这篇文章主要介绍了Java如何实现多线程、线程同步的相关知识，内容详细易懂，操作简单快捷，具有一定借鉴价值，相信大家阅读完这篇Java如何实现多线程、线程同步文章都会有所收获，下面我们一起来看看吧。
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1 多线程
1.1 进程
进程：是正在运行的程序
是系统进行资源分配和调用的独立单位
每一个进行都有它自己的内存空间和系统资源
进程的三个特征
独立性：进程与进程之间是相互独立的，彼此有自己独立内存区域
动态性：进程是运行中的程序，要动态的占用内存，CPU和网络等资源
并发性：CPU会分时轮询切换依次为每个进程服务，因为切换的速度非常快，给我们的感觉像是在同时执行，这就是并发性（并发：同一时刻同时有多个在执行）
1.2 线程
线程：是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径
单线程：一个进程只有一条执行路径
多线程：一个进程有多条执行路径
1.3 多线程的实现方式
1.3.1 方式1：继承Tread类
流程：
1、定义一个MyTread类继承Tread类
2、在MyTread类中重写run()方法
3、创建MyTread类的对象
4、启动线程：void start()
为什么要重写run()方法？
run()方法和start()方法的区别？
范例
MyTread类：
package test;//1、定义一类MyTread继承Tread类public class MyThread extends Thread{
2、在MyTread类中重写run()方法
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<100;i++) {
System.out.println(i);
}
}}package test;public class Demo {
public static void main(String[] args) {
//3、创建MyTread类的对象
MyThread my1 = new MyThread();
MyThread my2 = new MyThread();
//4、启动线程：void start()：启动线程，由Java虚拟机调用此线程的run()方法
my1.start();
my2.start();
}}1.3.2 方式2：实现Runnable接口
package test;public class Demo {
public static void main(String[] args) {
//3、创建MyRunnable类的对象
MyRunnable mr = new MyRunnable();
//4、创建Tread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数// Thread t1 = new Thread(mr);// Thread t2 = new Thread(mr);
//Thread(Runnable target,String name)
Thread t1 = new Thread(mr,"高铁");
Thread t2 = new Thread(mr,"飞机");
//5、启动线程
t1.start();
t2.start();
}}1.3.3 方式3：实现Callable接口
1.4 设置和获取线程名称
| 方法名 | 说明 | | void setName(Stringname) | 将此线程的名称更改为等于参数name |
| String getName() | 返回此线程的名称 |
| public Thread(String name) | 通过构造方法也可以设置线程名称 |
| public static Thread currentThread() | 返回对当前正在执行的线程对象的引用（可以返回main()方法中线程） |
| public static void sleep(long time) | 让当前线程休眠多少毫秒再继续执行 |
package test;public class MyThread extends Thread{
//构造方法添加线程名称
public MyThread(){}
public MyThread(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<100;i++) {
//1,String getName() 返回此线程的名称
System.out.println(getName()+":"+i);
}
}}package test;public class Demo {
public static void main(String[] args) {
/* MyThread my1 = new MyThread();
MyThread my2 = new MyThread();
//2,void setName(Stringname) 将此线程的名称更改为等于参数name
my1.setName("高铁");
my2.setName("飞机");*/
//3，通过构造方法设置线程名称
//需要自己定义的类中提供此带参构造方法，并通过super访问父类带参构造方法
/*MyThread my1 = new MyThread("高铁");
MyThread my2 = new MyThread("飞机");
my1.start();
my2.start();*/
//4，public static Thread currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用（可以返回main()方法中线程）
System.out.println(Tread.currentThread().getName()); //main
}}1.5 线程调度
| 方法名 | 说明 | | public final int getPriority() [praɪˈɔːrəti] | 返回此线程的优先级 |
| public final void setPriority(int newPriority) | 更改此线程的优先级 |
package test;public class Demo {
public static void main(String[] args) {
ThreadPriority tp1 = new ThreadPriority();
ThreadPriority tp2 = new ThreadPriority();
ThreadPriority tp3 = new ThreadPriority();
tp1.setName("高铁");
tp2.setName("飞机");
tp3.setName("汽车");
//1,public final int getPriority() [praɪˈɔːrəti] 返回此线程的优先级// System.out.println(tp1.getPriority()); //5// System.out.println(tp2.getPriority()); //5// System.out.println(tp3.getPriority()); //5
//2,public final void setPriority(int newPriority) 更改此线程的优先级
System.out.println(Thread.MAX_PRIORITY); //10
System.out.println(Thread.MIN_PRIORITY); //1
System.out.println(Thread.NORM_PRIORITY); //5
//设置正确优先级
tp1.setPriority(5);
tp2.setPriority(10);
tp3.setPriority(1);
tp1.start();
tp2.start();
tp3.start();
}}1.6 线程控制
| 方法名 | 说明 | | static void sleep(long millis) | 使当前正在执行的线程停留（暂停执行）指定的毫秒数 |
| void join() | 等待这个线程死亡 |
| void setDaemon(boolean on) [ˈdiːmən] | 将此线程标记为守护线程，当运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机很快将退出 （并不是立刻退出） |
案例：sleep()方法
package test;public class ThreadSleep extends Thread{
@Override
public void run() {
for(int i=0;i<10;i++) {
System.out.println(getName()+":"+i);
//1,static void sleep(long millis) 使当前正在执行的线程停留（暂停执行）指定的毫秒数
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}}package test;public class Demo {
public static void main(String[] args) {
ThreadSleep ts1 = new ThreadSleep();
ThreadSleep ts2 = new ThreadSleep();
ThreadSleep ts3 = new ThreadSleep();
ts1.setName("曹操");
ts2.setName("刘备");
ts3.setName("孙权");
ts1.start();
ts2.start();
ts3.start();// 曹操:0// 孙权:0// 刘备:0// 孙权:1// 曹操:1// 刘备:1// ...
}}案例：join()方法
package test;public class Demo {
public static void main(String[] args) {
ThreadJoin tj1 = new ThreadJoin();
ThreadJoin tj2 = new ThreadJoin();
ThreadJoin tj3 = new ThreadJoin();
tj1.setName("康熙");
tj2.setName("四阿哥");
tj3.setName("八阿哥");
tj1.start();
//2,void join() 等待这个线程死亡
try {
tj1.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
tj2.start();
tj3.start();// 康熙:0// 康熙:1// 康熙:2// 四阿哥:0// 四阿哥:1// 八阿哥:0// 八阿哥:1// 八阿哥:2// 四阿哥:2// ...
}}案例：setDaemon()方法
package test;public class Demo {
public static void main(String[] args) {
ThreadJoin tj1 = new ThreadJoin();
ThreadJoin tj2 = new ThreadJoin();
ThreadJoin tj3 = new ThreadJoin();
tj2.setName("关羽");
tj3.setName("张飞");
//设置主线程为刘备
Thread.currentThread().setName("刘备");
//3,void setDaemon(boolean on) 将此线程标记为守护线程，当运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机将退出
tj1.setDaemon(true);
tj2.setDaemon(true);
tj1.start();
tj2.start();
for(int i=0;i<2;i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
}
//刘备执行完后，关羽和张飞会很快结束
}}1.7 线程生命周期
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1.8 数据安全问题之案例：买票
1.9 线程同步_同步代码块
锁多条语句操作共享数据，可以使用同步代码块实现
格式
synchronized(任意对象) {
多条语句操作共享数据的代码}package test;//1,定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量: private int tickets= 100;public class SellTicket implements Runnable{
private int tickets = 100;
private Object obj = new Object();
//2,在ellTicket类中重写run0方法实现卖票， 代码步骤如下
@Override
public void run() {
while(true) {
//tickes=100
//t1,t2,t3
//假设t1抢到CPU执行器
synchronized (obj){
//t1进来后把代码锁起来了
if (tickets > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
//t1休息100毫秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//窗口1正在出售第100张票
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在出售第" + tickets + "张票");
tickets--; //tickets=99
}
//t1出来了，锁就被释放了
}
}
}}package test;public class SellTicketDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建SellTicket类的对象
SellTicket st = new SellTicket();
//创建三个Thread类的对象,把SellTicket对象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称
Thread t1 = new Thread(st,"窗口1");
Thread t2 = new Thread(st,"窗口2");
Thread t3 = new Thread(st,"窗口3");
//启动线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}}1.10 线程同步_同步方法
作用：把出现线程安全问题的核心方法给锁起来，每次只能一个线程进入访问，其他线程必须在方法外面等待
同步方法：就是把synchronized关键字加到方法上；锁对象为：this
同步静态方法：就是把synchronized关键字加到静态方法上面；锁对象为：类名.class
package test;public class SellTicket implements Runnable{//1非静态 private int tickets = 100;
private static int tickets = 100;
private Object obj = new Object();
private int x = 0;
@Override
public void run() {
while(true) {
if(x%2==0) {//1非静态 synchronized (this) {
synchronized (SellTicket.class) {
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");
tickets--; //tickets=99
}
}
} else {// synchronized (obj) {// 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");// tickets--; //tickets=99// }// }
sellTicket();
}
x++;
}
}//1非静态// private synchronized void sellTicket() {// 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");// tickets--; //tickets=99// }// }
private static synchronized void sellTicket() {
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");
tickets--; //tickets=99
}
}}1.11 线程安全的类（了解）
源码中方法都被synchronized修饰
StringBuffer
Vector
Hashtable
该类实现了一个哈希表，它将键映射到值。任何非null对象都可以用作键或者值
从Java 2平台v1.2开始，该类进行了改进，实现了Map接口,使其成为Java Collections Framework的成员。与新的集合实现不同，Hashtable被同步。 如果不需要线程安全的实现，建议使用HashMap代替Hashtable
Collections类中static List snchronizedList(List list)：返回由指定列表支持的同步（线程安全）的列表
package test;import java.util.ArrayList;import java.util.Collection;import java.util.Collections;public class Demo {
public static void main(String[] args) {
//static List snchronizedList(List list)：返回由指定列表支持的同步（线程安全）的列表
Collection list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());
/*源码都是返回Synchronized
public static List synchronizedList(List list) {
return (list instanceof RandomAccess ?
new Collections.SynchronizedRandomAccessList<>(list) :
new Collections.SynchronizedList<>(list));
}*/
}}1.12 Lock锁
| 方法名 | 说明 | | ReentrantLock() | 创建一个ReentrantLock的实例对象 |
| 方法名 | 说明 | | void lock() | 获得锁 |
| void unlock() | 释放锁 |
package test;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class SellTicket implements Runnable{
private static int tickets = 100;
private Lock lock = new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while(true) {
try {
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");
tickets--;
}
}finally {
lock.unlock();
}
}
}}1.13 线程通讯
| 方法名 | 说明 | | public void wait() | 让当前线程进入到等待状态，此方法必须锁对象调用 |
| public void notify() | 唤醒当前锁对象上等待状态的某个线程，此方法必须锁对象调用 |
| public void notifyAll() | 唤醒当前锁对象上等待状态的全部线程，此方法必须锁对象调用 |
1.14 生产者消费者
1.14.1 生产者消费者概述
| 方法名 | 说明 | | void wait() | 导致当前线程等待，直到另一个线程调用该对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法 |
| void notify() | 唤醒正在等待对象监视器的单个线程 |
| void notifyAll() | 唤醒正在等待对象监视器的所有线程 |
1.14.2 生产者消费者案例
package test;//1：定义奶箱类public class Box {
//定义一个成员变量，表示第x瓶奶
private int milk;
//定义一个成员变量表示奶箱的状态
private boolean state = false;
//提供存储牛奶和获取牛奶的操作
public synchronized void put(int milk) {
//如果有牛奶等待消费
if(state) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果没有牛奶，就生产牛奶
this.milk = milk;
System.out.println("送奶工将第" + this.milk + "瓶奶放入奶箱");
//生产完毕后，修改奶箱状态
state = true;
//唤醒其他等待线程
notifyAll();
}
public synchronized void get() {
//如果没有牛奶，就等到生产
if(!state) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果有牛奶，就消费牛奶
System.out.println("用户拿到第" + this.milk + "瓶奶");
//消费完毕后,修改奶箱状态
state = false;
//唤醒其他等待线程
notifyAll();
}}package test;//2:生产者类(Producer):实现Runnable接口public class Producer implements Runnable {
private Box b;
public Producer(Box b) {
this.b = b;
}
//重写run()方法，调用存储牛奶的操作
@Override
public void run() {
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
b.put(i);
}
}}package test;//3:消费者类(Customer);实现Runnable接口public class Customer implements Runnable{
private Box b;
public Customer(Box b) {
this.b = b;
}
//重写run()方法，调用获取牛奶的操作
@Override
public void run() {
while(true) {
b.get();
}
}}package test;public class BoxDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建奶箱对象，这是共享数据区域
Box b = new Box();
//创建生产者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递。因为在这个类中要谓用存储牛奶的操作
Producer p = new Producer(b);
//创建消费者对象，把奶箱对象作为构造方法参数传递，因为在这个类中要调用获取牛奶的操作
Customer c =new Customer(b);
//创建2个线程对象，分别把生产者对象和消费者对象作为构造方法参数传递
Thread t1 = new Thread(p);
Thread t2 = new Thread(c);
//启动线程
t1.start();
t2.start();// 送奶工将第1瓶奶放入奶箱// 用户拿到第1瓶奶// 送奶工将第2瓶奶放入奶箱// 用户拿到第2瓶奶// 送奶工将第3瓶奶放入奶箱// 用户拿到第3瓶奶// 送奶工将第4瓶奶放入奶箱// 用户拿到第4瓶奶// 送奶工将第5瓶奶放入奶箱// 用户拿到第5瓶奶
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