多线程

基本概念

程序概念

一些列代码指令的集合统称，应用，软件等等都属于程序。
程序运行必须依托于进程而存在，进程负责分配资源，依赖线程来运行。

单核心配置

运行 - msconfig - 引导 - 高级选项 - 处理器个数为 1

进程定义

进行中应用程序中属于资源分配的基本单位。
应用程序执行的实例，拥有独立的内存空间和CPU资源。

线程定义

线程是包含在进程之中的，一个进程至少有一个线程，否则将无法运行，线程是CPU调度运算的基本单位。
线程是CPU调度和分派的基本单位，应用程序运算是最小单位。

多线程

一个进程中同时运行了多个线程，用来完成不同的工作，则称之为"多线程"。
单核CPU下，多个线程交替占用CPU资源，而非真正的并行执行。

线程开辟和线程执行

线程不是越多越好，要结合实际的硬件环境来决定。

在单核心CPU下，多个线程是轮流交替执行的，以windows操作系统为例，多个线程随机轮流交替执行，每个线程最多执行20ms，然后继续切换下一个线程，而非并行执行，因为切换的频率非常快，所以我们感知不到这个过程，宏观上是同时执行的，实际上，是轮流交替执行的。

并发并行

并发：同时发生，轮流交替执行；宏观上同时执行，微观轮流交替执行。
并行：严格意义上的同时执行，相当于一个请求生成一个线程。

主线程

main方法为程序的入口，底层由main线程负责执行，由JVM自动调用执行。

Thread类

java.lang.Thread 线程类
优先级越高执行的概率越高。

属性

java

最高的优先级是10
最低的优先级是1
默认的优先级是5

构造方法

java

// 无参
Thread() 

// 传入一个Runnable接口的实现类
Thread(Runnable target)

// 传入一个Runnable接口的实现类，再传入线程的名称
Thread(Runnable target, String name) 

// 传入一个String类型的作为线程的名字
Thread(String name)

方法

getName()

java

作用：获取线程名称
    
参数：无
    
返回值：String类，
    
示例：
// 获取当前Thread类对象(线程对象)
Thread thread = Thread.currentThread();
// 打印线程名称
System.out.println("当前线程对象 " + thread); // Thread[main,5,main]
// 获取当前线程对象名称
String name = thread.getName();
System.out.println("当前线程名称 " + name); // main

currentThread()

java

作用：（静态方法）获取当前线程对象
    
参数：无
    
返回值：Thread类型，线程对象
    
示例：
// 获取当前Thread类对象(线程对象)
Thread thread = Thread.currentThread();
// 打印线程名称
System.out.println("当前线程对象 " + thread); // Thread[main,5,main]

setName(String name)

java

作用：设置线程名称
    
参数：String类型
    
返回值：无
    
示例：
// 获取当前Thread类对象(线程对象)
Thread thread = Thread.currentThread();
// 打印线程名称
System.out.println("当前线程对象 " + thread); // Thread[main,5,main]
// 获取当前线程对象名称
String name = thread.getName();
System.out.println("当前线程名称 " + name); // main
// 设置当前线程名称
thread.setName("主线程");

start()

java

作用：开启线程，向CPU提示自己准备就绪，可以被执行。
    
参数：无
    
返回值：无
    
示例：
// 创建 自定义线程对象
MyThread myThread1 = new MyThread();
MyThread myThread2 = new MyThread();

// 设置线程名称
myThread1.setName("线程A");
myThread2.setName("线程B");

// 启动线程
myThread1.start();
myThread2.start();

sleep()

java

作用：休眠进程，进入阻塞状态。
    
参数：long 类型的 毫秒数
    
返回值：无
    
示例：
public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() { // 运行
        // 自定义线程执行的代码
        // 遍历当前线程的名称
        for (int i = 0;i<=20;i++){
            try {
                // 方法重写，因为父类run方法没有声明任何异常 所以子类也不能声明任何异常
                // 不能通过 throws xxx 的形式在方法上声明异常，只能捕获处理异常。
                // 线程睡眠，进入阻塞状态
                Thread.sleep(3000); // 休眠3秒钟 到达时间  自动继续执行
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行, 第" + i + "次");
        }
        // 线程执行完毕
        System.out.println("线程执行完毕");
        // 线程挂了
    }
}

setPriority()

java

作用：设置线程的优先级，默认为5，范围1-10。从1~10，1最低，10最高，默认为5，优先级高的线程只是获得CPU资源的概率较大，并不一定能够保证优先执行；
    
参数：int类型
    
返回值：无
    
示例：
// 创建 自定义线程对象
MyThread myThread1 = new MyThread();
MyThread myThread2 = new MyThread();

// 设置线程的优先级 方式1
myThread1.setPriority(10);
// 设置线程优先级 方式2
// myThread1.setPriority(MAX_PRIORITY); //MAX_PRIORITY-10  NORM_PRIORITY-5  MIN_PRIORITY-1
// 获取线程的优先级
int priority1 = myThread1.getPriority();// 线程A 的优先级为 10
int priority2 = myThread2.getPriority(); // 线程B 的优先级为 5

java

package com.ThreadPart;

public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() { // 运行
        // 自定义线程执行的代码
        // 遍历当前线程的名称
        for (int i = 0;i<=20;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行, 第" + i + "次");
        }
        // 线程执行完毕
        System.out.println("线程执行完毕");
        // 线程挂了
    }
}

getPriority()

java

作用：打印线程的优先级，默认为5，范围1-10。
    
参数：无
    
返回值：Int类型
    
示例：
// 创建 自定义线程对象
MyThread myThread1 = new MyThread();
MyThread myThread2 = new MyThread();

// 设置线程的优先级
myThread1.setPriority(10);
// 获取线程的优先级
int priority1 = myThread1.getPriority();// 线程A 的优先级为 10
int priority2 = myThread2.getPriority(); // 线程B 的优先级为 5

join()

java

作用：线程插队,直到插队线程执行完毕。
    
参数：无
    
返回值：无
    
示例：

java

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 创建 自定义线程对象
    MyThread myThread1 = new MyThread();
    MyThread myThread2 = new MyThread();

    // 设置线程名称
    myThread1.setName("线程A");
    myThread2.setName("线程B");

    // 启动线程
    myThread1.start();
    myThread2.start();

    // 主线程遍历打印
    for (int i = 0;i<=20;i++){
        // 当主线程执行到第11次遍历时，线程A加队，优先执行完毕，再执行主线程
        if (i == 10){
            // 线程A优先执行完毕后，主线程再执行
            myThread1.join();
        }
        System.out.println("主线程main执行" + "第" +i + "次");
    }
}

join(long millis)

java

作用：线程插队，指定插队时间，只允许在插队的时间优先执行，过了时间按照随机轮流执行。
    
参数：long 类型 500毫秒
    
返回值：无
    
示例：

java

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 创建 自定义线程对象
    MyThread myThread1 = new MyThread();
    MyThread myThread2 = new MyThread();

    // 设置线程名称
    myThread1.setName("线程A");
    myThread2.setName("线程B");

    // 启动线程
    myThread1.start();
    myThread2.start();

    // 主线程遍历打印
    for (int i = 0;i<=20;i++){
        // 当主线程执行到第11次遍历时，线程A加队，优先执行1000毫秒时间，然后主线程继续执行
        if (i == 10){
            // 线程A优先执行1000毫秒时间，然后主线程继续执行
            myThread1.join(1000);
        }
        System.out.println("主线程main执行" + "第" +i + "次");
    }
}

join(long millis,int nanos)

java

作用：线程插队，指定插队时间，只允许在插队的时间优先执行，过了时间按照随机轮流执行。
    
参数：long 类型 500毫秒，第二个参数是纳秒
    
返回值：无
    
示例：

java

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 创建 自定义线程对象
    MyThread myThread1 = new MyThread();
    MyThread myThread2 = new MyThread();

    // 设置线程名称
    myThread1.setName("线程A");
    myThread2.setName("线程B");

    // 启动线程
    myThread1.start();
    myThread2.start();

    // 主线程遍历打印
    for (int i = 0;i<=20;i++){
        // 当主线程执行到第11次遍历时，线程A加队，优先执行1000毫秒时间，然后主线程继续执行
        if (i == 10){
            // 线程A优先执行1000毫秒，2000纳秒时间，然后主线程继续执行
            myThread1.join(1000,2000);
        }
        System.out.println("主线程main执行" + "第" +i + "次");
    }
}

yield()

java

作用：线程礼让，当前线程向调度器发出信息，表示当前线程正在执行的线程愿意让步，但是调度器可以忽略这个信息。
    
参数：无
    
返回值：
    
注意：线程的礼让，可能会礼让不成功，但是插队是一定能够插队成功的。
    
示例：

java

package com.ThreadPart;

public class TestMyThread {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建 自定义线程对象
        MyThread myThread1 = new MyThread();
        MyThread myThread2 = new MyThread();

        // 设置线程名称
        myThread1.setName("线程A");
        myThread2.setName("线程B");

        // 设置线程的优先级
        // myThread1.setPriority(10);

        // 获取线程的优先级
        int priority1 = myThread1.getPriority();// 线程A 的优先级为 10
        int priority2 = myThread2.getPriority(); // 线程B 的优先级为 5
        // 打印优先级
        System.out.println(myThread1.getName() + " 的优先级为 " + priority1); // 线程A优先运行完毕
        System.out.println(myThread2.getName() + " 的优先级为 " + priority2);

        // 启动线程
        myThread1.start();
        myThread2.start();

        // 主线程遍历打印
        // for (int i = 0;i<=20;i++){
        //     // 当主线程执行到第11次遍历时，线程A加队，优先执行完毕，再执行主线程
        //     if (i == 10){
        //         myThread1.join(1000,2000);
        //     }
        //     System.out.println("主线程main执行" + "第" +i + "次");
        // }
    }
}

java

package com.ThreadPart;

public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() { // 运行
        // 自定义线程执行的代码
        // 遍历当前线程的名称
        for (int i = 0;i<=20;i++){
            try {
                // 线程睡眠，阻塞状态
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 当i取值为10  则礼让 但不保证一定会礼让成功
            if (i == 10){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程礼让了");
                Thread.yield(); // 线程礼让
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行, 第" + i + "次");
        }
        // 线程执行完毕
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程执行完毕");
        // 线程挂了
    }
}

创建线程

创建的子线程如果没有指定名称，将默认以 Thread-0 -1，这种方式来命名；

java

实现 Runnable 接口，并不是为了获得一个对象，而是为了定义线程要执行的任务。
    在 Java 中，如果你创建一个类去实现 Runnable 接口，目的就是把这个类的 run() 方法作为线程要执行的逻辑。它没有返回值，也不能抛出受检异常，它的作用仅仅是：把你要让线程做的事情写在 run() 方法里。
    
    
继承 Thread 的类，其作用是：
	把你要执行的任务封装在 run() 方法中，并通过线程对象直接启动。是直接把你的“任务”写在了线程类的 run() 方法中，然后通过 start() 启动线程。这个类的作用就是：定义线程要执行的任务（写在 run() 里），并直接成为一个线程对象，可以被 .start() 启动。你定义的类是一个线程本身，它继承了 Thread，可以直接拿来运行。

方式1：继承Thread类，重写run方法

java

package com.ThreadPart;

public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        // 自定义线程执行的代码
        // 遍历当前线程的名称
        for (int i = 0;i<=20;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行, 第" + i + "次");
        }
    }
}

创建线程对象，启用线程。

java

package com.ThreadPart;

public class TestMyThread {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 自定义线程对象
        MyThread myThread1 = new MyThread();
        MyThread myThread2 = new MyThread();

        // 设置线程名称
        myThread1.setName("线程A");
        myThread2.setName("线程B");

        // 启动线程
        myThread1.start();
        myThread2.start();
    }
}

方式2：实现Runnable接口，重写run方法

实现Runnable接口重写run方法 Runnable实现类可以作为参数构造Thread实例

java

package com.ThreadPart;

public class RunnableImpl implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0;i<=20;i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行, 第" + i + "次");
        }
    }
}

创建线程对象，使用Runnable实现类作为参数的构造方法创建实例

java

package com.ThreadPart;

public class TestMyThread2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Runnable实现类对象
        RunnableImpl runnable1 = new RunnableImpl();

        // 使用Thread的构造函数创建线程对象
        Thread thread1 = new Thread(runnable1,"线程A");
        Thread thread2 = new Thread(runnable1,"线程B");

        // 准备就绪 
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

两种创建方式的区别（重点掌握）

java

1、继承Thread类，编写简单，可直接操作线程，适用于单继承；
2、实现Runnable接口，避免单继承局限性，便于共享资源；

调用start方法和run方法的区别（重点掌握）

java

1、调用start方法表示通知调度器(CPU)当前线程准备就绪，调度器会开启新的线程来执行任务；
2、调用run方法表示使用当前主线程来执行方法，不会开启新的线程；

两种方式的对比

线程状态

线程的5种状态：创建、就绪、运行、阻塞、死亡；

线程优先级

优先级高的线程获取CPU资源的概率较大，并不保证优先执行，哪个线程执行是由调度器CPU来决定。

优先级示例

java

package com.ThreadPart;

public class MyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() { // 运行
        // 自定义线程执行的代码
        // 遍历当前线程的名称
        for (int i = 0;i<=20;i++){
            try {
                // 线程睡眠，阻塞状态
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 当i取值为10  则礼让 但不保证一定会礼让成功
            // if (i == 10){
            //     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程礼让了");
            //     Thread.yield(); // 线程礼让
            // }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行, 第" + i + "次");
        }
        // 线程执行完毕
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程执行完毕");
        // 线程挂了
    }
}

java

package com.ThreadPart;

public class TestMyThread {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建 自定义线程对象
        MyThread myThread1 = new MyThread();
        MyThread myThread2 = new MyThread();

        // 设置线程名称
        myThread1.setName("线程A");
        myThread2.setName("线程B");

        // 设置线程的优先级
        myThread1.setPriority(10);

        // 获取线程的优先级
        int priority1 = myThread1.getPriority();// 线程A 的优先级为 10
        int priority2 = myThread2.getPriority(); // 线程B 的优先级为 5
        // 打印优先级
        System.out.println(myThread1.getName() + " 的优先级为 " + priority1); // 线程A优先运行完毕
        System.out.println(myThread2.getName() + " 的优先级为 " + priority2);

        // 启动线程
        myThread1.start();
        myThread2.start();

    }
}

线程案例

爬山案例：模拟多人爬山。

java

需求：
    每个线程代表一个人；
    可设置每人爬山速度；
    每爬完100米显示信息；
    爬到终点时给出相应提示；

java

package com.ThreadPart;

/**
 *  模拟多人爬山
 *  分析：将run方法体的内容,作为两个角色共同执行的爬山过程,爬山的速度不一样,所以表示休眠的时间不同;
 *  爬山的高度是相同的,角色名称不同,表示线程名不同,同时创建两个线程对象,分别 start方法,表示开始;
 *  同时爬山,因为爬山速度不同,所以到达山顶时间是不同的.
 */

public class ClimbMountain extends Thread{
    private String name;
    private int length; // 长度 高度
    private int time; // 每爬100米耗时
    // 全参构造方法
    public ClimbMountain(String name, int length, int time) {
        // 通过父类的Thread构造方法设置线程名称
        super(name);
        this.name = name;
        this.length = length;
    }
    // 重写run方法
    @Override
    public void run() {
        // 循环遍历
        while (length > 0){
            // 不同通过 throws 的方式声明异常，因为是方法重写，不能超出父类的声明异常的范围
            // 所以只能通过trycatch的方式捕获异常
            try {
                // 进程休眠，模拟爬山时间
                Thread.sleep(time);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 每次爬山 高度降低100米
            length -= 100;
            // 提示信息
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "爬了100米，剩余" + length +"米");
        }
        // 循环结束
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "到达了山顶");
    }
    // 测试方法-同时也是主线程
    public static void main(String[] args) {
        // 创建爬山线程
        ClimbMountain caixukun = new ClimbMountain("蔡徐坤",3000,200);
        ClimbMountain mabaoguo = new ClimbMountain("马宝国",3000,400);

        // 开启线程
        caixukun.start();
        mabaoguo.start();
    }
}

模拟叫号看病案例：

java

需求：
某科室一天需看普通号50个，特需号10个 (执行不同的次数)
特需号看病时间是普通号的2倍 (休眠时间)
开始时普通号和特需号并行叫号，叫到特需号的概率比普通号高(同时start开始执行 优先级不同)
当普通号叫完第10号时，要求先看完全部特需号，再看普通号 (插队)
使用多线程模拟这一过程

分析：子线程作为特需号类  主线程作为普通号类

java

package com.ThreadPart;

public class Special extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        // 循环10次，作为10次号
        for (int i = 0;i < 10;i++){
            // 看病时间
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 提示信息
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "第" + i + "号在看病");
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "看病完毕");
    }
    // main线程作为普通号
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建对象
        Special special = new Special();
        // 设置线程名称
        special.setName("*****特需号*****");
        // 设置线程优先级
        special.setPriority(MAX_PRIORITY);
        // 开启线程
        special.start();
        // 获取当前线程对象
        Thread mainThread = Thread.currentThread();
        // 设置当前线程对象的线程名称
        mainThread.setName("普通号");
        // 遍历普通号过程
        for(int i = 1;i <= 50;i++){
            Thread.sleep(500);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "第" + i + "号在看病");

            if(i == 10){
                // 当遍历到第10号看病时，特殊号加队
                special.join();
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "看病完毕");
    }
}

同步关键字

synchronized（同步）关键字

可以用于修饰方法和代码块，分别表示同一时间只能有一个线程访问这个方法或者这个代码块。（需要排队，效率低）

基本使用

java

// 修饰方法（同步方法）
// 可以用于修饰方法 ,表示同一时间只能有一个线程访问这个方法
public synchronized void fangfaming(){
    
}


// 修饰代码块(同步代码块) / 同步代码块锁定的范围更加精确。
// 同步锁的是当前这个对象的访问权限，只有多个线程中访问的是同一个（Runnable）对象，才拥有锁定的效果。
// 当一个线程访问一个synchronized（this）同步代码块时，其他synchronized（this）同步代码块同样被锁定。
// 当一个线程访问一个synchronized（this）同步代码块时，其他线程可以访问该资源的非synchronized（this）同步代码
synchronized(this){ // this 表示当前实现类的对象
    
}

使用背景

当 ticketCount 为 2时，三个线程都进入了循环判断，然后进入休眠状态，休眠过后就会出现，三个线程继续往后执行代码，这个时候就出现了，不符合逻辑的情况，线程之间没有先后顺序，没有互相制约的效果，会导致票重复卖出，或者超卖的情况。

解决方案：多个线程必须排队买票，保证同一时间只能有一个线程（访问这段代码）买票，上一个线程执行完毕之后，下一个线程才能继续购买。

案例1：默认使用多线程出现的问题：

java

package com.ThreadPart;

// 未使用 sync线程同步关键字
public class BuyTicket1 implements Runnable{
    // 定义属性
    int ticketCount = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (ticketCount > 0){
            // 线程休眠-保证每个线程都有机会抢到票
            try {
                Thread.sleep(500); // 三个线程都进入睡眠
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // ticketCount--; 线程1执行完之后,线程2在循环体内,仍会执行
            ticketCount--;
            // 提示信息
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "抢到了第" + (10 - ticketCount) + "张票，还剩余" + ticketCount + "张票");
        }
        System.out.println("票卖完了");
    }

    // 测试类
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Runnable对象
        BuyTicket1 runnable = new BuyTicket1();
        // 创建线程对象
        Thread th1 = new Thread(runnable, "赵四");
        Thread th2 = new Thread(runnable, "广坤");
        Thread th3 = new Thread(runnable, "大拿");

        th1.start();
        th2.start();
        th3.start();
    }
}

案例2：使用方式2来创建线程，同时设置同步关键字，修饰代码块，保证线程安全。

同步代码块锁定的范围更加精确

java

package com.ThreadPart;

public class BuyTicket2 implements Runnable{
    // 定义属性
    int ticketCount = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            // 首先进入方法中，三个线程都先进行休眠，当有一个线程苏醒了，然后进入代码执行，他执行完之后，后面苏醒的线程才有机会进入访问。
            // 线程休眠-保证每个线程都有机会抢到票
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 使用 synchronized 修饰代码块
            // 三个线程对象 共享一个 Runnable实现类对象，保证唯一的一份，ticketCount为10；
            synchronized (this){
                if(ticketCount == 0){
                    break;
                }
                // 卖票
                ticketCount--;
                // 提示信息
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "抢到了第" + (10 - ticketCount) + "张票，还剩余" + ticketCount + "张票");
            }
        }
        System.out.println("票卖完了");

    }
    // 测试类
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Runnable对象
        // 三个线程对象 共享一个 Runnable实现类对象，保证唯一的一份，ticketCount为10；
        BuyTicket2 runnable = new BuyTicket2();
        // 创建线程对象
        Thread th1 = new Thread(runnable, "赵四");
        Thread th2 = new Thread(runnable, "广坤");
        Thread th3 = new Thread(runnable, "大拿");

        th1.start();
        th2.start();
        th3.start();
    }
}

案例3：使用方式2来创建线程，同时设置同步关键字，修饰方法，保证线程安全。

可以用于修饰方法 ,表示同一时间只能有一个线程访问这个方法

java

package com.ThreadPart;

public class BuyTicket2 implements Runnable{
    // 定义属性
    int ticketCount = 10;

    @Override
    public synchronized void run() {
        while (ticketCount > 0){
            // 线程休眠-保证每个线程都有机会抢到票
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 卖票
            ticketCount--;
            // 提示信息
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "抢到了第" + (10 - ticketCount) + "张票，还剩余" + ticketCount + "张票");
        }
        System.out.println("票卖完了");

    }
    // 测试类
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Runnable对象
        BuyTicket2 runnable = new BuyTicket2();
        // 创建线程对象
        Thread th1 = new Thread(runnable, "赵四");
        Thread th2 = new Thread(runnable, "广坤");
        Thread th3 = new Thread(runnable, "大拿");

        th1.start();
        th2.start();
        th3.start();
    }
}

案例4：使用方式2来创建线程，同时设置同步关键字，修饰代码块，同步代码块中的this。

java

// 同步锁的是当前这个对象的访问权限，this 指向多个线程中访问的是同一个（Runnable）对象，才拥有锁定的效果。只要是 多个线程访问的是同一个对象空间就可以

package com.ThreadPart;

public class BuyTicket2 implements Runnable{
    // 定义属性
    int ticketCount = 10;
    // 创建一个对象
    Object obj = new Object();
    // 重写run方法
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            // 线程休眠-保证每个线程都有机会抢到票
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 这里使用 Runnable实现类对象中的
            synchronized (obj){
                if (ticketCount == 0){
                    break;
                }
                // 卖票
                ticketCount--;
                // 提示信息
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "抢到了第" + (10 - ticketCount) + "张票，还剩余" + ticketCount + "张票");
            }
        }
        System.out.println("票卖完了");
    }
    // 测试类
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Runnable对象
        BuyTicket2 runnable = new BuyTicket2();
        // 创建线程对象
        Thread th1 = new Thread(runnable, "赵四");
        Thread th2 = new Thread(runnable, "广坤");
        Thread th3 = new Thread(runnable, "大拿");

        th1.start();
        th2.start();
        th3.start();
    }
}

线程安全

之前接触到线程安全的类 StringBuffer Vector Hashtable 都是使用同步关键字synchronized修饰方法实现的线程安全。

生产者消费者

不属于设计模式，属于线程之间通信的一种现象。

生产什么，消费什么
没有生产，不能消费（持续生产，持续消费）
必须保证产品的完整性
不能重复消费

多线程就相当于多个人，每个人做单独的工作，而不是靠主线程，一个人干所有的活。

协调每个人工作的顺序，通过wait方法和notice方法，协调每个人干活的顺序。

Object类方法

wait()

java

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
    
参数：无
    
返回值：无

例子：
public class Producer extends Thread{
    // 属性是 Computer类对象
    private Computer computer;

    public Producer(Computer computer) {
        this.computer = computer;
    }
    synchronized (computer){
        // 如果flag为false则代表可以生产,true不能生产
        if (computer.isFlag()){
            // 线程等待
            try {
                computer.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        ...
        // 唤醒线程，随机唤醒 等待的线程
		computer.notify();
    }
}

notify()

java

notify()：唤醒正在等待对象监视器的单个线程
    
参数：无
    
返回值：无

例子：
public class Producer extends Thread{
    // 属性是 Computer类对象
    private Computer computer;

    public Producer(Computer computer) {
        this.computer = computer;
    }
    synchronized (computer){
        // 如果flag为false则代表可以生产,true不能生产
        if (computer.isFlag()){
            // 线程等待
            try {
                computer.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        ...
        // 唤醒线程，随机唤醒 等待的线程
		computer.notify();
    }
}

生产者消费者案例：

电脑类

java

package com.moreThread;

public class Computer {
    // 主机和显示器属性
    private String host;
    private String monitor;
    // 标记,false 可以生产，不能消费；true 可以消费，不能生产；
    private boolean flag;

    public String getHost() {
        return host;
    }

    public void setHost(String host) {
        this.host = host;
    }

    public String getMonitor() {
        return monitor;
    }

    public void setMonitor(String monitor) {
        this.monitor = monitor;
    }

    public boolean isFlag() {
        return flag;
    }

    public void setFlag(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }

    public Computer(String host, String monitor, boolean flag) {
        this.host = host;
        this.monitor = monitor;
        this.flag = flag;
    }

    public Computer() {
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Computer{" +
                "host='" + host + '\'' +
                ", monitor='" + monitor + '\'' +
                ", flag=" + flag +
                '}';
    }
}

生产者类，生产者线程用于生产产品

java

package com.moreThread;

// 生产线程，用于生产电脑
public class Producer extends Thread{
    // 属性是 Computer类对象
    private Computer computer;

    public Producer(Computer computer) {
        this.computer = computer;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1;i<=20;i++){
            // 设置同步关键字
            synchronized (computer){
                // 如果flag为false则代表可以生产,true不能生产
                if (computer.isFlag()){
                    // 停止生产电脑
                    try {
                        computer.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                // 如果 i 为偶数，生产联想电脑，否则生产华硕电脑
                if (i % 2 == 0){
                    computer.setHost(i + "号" + "联想电脑主机");
                    try {
                        Thread.sleep(50);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    computer.setMonitor(i + "号" + "联想电脑显示器");
                    System.out.println("厂家 生产了第"+ i +"号联想电脑");
                }else{
                    computer.setHost(i + "号" + "华硕电脑主机");
                    try {
                        Thread.sleep(50);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    computer.setMonitor(i + "号" + "华硕电脑显示器");
                    System.out.println("厂家 生产了第"+ i +"号华硕电脑");
                }
                // 设置生产标记为 true ，代表可以消费
                computer.setFlag(true);
                // 唤醒消费线程，随机唤醒 等待的线程
                computer.notify();
            }
        }
    }
}

消费者类

java

package com.moreThread;

// 消费者线程 负责消费电脑
public class Consumer extends Thread{
    // 设置电脑属性
    private Computer computer;

    public Consumer(Computer computer) {
        this.computer = computer;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i =1 ; i <= 20 ;i++){
            synchronized (computer){
                // 如果标记为false则代表，不能消费，则把线程等待
                if (computer.isFlag() == false ){
                    try {
                        computer.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                // 可以消费
                try {
                    Thread.sleep(50);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                System.out.println("消费者 购买了" + computer.getHost() + "和" + computer.getMonitor());
                // 设置标记为false，代表消费过了，需要生产才能继续消费
                computer.setFlag(false);
                // 唤醒线程，随机唤醒 等待的线程
                computer.notify();
            }
        }
    }
}

测试类

java

package com.moreThread;

public class TestComputer {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象
        Computer computer = new Computer();

        // 创建生产者线程
        Producer producer = new Producer(computer);
        Consumer consumer = new Consumer(computer);

        // 开启线程
        producer.start();
        consumer.start();
    }
}

ArrayBlockingQueue类

使用 ArrayBlockingQueue类中的方法，优化生产者消费者模式。

ArrayBlockingQueue 用于基于数组的阻塞队列；队列，即FIFO First In First Out；阻塞表示队列是有长度限制的，所以当队列满了以后，将不能再添加新的数据到队列中；

构造方法

java

// 创建 阻塞队列对象,，参数为 队列的长度
ArrayBlockingQueue<Computer> queue = new ArrayBlockingQueue<>(20);

方法

add()

java

作用：在插入此队列的尾部，如果有可能立即这样做不超过该队列的容量，返回指定的元素。
    
参数：无
    
返回值：无
    
示例：
    
// 定义属性 数组阻塞队列 对象
private ArrayBlockingQueue<Computer> queue;

public Producer(ArrayBlockingQueue<Computer> queue) {
    this.queue = queue;
}    
 // 把生产的对象添加到队列
queue.add(computer);

take()

java

作用：从队列中取出数据。
    
参数：无
    
返回值：返回指定的元素
    
示例：
// 定义属性 数组阻塞队列 对象
private ArrayBlockingQueue<Computer> queue;

public Producer(ArrayBlockingQueue<Computer> queue) {
    this.queue = queue;
}    
 // 取出对象
Object obj = queue.take();

案例：队列优化生产者消费者模式

电脑类

java

package com.moreThread;

public class Computer {
    // 主机和显示器属性
    private String host;
    private String monitor;
    // 不用再设置 标记

    public String getHost() {
        return host;
    }

    public void setHost(String host) {
        this.host = host;
    }

    public String getMonitor() {
        return monitor;
    }

    public void setMonitor(String monitor) {
        this.monitor = monitor;
    }

    public Computer(String host, String monitor) {
        this.host = host;
        this.monitor = monitor;
    }

    public Computer() {

    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Computer{" +
                "host='" + host + '\'' +
                ", monitor='" + monitor + '\'' +
                '}';
    }
}

生产者类

java

package com.moreThread;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

// 生产线程，用于生产电脑
public class Producer extends Thread{

    // 定义属性 数组阻塞队列 对象
    private ArrayBlockingQueue<Computer> queue;

    public Producer(ArrayBlockingQueue<Computer> queue) {
        this.queue = queue;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1;i<=20;i++){
            // 创建电脑产品对象
            Computer computer = new Computer();
            // 生产电脑
            // 如果 i 为偶数，生产联想电脑，否则生产华硕电脑
            if (i % 2 == 0){
                computer.setHost(i + "号" + "联想电脑主机");
                computer.setMonitor(i + "号" + "联想电脑显示器");
                System.out.println("厂家 生产了第"+ i +"号联想电脑");
                // 把生产的对象添加到队列
                queue.add(computer);
            }else{
                computer.setHost(i + "号" + "华硕电脑主机");
                computer.setMonitor(i + "号" + "华硕电脑显示器");
                System.out.println("厂家 生产了第"+ i +"号华硕电脑");
                // 把生产的对象添加到队列
                queue.add(computer);
            }
        }
    }
}

消费者类

java

package com.moreThread;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

// 消费者线程 负责消费电脑
public class Consumer extends Thread{
    // 设置属性为 队列
    private ArrayBlockingQueue queue;

    public Consumer(ArrayBlockingQueue queue) {
        this.queue = queue;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i =1 ; i <= 20 ;i++){
            Computer computer = new Computer();
            // 消费电脑
            try {
                // 取出电脑属性
                Object obj = queue.take();
                System.out.println("消费者消费了" + (Computer)obj);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

测试类

java

package com.moreThread;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

public class TestComputer {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 阻塞队列对象,并设置队列的长度为20
        ArrayBlockingQueue<Computer> queue = new ArrayBlockingQueue<>(20);

        // 创建线程对象,参数是有参构造,同时参数是同一个队列
        Producer producer = new Producer(queue);
        Consumer consumer = new Consumer(queue);

        // 开始线程
        producer.start();
        consumer.start();

    }
}

相关面试题

sleep()方法和wait()方法的区别？
1、sleep属于Thread类中的静态方法，wait()属于Object类中的实例方法。
2、sleep不会释放锁，wait会释放锁，synchronized，sleep休眠的线程会阻止其他线程进入代码块。

notify() 方法和 notifyAll() 方法的区别？
1、notify() 是随机唤醒一个等待的线程，即执行了wait方法的线程。
2、notifyAll() 是唤醒所有等待的线程。

Lock接口

是一个接口，有很多实现类，有读的锁和写的锁，读和读之间不互斥，读写互斥，写写互斥。用于解决线程不安全问题。

锁的分类

锁的分类方式1（两大类）：

乐观锁：多线程场景下，A线程操作这段代码，默认认为其他线程不会对这段代码进行操作。例如：自旋锁，无锁，CAS（Compare and swap）。
悲观锁：默认认为所有的线程都会操作这段代码，于是把这段代码加上锁，只允许一个线程操作。例如同步关键字，会一直等待，不会换其他空的操作，效率会很低，很死板。

描述CAS的实现原理：

java

例如 a = a + 1 ; 这个操作；
    
属于乐观锁的思想体现，默认所有线程不会改变当前线程操作的数据，所以根本就不上锁，每次会把数据a读取到，进行一些操作之后，再去覆盖原来的数据，如果原来的数据没有改变，则认为它是线程安全的，没有其他线程操作过，直接覆盖就可以；
    如果原来的数据发生了改变，就会认为有线程操作了数据，然后就再次把数据读取到，再进行一次操作，再去赋值，一直重复这个过程，一直自旋，当原来的数据没有发生改变时，进行覆盖。

锁的分类方式2（两大类）：

公平锁：先来先得，排队公平。
非公平锁：允许“插队”，可能获得更高吞吐量。

ReentrantLock类

ReentrantLock类是Lock接口的实现类。叫作可重入锁。ReentrantLock 是一种更灵活、功能更丰富的 独占锁机制，适用于对锁控制要求较高的并发编程场景。

同一个线程，多次获得一个锁对象，不应该产生死锁。
同一时刻只允许一个线程持有该锁，其他线程必须等待。
如果一个线程已经获得了锁，它可以再次获得锁而不会被阻塞（重入次数会记录）。
在获取锁的过程中可以响应中断。
可以通过构造函数选择是否启用公平锁。

* 死锁：死锁是因为逻辑错误导致的多个线程同时竞争同一个资源，僵持不下，导致的线程互相等待的现象。
* 死锁：两个线程，同时获得同一个锁对象，但是双方都在等待对方先释放。

构造方法

java

// 返回一个锁对象
Lock lock = new ReentrantLock()
// 有参构造 参数 传入 一个布尔值，根据给定的公平政策创建一个锁对象。
Lock lock = new ReentrantLock(true)

方法

lock()

java

作用：上锁。
    
参数：无
    
返回值：无
    
示例：
// 创建锁对象 独占锁对象
Lock lock = new ReentrantLock(); 
lock.lock();

unlock()

java

作用：解锁。
    
参数：无
    
返回值：无
    
示例：
    
// 创建锁对象 独占锁对象
Lock lock = new ReentrantLock(); 
lock.unlock();

案例：使用锁的方式，实现抢票案例，使用多线程模拟：多人抢票三个人抢10张票。有一个线程买票前边的线程购买完毕后边的线程才能继续购买，多个线程必须排队买票保证同一时间只能有一个线程买票前边的线程购买完毕后边的线程才能继续购买。

java

// 关键字代码块开始的地方 调用上锁的方法

// 这两个方法调用的区间的代码，只允许一个线程进行操作。

// 实际开发中 推荐将释放锁的操作 书写在finally中 表示任何情况都要释放锁

java

package com.lockPart;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * 多人抢票 三个人 抢10张票
 * 有一个线程买票 前边的线程购买完毕 后边的线程才能继续购买
 */
public class BuyTicket implements Runnable{

    // 定义票数
    int ticketCount = 10;
    // 创建锁对象 独占锁对象
    Lock lock = new ReentrantLock();

    // 线程执行的区域
    @Override
    public void run() {
        // 循环遍历
        while (true){
            try {
                // 每个线程进来先休眠
                try {
                    Thread.sleep(50);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 然后把后续的代码上锁,只允许同时只有一个线程执行后续代码
                lock.lock();
                if (ticketCount == 0) {
                    break;
                }
                ticketCount--;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "抢到了，第" + (10 - ticketCount) +"张票,还剩余" + ticketCount + "张票");
            }finally {
                // 解锁
                lock.unlock();
            }
        }
        System.out.println("票卖完了");
    }
}

java

package com.lockPart;

public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Runnable实现类对象
        BuyTicket runnable = new BuyTicket();
        // 创建线程，并设置线程名称
        Thread th1 = new Thread(runnable,"Aqua");
        Thread th2 = new Thread(runnable,"Kanoco");
        Thread th3 = new Thread(runnable,"Reine");
        // 开启线程
        th1.start();
        th2.start();
        th3.start();
    }
}

Callable接口

是为了获得任务的返回结果对象，即 Callable 的 call() 方法返回的值。

背景：

java

为了解决创建线程时，重写run方法，不能够更改返回值类型，声明更多异常的问题。

**函数式接口：**接口中只有一个抽象方法，叫作函数式接口。

**作用：**Callable接口，是函数式接口。创建线程的第三种方式。

**运行：**任何线程的执行最终都离不开Thread类。

使用案例：

java

package com.lockPart;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

// 设置泛型 为 Integer类型
public class TestCallable implements Callable<Integer> {

    // 声明返回值为 Integer类型
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("当前线程名称" + Thread.currentThread().getName());
        return 114514;
    }

    // 测试方法
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 创建Callable实现类对象，定义任务
        TestCallable testCallable = new TestCallable();
        // 创建FutureTask实现类对象，使用Callable接口实现类作为参数 构造实例，定义任务
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<Integer>(testCallable);
        // 创建线程对象 传入FutureTask 相当于传入Runnable实现类，定义线程
        Thread thread = new Thread(task, "线程A");
        // 线程就绪
        thread.start();
        // 获得任务的返回值
        Integer integer = task.get();
        System.out.println(integer); // 返回任务计算后的结果 114514
    }
}

对比实现Runnable接口的方式

举例：

你请人帮你办事（开一个线程）：

如果只是让他干活，不关心他干得怎么样 —— 就用 Runnable。
如果你还要他回来告诉你结果 —— 那就用 Callable。

FutureTask类

返回带结果返回的任务类对象

java

FutureTask类实现了RunnableFuture接口
RunnableFuture接口实现了Runnable接口
Runnable接口实现了Thread类
    
所以FutureTask属于Runnable的实现类

**JUC：**JUC包属于线程中多并发的包，面试的难点。

构造方法：

java

// 参数是 Callable实现类对象，返回一个 FutureTask 任务对象
FutureTask(Callable<V> callable)

方法：

get()

java

作用：获取操作后的任务对象计算结果

参数：无
    
返回值：泛型类型对象
    
示例：
    
// 创建Callable实现类对象，定义任务
TestCallable testCallable = new TestCallable();
// 创建FutureTask实现类对象，使用Callable接口实现类作为参数 构造实例，定义任务
FutureTask<Integer> task = new FutureTask<Integer>(testCallable);
// 创建线程对象 传入FutureTask 相当于传入Runnable实现类，定义线程
Thread thread = new Thread(task, "线程A");
// 线程就绪
thread.start();
// 获得任务的返回值
Integer integer = task.get();
System.out.println(integer);

使用案例

java

package com.lockPart;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

// 设置泛型 为 Integer类型
public class TestCallable implements Callable<Integer> {

    // 声明返回值为 Integer类型
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("当前线程名称" + Thread.currentThread().getName());
        return 114514;
    }

    // 测试方法
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 创建Callable实现类对象，定义任务
        TestCallable testCallable = new TestCallable();
        // 创建FutureTask实现类对象，使用Callable接口实现类作为参数 构造实例，定义任务
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<Integer>(testCallable);
        // 创建线程对象 传入FutureTask 相当于传入Runnable实现类，定义线程
        Thread thread = new Thread(task, "线程A");
        // 线程就绪
        thread.start();
        // 获得任务的返回值
        Integer integer = task.get();
        System.out.println(integer); // 返回任务计算后的结果 114514
    }
}

线程池

背景：

java

回顾之前创建线程的三种方式，如果在多线程，多任务场景下
    1.不能统一的管理；
	2.会存在频繁的创建 以及 销毁的操作 浪费系统资源；
	3.不能执行定时任务；
    
以上效果，线程池都可以实现

方案：

java

线程池相当于一个存储管理多个线程对象的容器  使用统一的容器来保存 可以做到统一管理；
    
线程池中的线程对象 使用完毕 并不会立即回收 而是继续保存在线程池中 这样就避免了频繁创建销毁的操作；

Executors工具类

Executors 类是 Java 中的一个工具类，位于 java.util.concurrent 包中；

它本身没有构造函数，也不需要构造实例；
源码中的构造函数是 private 的；

它的主要作用是提供一些静态工厂方法，用来创建各种类型的线程池，比如：

java

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(3);

构造方法

java

无

方法

newCachedThreadPool()

java

作用：用来创建一个 可缓存的线程池；创建一个 线程池，线程数量不固定，根据需要自动扩展或回收线程。重用空闲线程，如果线程空闲超过 60 秒，则会被回收。

特点：初始时没有核心线程。新任务来了，如果没有空闲线程，线程池会创建新线程。如果有空闲线程，则复用空闲线程执行任务。线程空闲时间超过 60 秒会被自动销毁，线程池自动缩减。
    
参数：无
    
返回值：ExecutorService类型线程池对象 
    
示例：
    
// 创建带缓存的线程池
ExecutorService es1 = Executors.newCachedThreadPool();

newFixedThreadPool(int nThreads)

java

作用：根据指定线程数创建线程池(静态方法)

参数：无
    
返回值：ExecutorService类型线程池对象 
    
示例：
    
// 创建线程 指定线程数为 10
ExecutorService es2 = Executors.newFixedThreadPool(10);

newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

java

作用：根据指定线程数创建可以执行定时任务的线程池(静态方法)

参数：无
    
返回值：ScheduledExecutorService类型线程池对象 
    
示例：
    
// 创建线程 创建可以定时任务的线程
ScheduledExecutorService es3 = Executors.newScheduledThreadPool(5);

newSingleThreadExecutor()

java

作用：创建一个使用从无界队列运行的单个工作线程的执行程序，静态方法

参数：无
    
返回值：ExecutorService类型线程池对象 
    
示例：

每个方法的区别：

使用案例

java

package com.lockPart;

import java.util.concurrent.*;

public class TestExcutors {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 创建带缓存的线程池
        ExecutorService es1 = Executors.newCachedThreadPool();
        // 创建线程 指定线程数为 10
        ExecutorService es2 = Executors.newFixedThreadPool(10);
        // 创建线程 创建可以定时任务的线程
        ScheduledExecutorService es3 = Executors.newScheduledThreadPool(5);
        // 创建线程池，单线程
        ExecutorService es4 = Executors.newSingleThreadExecutor();

        // 定义并提交任务，通过Runnable实现类，执行线程
        es1.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程池1：" + Thread.currentThread().getName()); // 线程池1：pool-1-thread-1
            }
        });
        // 提交任务，并新建线程1执行
        es2.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程池2：" + Thread.currentThread().getName()); // 线程池2：pool-2-thread-1
            }
        });
        // 提交任务，并新建线程2执行
        es2.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程池2：" + Thread.currentThread().getName()); // 线程池2：pool-2-thread-2
            }
        });
        // 提交任务，并设置定时任务执行，新建线程执行
        es3.schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程池3：" + Thread.currentThread().getName()); // 延迟20秒后执行，线程池3：pool-3-thread-1
            }
        },20, TimeUnit.SECONDS);
        // 提交任务，创建线程
        es4.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程池4：" + Thread.currentThread().getName()); // pool-4-thread-1 同一个线程执行
            }
        });
        Future<Integer> futureRes = es4.submit(new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                System.out.println("线程池4：" + Thread.currentThread().getName()); // pool-4-thread-1
                return 100;
            }
        });
        // 获取任务执行的结果
        Integer integer = futureRes.get();
        System.out.println("integer"+integer); // integer100
        // 提交任务，创建线程
        es4.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程池4：" + Thread.currentThread().getName()); // pool-4-thread-1 同一个线程执行
            }
        });
        // 关闭线程池，有序关闭线程
        es4.shutdown();
    }
}

面试题

Executors工具类创建带缓存线程池的方法(newCachedThreadPool)中，源码

java

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                  60L, TimeUnit.SECONDS,
                                  new SynchronousQueue<Runnable>());
}

解析：
调用 ThreadPoolExecutor() 构造方法；
ThreadPoolExecutor 是一个实现类，继承Executor接口和ExecutorService接口；
返回一个 线程池对象；
    
构造方法传入的参数是 (corePoolSize 核心线程数,最多线程数,保持空闲时间,时间单位,线程队列)

Executor接口

Executor 接口是 Java 并发包（java.util.concurrent）中的核心接口之一，用来提供一种统一的任务执行机制，也就是：提交任务，不关心它是怎么执行的。

解耦“任务的提交”和“任务的执行”

为什么要用 Executor

java

1、每次都创建一个新线程，资源浪费。
2、无法统一管理线程，比如线程池、线程复用、队列等。
3、不易扩展或维护。

它只有一个方法：

execute(Runnable command)

java

void execute(Runnable command)
    
作用：把任务交给某个线程去执行（怎么执行由具体实现决定）
    
参数：接收一个实现了 Runnable 接口的任务。

返回值：无
    
示例：
// 创建线程池，单线程
ExecutorService es4 = Executors.newSingleThreadExecutor();
    
 // 提交任务，创建线程
es4.execute(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程池4：" + Thread.currentThread().getName());
    }
});

Runnable 是一个接口，接口是不能直接实例化的，怎么能用 new Runnable() 呢？

这是 Java 的 匿名内部类（Anonymous Inner Class） 写法

你看到的这段代码：

java

es2.submit(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程池2：" + Thread.currentThread().getName());
    }
});

其实是 Java 中的一种 简洁写法，它的意思是：

创建了一个实现了 Runnable 接口的 匿名类对象，并且重写了其中的 run() 方法。

这等价于这样一个完整的写法：

java

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程池2：" + Thread.currentThread().getName());
    }
}

// 然后在代码中创建这个类的实例：
es2.submit(new MyRunnable());

ExecutorService接口

ExecutorService接口是Excutor接口的实现类。

**作用：**ExecutorService 是一个更加强大、可控制的线程池接口，用于提交任务、管理线程、关闭线程池等。

java

1. 提交任务（Runnable / Callable）
    可以提交两类任务：
        Runnable：不返回值
        Callable<V>：有返回值
    
2. 获取任务结果（通过 Future）
    submit() 方法返回 Future 对象，可以获取执行结果、检测是否完成、取消任务等。
    
3. 控制线程池的生命周期
    可以关闭线程池，防止资源泄露：
    executor.shutdown();              // 正常关闭
    executor.shutdownNow();          // 立即强制关闭

4. 批量提交任务  
    批量执行任务，并等待全部完成

方法

submit(Callable task)

java

作用：提交值返回任务以执行，并返回代表任务待处理结果的Future 

参数：Callable接口实现类

返回值：<T> Future<T>

示例：
// 创建线程池，单线程
ExecutorService es4 = Executors.newSingleThreadExecutor();
    
 Future<Integer> futureRes = es4.submit(new Callable<Integer>() {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("线程池4：" + Thread.currentThread().getName()); // pool-4-thread-1
        return 100;
    }
});
// 获取任务执行的结果
Integer integer = futureRes.get();
System.out.println("integer"+integer); // integer100

submit(Runnable task)

java

作用：提交一个可运行的任务执行，并返回一个表示该任务的未来。默认线程保存60秒的线程  

参数：Runnable task 接口实现类 tash对象

返回值：无

示例：
    
// 创建线程池，单线程
ExecutorService es4 = Executors.newSingleThreadExecutor();
// 提交任务，创建线程
es4.submit(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // pool-4-thread-1 同一个线程执行
        System.out.println("线程池4：" + Thread.currentThread().getName());
    }
});

shutdown()

java

作用：关闭线程池，启动有序关闭，其中先前提交的任务将被执行，但不会接受任何新任务。  

参数：无

返回值：无

示例：
// 创建线程池，单线程
ExecutorService es4 = Executors.newSingleThreadExecutor();
    
// 关闭线程池，有序关闭线程
es4.shutdown();

execute()

java

作用：启动线程，使用父接口中的方法，重写方法

参数：Runnable接口的实现类 

返回值：无

示例：
    
// 创建线程池，单线程
ExecutorService es4 = Executors.newSingleThreadExecutor();
// 提交任务，创建线程
es4.execute(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // pool-4-thread-1 同一个线程执行
        System.out.println("线程池4：" + Thread.currentThread().getName());
    }
});

ScheduledExecutorService接口

ScheduledExecutorService 是 Java 并发包中继承自 ExecutorService 的接口，专门用于 支持任务的定时和周期性执行。线程池对象

构造方法

java

无

方法

schedule()

java

作用：延迟时间来执行任务；

参数：Runnable实现类（任务，同时新建线程执行），长度，时间单位
    Callable<V> callable, long delay, TimeUnit unit
    
TimeUnit:

DAYS 
时间单位代表二十四小时  
HOURS 
时间单位代表六十分钟  
MICROSECONDS 
时间单位代表千分之一毫秒  
MILLISECONDS 
时间单位为千分之一秒  
MINUTES 
时间单位代表60秒  
NANOSECONDS 
时间单位代表千分之一千分之一  
SECONDS 
时间单位代表一秒  

返回值：
    
示例：
// 创建线程 创建可以定时任务的线程
ScheduledExecutorService es3 = Executors.newScheduledThreadPool(5);    
// 提交任务，并设置定时任务执行，新建线程执行
es3.schedule(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // 延迟20秒后执行，线程池3：pool-3-thread-1
        System.out.println("线程池3：" + Thread.currentThread().getName()); 
    }
},20, TimeUnit.SECONDS);

单例模式线程安全

懒汉单例模式：存在线程安全问题；
我们可以使用同步关键字修饰方法解决或者修饰代码块解决；

案例：

java

package com.lockPart;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

// 不使用synchronized关键字，不同的线程获取到的对象不是同一个
// 使用synchronized关键字，不同的线程获取到的对象是同一个
public class TestSingleInstance {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建线程池
        ExecutorService es1 = Executors.newFixedThreadPool(5);
        // 定义任务，创建线程1，提交执行
        es1.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 创建实例
                try {
                    SingleInstance single1 = SingleInstance.getSingleMode();
                    // 线程池1pool-1-thread-1获取单例对象com.lockPart.SingleInstance@3168743e
                    System.out.println("线程池1" + Thread.currentThread().getName() + "获取单例对象" + single1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        // 定义任务，创建线程1，提交执行
        es1.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 创建实例
                try {
                    SingleInstance single1 = SingleInstance.getSingleMode();
                    // 线程池1pool-1-thread-2获取单例对象com.lockPart.SingleInstance@51e03dd8
                    System.out.println("线程池1" + Thread.currentThread().getName() + "获取单例对象" + single1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        // 定义任务，创建线程1，提交执行
        es1.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 创建实例
                try {
                    SingleInstance single1 = SingleInstance.getSingleMode();
                    // 线程池1pool-1-thread-2获取单例对象com.lockPart.SingleInstance@51e03dd8
                    System.out.println("线程池1" + Thread.currentThread().getName() + "获取单例对象" + single1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        // 关闭线程池
        es1.shutdown();

    }
}

java

package com.lockPart;

public class SingleInstance {
    // 定义一个 私有静态 实例对象为空,先不new对象，懒汉单例
    private static SingleInstance instance = null;

    // 构造方法私有，才能保证内存中只有一份
    private SingleInstance(){}

    // 静态方法，获取一个实例
    public static synchronized SingleInstance getSingleMode() throws InterruptedException {
        if (instance == null){
            // 线程进来先休眠
            Thread.sleep(200);

            // 创建一个实例
            instance = new SingleInstance();
        }
        // 把这个实例返回
        return instance;
    }
}

多线程 ​

基本概念 ​

程序概念 ​

进程定义 ​

线程定义 ​

并发并行 ​

主线程 ​

Thread类 ​

创建线程 ​

线程状态 ​

线程优先级 ​

线程案例 ​

同步关键字 ​

线程安全 ​

生产者消费者 ​

ArrayBlockingQueue类 ​

Lock接口 ​

锁的分类 ​

ReentrantLock类 ​

Callable接口 ​

FutureTask类 ​

线程池 ​

Executors工具类 ​

Executor接口 ​

ExecutorService接口 ​

ScheduledExecutorService接口 ​

单例模式线程安全 ​

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