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1、文章介绍
- 线程是什么
- 实现创建启动线程的方式1
- 实现创建启动线程的方式2
- Thread类常用方法
- 线程同步3种方式
2、线程是什么
2.1、线程常识引入
- 我们知道CPU是计算机中央处理器，用来处理任务的，那么他是如何处理任务的，我们计算机存在一个任务管理器，查阅线程，
- 一个进程就是一个软件，对应多个线程，多线程软件运行速度比较快，比如迅雷，快播等..下载速度比较快
2.2、什么是线程
- 任务管理器可以有多个进程，每个进程运行的都是可执行程序，一个可执行程序就是一个软件，可执行程序的本质就是在计算机当中运行的一块代码
进程：可以看成是在计算机当中运行的一块代码
线程：可以看成是在计算机当中运行的一小块代码
2.3、线程与进程的关系
- 一个进程中可以有多个线程，至少得有一个线程；
- 上面说一个进程可以狭隘的看成是一大段代码，那其实线程也是一段代码
- 线程是进程中的最小单位；
- 也可以把线程看成是一个轻量级的进程
注意常识 : 计算机安装一个软件，软件是由代码构成，当启动一个软件之后，代码被放入内存中，为什么会放入到内存中，因为内存的读写速度比较快，这时候CPU就开始处理内存当中的任务，也就是当前软件程序[ 代码 ]运行起来了。
2.4、CPU如何处理任务?
- 在单位时间时间片上只能执行一个线程
- CPU看到内存中有很多的线程，CPU在单位时间片（时间片：很微小的时间单位）上高速切换线程执行
2.5、多线程下载软件为什么快
- 问题:很多使用多线程技术开发的软件，下载速度比较快，例如，迅雷.....某些软件，QQ影音，快播..迅雷影音等等...为什么下载速度会比较快
- 假设上面软件都是运行在同一台电脑上面，两款软件运行，肯定是由一个CPU在处理该任务
- CPU处理任务最小单位是线程，CPU是通过资源分配的方式，在多个线程之间，以时间片（时间片：很微小的时间单位）为单位，高速切换内存中要执行的线程任务。
- 在同一个时间片上，只能处理一个线程
- 在CPU的眼中，只看到内存中有很多线程，大家都是平等的，获取到CPU处理的机会是均等的，CPU会平均分配资源给每一个线程
- 假设每个线程执行一分钟，快播软件占用CPU时间为三分钟，迅雷占用CPU处理任务的时间为1分钟，自然快播处理的任务会更多，下载的内容更多
2.6、总结线程的作用
- 线程的作用：看下面两种理解方式：
- 可以将代码中（软件）的某些独立的功能包装起来，单独作为任务交给CPU处理！
- 将需做的某个功能封装成一个线程体，该线程可以独立的获得CPU分配的资源
从而实现多功能同时运行。
3、实现创建启动线程的方式一
3.1、自定义第一个线程场景描述
- 开发一个游戏（LOL）,实现的功能一边玩游戏，一边播放背景音乐
3.2、实现流程分析
- 游戏的本质也是软件：该软件包含两项功能
- 玩游戏，暂时使用一个打印语句来代替该功能的演示
- 播放背景音乐，暂时也使用一个打印语句来代替该功能
3.3、代码实现
思考：根据上面的分析如何下手写？
- 将功能代码写在哪里
- 将功能主体代码写到Thread类中run方法里面？
- 如果Thread类当中，写了游戏功能，那么播放音乐怎么办？？？
- 所以不能写在Thread类当中
- 我们需要自己定义类继承Thread类，不但具有里面的东西，还具有Thread类的特性，自定义类也是一个线程类，然后覆写run方法，然后把我们的代码写在我们覆写的run方法里面，然后启动
- 根据上面的场景我们需要创建哪些类？
- 玩游戏的线程类
- 放音乐的线程类
- 测试类：创建① ②的对象，然后调用start方法启动
- 代码清单：
public class GameThread extends Thread { @Override public void run() { // 包装独立的功能 for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(i+" 吃鸡......"); } } }public class MusicThread extends Thread{ @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(i+" 凉凉....."); } } }测试代码：
public class Test { public static void main(String[] args) { GameThread gt = new GameThread(); MusicThread mt = new MusicThread(); gt.start(); mt.start(); } }
3.4、小结：创建启动线程的方式一（继承Thread类）
- 先明确我们需要把什么事情封装成一个线程对象
- 自定义一个类 extends Thread
- 覆写run方法，在这里写1步中的代码
- 创建一个自定义类的对象 t
- 启动线程 t.start();
- 注意执行过程：本质是代码执行到一个位置之后，如果切换到另一个线程，在切换回来，那么会从刚才切换走的代码位置继续执行：产生线程安全问题的原因，就在此...
4、线程注意事项
4.1、直接调用run方法和start的区别？
- 可以直接调用run方法，但是没有启动一个独立的线程；
- 只有调用start 才会启动一个独立的线程；
4.2、自己启动的线程和主线程有关系吗？
- 直接写一个最简单的hello word 程序，就有一个主线程
- 一个线程一旦启动就是独立的了，和创建启动它的环境没有直接的包含关系
public class Test2 {
/**
测试主线程执行完毕我们自定义的线程还是会继续执行（前提就是主线程完了，自定义的线程还没有执行 完）
*/
public static void main(String[] args) {
new ThreadTest().start();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("main"+i);
}
}
}
class ThreadTest extends Thread{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("ThreadTest"+i);
}
}
}5、经典案例：多线程售票示例
5.1、需求分析
思考：上面示例应该这么下手？
1.票，用什么来存放票：票池
可以使用一个变量int num = 50;来表示票池，当卖出一个张票，该变量就自减一次num--
2.本质就是要创建启动线程（流程）
明确需要把什么事情封装成独立的线程对象
卖（一张）票的操作
怎么操作
判断是否有票，如果有票就卖一张
票总数减一
3.怎么实现：
自定义一个类 extends Thread类
实现功能自定义类覆写Thread类当中的run方法，实现伪代码功能
创建线程对象调用start方法启动线程
问题：----------------------->
- 共享问题，用来存放票量的，变量应该如何被多个窗口共享
- 应该自定义几个类？1
之前游戏有不同功能，写了不同类，卖票都是一个功能，所以定义一个类就行了
- 应该创建几个对象？3
三个窗口，可以创建三个对象来表示三个窗口
5.2、代码实现及分析
5.2.1、代码实现版本1：
问题：为什么只卖了三张票 且 票号都是50
- 三张：线程对象run方法当中为线程主体：该程序只会执行一次，所以线程主体程序结束了，线程任务也就完成了。
- 都是票号50：每个线程主体都是独立的，各自使用自己的实例变量初始值都是50
5.2.2、代码版本2：解决售票3张的问题票号固定50：使用while（num>0）直到票池销售完毕
public class Ticket extends Thread {
int num = 50;
@Override
public void run() {
while(num>0){
System.out.println("您的票号 : " + num);
num--;
}
}
}
问题：为什么总售票数量150
- 每个线程体都是独立的，num是实例变量，每个线程对象都有自己的一个num变量，各自销售50张
5.2.3、代码版本3：解决售票数量150问题：给num变量添加static 是的num多个线程对象共同享有一个变量
public class Ticket extends Thread {
static int num = 50;
@Override
public void run() {
while(num>0){
System.out.println("您的票号 : " + num);
num--;
}
}
}
问题：为什么销售的是51张
- 因为线程安全
5.2.4、最终代码：处理线程安全及业务需求，销售一张票应该添加if判断
public class Ticket extends Thread {
static int num = 50;
@Override
public void run() {
while(num>0){
if(num>0){
System.out.println("您的票号 : " + num);
num--;
}
}
}
}6、实现创建启动线程方式二
6.1、分析线程实现方式2
6.1.1、线程创建方式我们已经体验过一种了，不过线程我们还有其他方式可以实现，Thread impldements Runable这个接口
6.1.2、分析Runable接口与Thread类之间的关系：
6.1.3、Thread线程类本质是实现Runnable接口
- 通过查看API得知，Thread当中的run方法不是来自于自身，而是通过实现Runable接口里面的run方法，从而实现某个类的实例，可以通过线程的方式实现功能，类必须定义一个名为run的无参数方法
- 本质Thread也是通过实现接口来实现线程功能的
- 如果自定义一个类，完全可以通过实现该接口从而，通过线程实现功能
3.1.4、自定义类通过实现Runable的方式来实现线程，如何启动
- 通过实现Runable实现线程的，自定义类，的对象A。放在一个空壳的Thread线程对象当中
- 然后通过该对象来调用start方法启动线程A
代码清单：
public class TicketThread implements Runnable{
private int num = 50;
public void run() {
// 最终的代码
while(num>0){
System.out.println("您的票号是："+num);
num--;
}
}
}测试代码：
TicketThread tt = new TicketThread();
Thread t1 = new Thread(tt);
Thread t2 = new Thread(tt);
Thread t3 = new Thread(tt);
t1.start();
t2.start();
t3.start();问题：
为什么上面没有static，也只销售50张票左右，而没有销售150张，本质其实只创建了一个对象，在被三个线程对象共享
7、继承Thread 和实现Runnable的区别
- 继承有局限，Java中类只能够单继承
- 实现的方式，我们的类在业务上可以继承它本应该有的类，同时可以实现接口变成一个线程类
- 关于数据共享的问题：就看所谓被共享的数据所在的类的对象被创建了几个
8、Thread类
8.1、线程休眠sleep
8.1.1、什么是线程休眠
线程类Thread当中有一个static void sleep(long millis)方法，在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠
System.out.println(1);
Thread.sleep(5000); // 休眠5秒钟之后才执行下一个语句
System.out.println(2);注意 : 当前正在执行的线程就是主线程
8.1.2、线程休眠应用
- 可以做倒计时：代码清单：
// ①创建了一个顶层窗体的对象 JFrame frame = new JFrame(); Button button = new Button(); button.setFont(new Font("宋体", 66, 80)); button.setForeground(Color.red); frame.add(button); // ②设置顶层窗体的大小 frame.setSize(1000, 500); // ③设置顶层窗体的位置居中 frame.setLocationRelativeTo(null); // 居中 // ④设置窗体可见 frame.setVisible(true); for (int i = 600; i >=0; i--) { button.setLabel("你生命剩下的时间:"+i+""); Thread.sleep(1000); } - 可以用来模拟网络延迟
9、线程同步[解决线程安全问题]
9.1、为什么需要线程同步
- 解决问题： 线程安全问题（例如1单例模式的懒汉模式；例如2多线程模拟多窗口售票-）
9.2、线程同步方式一：同步代码
9.2.1、基本语法结构
synchronized (同步监听对象) {
可能引发线程安全问题的代码
}
上面的结构相当于把{ }中的代码捆绑成一个整体，线程只能够一个一个的进来，执行完一个，下一 个才能进来
9.2.2、语法特点：
- 上面的同步监听对象可以是任意的对象；
- 保证所有的线程共享一个同步监听对象的；也就是保证被同步监听对象是被所有线程共享的。
- 很多时候可以写this,但是请先参照②
- 常用的方式：使用类的字节码对象 XXX.class
9.2.3、示例演示：
- 同步代码块方式①同步整块代码
synchronized (Ticket.class) {
while(num > 0){ // 循环判断,是否有就卖
System.out.println(getName()+" 您的票号是:"+num);
num--;
}
}结果：一个线程卖完
原因：把整个循环同步了，一旦有一个线程进来就会执行完里面的代码，其它线程才能进来
重新思考：我们需要真正的同步什么代码？ 保证每销售一张票的操作是同步的就可以了
2. 同步代码块方式② 同步关键业务代码
synchronized (TicketThread.class) {
if(num>0){
System.out.println(this.getName()+"您的票号是："+num);
num--;
}
}结果：有0 -1 感觉判断失效了
原因：假设仅剩下一张票，所同步内容没有判断是否还有票，当第二线程易进入while结构体，但其他线程正在执行销售最后一张票，之后num=0;但第二线程已经进入while结构体，会执行同步代码，销售num=0的这张票
3. 同步代码块方式③同步关键业务代码
public class TicketThread extends Thread{
private static int num = 50;
public void run() {
while(num>0){ // 只应该同步销售的一张票的操作代码
synchronized (TicketThread.class) {
// 下面的代码是销售一张票，每卖一张票的前提判断是否有票
if(num>0){
System.out.println(this.getName()+"您的票号是："+num);
num--;
}
}
}
}
}或者：将关键业务代码提出来包装成一个方法
public class TicketThread extends Thread{
private static int num = 50;
public void run() {
while(num>0){
saleOne();
}
}
private void saleOne(){ // 写一个方法：销售一张票
// 只应该同步销售的一张票的操作代码
synchronized (TicketThread.class) {
// 下面的代码是销售一张票，每卖一张票的前提判断是否有票
if(num>0){
System.out.println(this.getName()+" 您的票号是："+num);
num--;
}
}
}
}9.3、线程同步方式二：同步方法
- 就是在需要被同步的方法上面加关键字 synchronized
- 加的位置 ：在返回值类型的前面
- 不需要也不能够显示的写同步监听对象
- 如果是一个非static的方法，那么同步监听对象就是this;
- 如果是static修饰的方法，那么同步监听对象就是当前方法所在的类的字节码对象
售票示例同步方法代码清单：
public class TicketThread implements Runnable{
private int num = 50;
public void run() {
while(num>0){
saleOne();
}
}
synchronized private void saleOne(){
if(num>0){
System.out.println(" 您的票号是："+num);
num--;
}
}
}9.4、线程同步方式三：锁机制
1. 学习方式（查找API文档方式）锁-- Lock(API)接口 ---XXX实现类
public class Ticket extends Thread {
public Ticket(String name) {
super(name);
}
static Lock lock = new ReentrantLock(); // 必须保证多个线程访问的是同一把锁
static int num = 50;
@Override
public void run() {
while(num > 0){ // 循环判断,是否有就卖
lock.lock();
try {
if(num>0){ // 判断卖一张票的操作
System.out.println(getName()+" 您的票号是:"+num);
num--;
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}2. 结果： 没有同步到
3. 原因：lock是一个实例变量，因此创建了3个TicketThread对象就有3个lock对象，没有同步到
4. 解决办法： static lock ; 或者使用实现的方式
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