裝了
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

//111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
class Waiter extends Thread{
	private Workbench tai;	
	public Waiter(String name, Workbench tai) {
		super(name); //name屬性在父類中已聲明
		this.tai = tai;
	}
	public void run(){
		while(true){
			tai.take();
			try {
				Thread.sleep(1000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

如下一直交替運行,不停。

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如下線程6態(tài):鎖就是鑰匙上廁所,限時等待就是sleep,記住下面三個紅色。

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如下B進不去不執(zhí)行

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到此這篇關于Java線程創(chuàng)建(賣票),線程同步(賣包子)的實現(xiàn)示例的文章就介紹到這了,更多相關Java線程創(chuàng)建同步內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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