第39天学习打卡（多线程 Thread Runnable 初始并发问题 Callable ）

多线程详解

01线程简介

Process与Thread

程序：是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。

进程则是执行程序的一次执行过程，它是一个动态的概念。是系统资源分配的单位。

通常在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义。线程是CPU调度和执行的单位。

注意：很多多线程是模拟出来的，真正的多线程是指有多个cpu，即多核，如服务器。如果模拟出来的多线程，即在一个cpu的情况下，在同一个时间点，cpu只能执行一个代码，因为切换的很快，所有就有同时执行的错觉。

核心概念

线程就是独立的执行路径；

在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程。

main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序；

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，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。

02线程创建（Thread Runnable Callable）

三种创建方式：

Thread class----->继承Thread类
Runnable接口------>实现Runnable接口
Callable接口------>实现Callable接口

Thread（查看JDK帮助文档）

自定义线程类继承Thread类

重写run()方法，编写线程执行体

创建线程对象，调用start()方法启动线程

线程不一定立即执行，CPU安排调度

package com.kuang.lesson11;
//创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start开启线程

//总结：注意，线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行
public class TestThread1 extends Thread {
    
    
    //线程入口
   @Override
    public void run(){
    
    
       //run方法线程体
       for (int i = 0; i < 200; i++){
    
    
           System.out.println("我在看代码---" + i);
       }

   }

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

        //创建一个线程对象
        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();

        //调用start()方法开启线程
        testThread1.start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    
    
            System.out.println("我在学习多线程---" + i);
        }
    }
}

案例：下载图片

package com.kuang.demo01;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

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

//练习Thread,实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 extends Thread {
    
    
    private  String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名
    public  TestThread2(String url,String name){
    
    
        this.url = url;
        this.name = name;

    }
    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public void run(){
    
    
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为:" + name);

    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://img-market.csdnimg.cn/aicms/fission/1612506038088772.jpg","1.jpg");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("https://www.baidu.com/img/dong_8f1d47bcb77d74a1e029d8cbb3b33854.gif","2.gif");
        TestThread2 t3 = new TestThread2("https://img-bss.csdnimg.cn/202006031132075646.png","3.png");

        //先下载t1
        t1.start();
        //然后下载t2
        t2.start();
        //最后下载t3
        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");
        }

    }

}

实现Runnable

定义MyRunnable类实现Runnable接口

实现run()方法，编写线程执行体

创建线程对象，调用start()方法启动线程

推荐使用Runnable对象，因为Java单继承的局限性

public class StartThread3 implements Runnable{
    
    
    @Override
    public void run(){
    
    
        for(int i = 0; i < 20; i++){
    
    
            System.out.println("我在听课=====");
        }
    }
}

//创建实现类对象
StartThread3 st = new StartThread3();
//创建代理类对象
Thread thread = new Thread(st);
//启动
thread.start();

package com.kuang.demo01;

import com.kuang.lesson11.TestThread1;

//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 TestThread3 implements Runnable{
    
    
    @Override
    public void run(){
    
    
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 200; 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
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();

        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程 代理
      //  Thread thread = new Thread(testThread3);
        //thread.start();
        //优化上面两行代码
        new Thread(testThread3).start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    
    
            System.out.println("我在学习多线程---" + i);
        }
    }
}

修改TestThread2使用runnable方法

package com.kuang.demo01;

import org.apache.commons.io.FileUtils;

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

//练习Thread,实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 implements Runnable {
    
    
    private  String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名
    public  TestThread2(String url,String name){
    
    
        this.url = url;
        this.name = name;

    }
    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public void run(){
    
    
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为:" + name);

    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://img-market.csdnimg.cn/aicms/fission/1612506038088772.jpg","1.jpg");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("https://www.baidu.com/img/dong_8f1d47bcb77d74a1e029d8cbb3b33854.gif","2.gif");
        TestThread2 t3 = new TestThread2("https://img-bss.csdnimg.cn/202006031132075646.png","3.png");

        new Thread(t1).start();
        new Thread(t2).start();
        new Thread(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");
        }

    }

}

小结

继承Thread类

子类继承Thread类具备多线程能力

启动线程：子类对象.start()

不建议使用：避免OOP单继承局限性

实现Runnable接口

实现接口Runnable具有多线程能力

启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()

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

初识并发问题

package com.kuang.demo01;
//多个线程同时操作同一对象
//买火车票的例子

//发现问题：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱
public class TestThread4 implements  Runnable{
    
    
    //票数
  private int ticketNums = 10;

    @Override
    public void run(){
    
    
        while(true){
    
    
            if (ticketNums<=0){
    
    
                break;
            }
            //模拟延时
            try{
    
    
                Thread.sleep(200);
            }catch (InterruptedException e){
    
    
                e.printStackTrace();
            }
          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNums--+"票");

        }

    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        TestThread4 ticket = new TestThread4();

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

案例：龟兔赛跑-Race

package com.kuang.demo01;
//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(10);
                }catch (InterruptedException e){
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            //判断比赛是否结束
            boolean flag = gameOver(i);
            //如果比赛结束了，就停止程序
            if (flag){
    
    
                break;
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+ i + "步");

        }
    }

    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
    
    
        if (winner!=null){
    
    
            //已经存在胜利者了
            return true;
        }{
    
    
            if (steps>=100){
    
    
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is " + winner);
            }
        }
        return  false;

    }

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

    }

}

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：Futureresult1 = ser.submit(t1);

6.获取结果：boolean r1 = result.get()

7.关闭服务：ser.shutdownNow();

package com.kuang.demo02;

import com.kuang.demo01.TestThread2;
import com.sun.xml.internal.ws.policy.privateutil.PolicyUtils;
import org.apache.commons.io.FileUtils;

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

//线程创建方式三：实现callable接口
/*
callable的好处
1.可以定义返回值
2。可以抛出异常
 */
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {
    
    
    private  String url;//网络图片地址
    private String name;//保存的文件名
    public  TestCallable(String url,String name){
    
    
        this.url = url;
        this.name = name;

    }
    //下载图片线程的执行体
    @Override
    public Boolean call(){
    
    
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下载了文件名为:" + name);
        return true;

    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    
    
        TestCallable t1 = new TestCallable("https://img-market.csdnimg.cn/aicms/fission/1612506038088772.jpg","1.jpg");
        TestCallable t2 = new TestCallable("https://www.baidu.com/img/dong_8f1d47bcb77d74a1e029d8cbb3b33854.gif","2.gif");
        TestCallable t3 = new TestCallable("https://img-bss.csdnimg.cn/202006031132075646.png","3.png");

        //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);

        //获取结果
        boolean rs1 = r1.get();
        boolean rs2 = r2.get();
        boolean rs3 = r3.get();

        System.out.println(rs1);
        System.out.println(rs2);
        System.out.println(rs3);

        //关闭服务
        ser.shutdownNow();
    }
}
//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");
        }
    }
}