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• Java基礎--學習筆記(零起點打開java世界的大門)--博客匯總表

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01_進程和線程

1.1、進程

1.2、線程

02_繼承Thread類的方式實現多線程

1.3、多線程的實現方式

03_設置和獲取線程名稱

1.4、設置和獲取線程名稱

04_線程優先級

1.5、線程調度

05_線程控制

1.6、線程控制

06_線程的生命周期

1.7、線程生命周期

07_實現Runnable接口的方式實現多線程

1.8、多線程的實現方式

08_賣票

案例：賣票

09_賣票案例的思考

2.1、賣票案例的思考

10_同步代碼塊解決數據安全問題

2.2、賣票案例數據安全問題的解決

2.3、同步代碼塊

11_同步方法解決數據安全問題

2.4、同步方法

12_線程安全的類

2.5、線程安全的類

13_Lock鎖

2.6、Lock鎖

14_生產者和消費者模式概述

3.1、生產者和消費者模式概述

15_生產者和消費者案例

3.2、生產者和消費者案例

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01_進程和線程

1.1、進程

進程：是正在運行的程序。

• 是系統進行資源分配和調用的獨立單位。
• 每一個進程都有它自己的內存空間和系統資源。

線程依賴于進程而存在。

在一個進程內部，可以執行一個或多個任務，每個任務可以看成一個線程。

1.2、線程

線程：是進程中的單個順序控制流，是一條執行路徑。

• 單線程：一個進程如果只有一條執行路徑，則稱為單線程程序。
• 多線程：一個進程如果有多條執行路徑，則稱為多線程程序。

舉例：

• 記事本程序
• 掃雷程序

????掃雷：多線程

02_繼承Thread類的方式實現多線程

1.3、多線程的實現方式

方式1：繼承Thread類

• 定義一個類MyThread繼承Thread類
• 在MyThread類中重寫run()方法：MyThread類中可能還有其它的代碼，并不是所有的代碼都要被線程執行。區分可以被線程執行的代碼，Java提供了run()方法，用來封裝被線程執行的代碼。
• 創建MyThread類的對象
• 啟動線程

兩個小問題：

• 為什么要重寫run()方法？

因為run()是用來封裝被線程執行的代碼。

• run()方法和start()方法的區別？

run()：封裝線程執行的代碼，直接調用，相當于普通方法的調用。

start()：啟動線程；然后由JVM調用此線程的run()方法。

03_設置和獲取線程名稱

1.4、設置和獲取線程名稱

Thread類中設置和獲取線程名稱的方法：

• void setName(String name)：將此線程的名稱更改為等于參數name。
• String getName()：返回此線程的名稱。
• 通過構造方法也可以設置線程名稱。

如何獲取main()方法所在的線程名稱？

• public static Thread currentThread()：返回對當前正在執行的線程對象的引用。

Thread部分源碼：

private String name;public Thread() {this(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0); }public Thread(String name) {this(null, null, name, 0); }public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name,long stackSize) {this(group, target, name, stackSize, null, true); }private Thread(ThreadGroup g, Runnable target, String name,long stackSize, AccessControlContext acc,boolean inheritThreadLocals) {this.name = name; }public final synchronized void setName(String name) {this.name = name; }public final String getName() {return name; }private static int threadInitNumber; //0,1,2 private static synchronized int nextThreadNum() {return threadInitNumber++;//0,1,... }

使用帶參構造方法，需要在自己定義的MyThread類中 定義 帶參構造方法，通過super()訪問父類的帶參構造方法：

獲取main()方法 當前正在執行的線程對象的名稱：【名為main的線程】

04_線程優先級

1.5、線程調度

線程調度有兩種調度方式：

• 分時調度模型：所有線程輪流使用 CPU 的使用權，平均分配每個線程占用 CPU 的時間片。
• 搶占式調度模型：優先讓優先級高的線程使用CPU，如果線程的優先級相同，那么會隨機選擇一個，優先級高的線程獲取的CPU時間片相對多一些。

Java使用的是搶占式調度模型。

隨機性：

假如計算機只有一個CPU，那么CPU在某一個時刻只能執行一條指令，線程只有得到CPU時間片，也就是使用權，才可以執行指令。所以說多線程程序的執行是有隨機性，因為誰搶到CPU的使用權是不一 定的。

Thread類中設置和獲取線程優先級的方法（優先級相關方法）：

• public final int getPriority()：返回此線程的優先級。
• public final void setPriority(int newPriority)：更改此線程的優先級。線程默認優先級是5；線程優先級的范圍是：1-10。

線程默認優先級是5；線程優先級的范圍是：1-10

線程優先級高僅僅表示線程獲取的CPU時間片的幾率高，但是要在次數比較多，或者多次運行的時候才能看到你想要的效果。

05_線程控制

1.6、線程控制

如果有一個線程對象調用了join()方法，其它的線程必須等這個線程執行完畢，其它的線程才有機會執行。

如果主線程執行完畢，剩下的線程全是守護線程的情況下，不會等到守護線程全部執行完，因為Java虛擬機會退出。

sleep()演示：

join()演示：?

setDaemon()演示：

“劉備”線程執行完畢之后，Java虛擬機退出（“關羽”線程、“張飛”線程 停止），需要一定的時間！

06_線程的生命周期

1.7、線程生命周期

線程一共有五種狀態，線程在各種狀態之間轉換。? ?線程生命周期：線程從生到死的過程。

07_實現Runnable接口的方式實現多線程

1.8、多線程的實現方式

方式2：實現Runnable接口：

定義一個類MyRunnable實現Runnable接口

在MyRunnable類中重寫run()方法

創建MyRunnable類的對象

創建Thread類的對象，把MyRunnable對象作為構造方法的參數

啟動線程

多線程的實現方案有兩種：

• 繼承Thread類
• 實現Runnable接口

相比繼承Thread類，實現Runnable接口的好處：

• 避免了Java單繼承的局限性。
• 適合多個相同程序的代碼去處理同一個資源的情況，把線程和程序的代碼、數據有效分離，較好的體現了面向對象的設計思想。

MyRunnable沒有繼承Thread類的好處：MyRunnable將來可以有自己的父類（不影響繼承其它類）；可將MyRunnable看成一個資源，由多個線程去使用。

08_賣票

?

案例：賣票

? ??

09_賣票案例的思考

2.1、賣票案例的思考

剛才講解了電影院賣票程序，好像沒有什么問題。但是在實際生活中，售票時出票也是需要時間的，所以，在出售一張票的時候，需要一點時間的延遲，接下來我們去修改賣票程序中賣票的動作：每次出票時間100毫秒，用sleep()方法實現。

賣票出現了問題

• 相同的票出現了多次。
• 出現了負數的票。

問題產生原因

• 線程執行的隨機性導致的。

10_同步代碼塊解決數據安全問題

2.2、賣票案例數據安全問題的解決

為什么出現問題？（安全問題出現的條件）（這也是我們判斷多線程程序是否會有數據安全問題的標準）

• 是否是多線程環境
• 是否有共享數據
• 是否有多條語句操作共享數據

如何解決多線程安全問題呢？

• 基本思想：讓程序沒有安全問題的環境。

怎么實現呢?

• 把多條語句操作共享數據的代碼給鎖起來，讓任意時刻只能有一個線程執行即可。
• Java提供了同步代碼塊的方式來解決。

2.3、同步代碼塊

鎖多條語句操作共享數據，可以使用同步代碼塊實現。

• 格式：

synchronized(任意對象) {

? ? ? 多條語句操作共享數據的代碼

}

• synchronized(任意對象)：就相當于給代碼加鎖了，任意對象就可以看成是一把鎖。

同步的好處和弊端：

• 好處：解決了多線程的數據安全問題。
• 弊端：當線程很多時，因為每個線程都會去判斷同步上的鎖，這是很耗費資源的，無形中會降低程序的運行效率。

（把多條語句操作共享數據的代碼給鎖起來）使用同一把鎖🔒：

11_同步方法解決數據安全問題

2.4、同步方法

同步方法的格式

同步方法：就是把synchronized關鍵字加到方法上。

• 格式：

修飾符 synchronized 返回值類型 方法名(方法參數) { 方法體； }

同步方法的鎖對象是什么呢？

• this

靜態同步方法

同步靜態方法：就是把synchronized關鍵字加到靜態方法上。

• 格式：

修飾符 static synchronized 返回值類型 方法名(方法參數) { 方法體； }

同步靜態方法的鎖對象是什么呢？

• 類名.class

if中的代碼塊與else中的代碼塊，完全一樣！程序不會有問題！

運行結果同上。

同步方法：就是把synchronized關鍵字加到方法上。相當于對方法的內部進行鎖定。this代表本類。

? ?

同步方法的鎖對象是什么呢？this

? ?

if代碼塊加鎖，static靜態方法沒有加鎖！--> 報錯！--> 給靜態方法加鎖！

同步靜態方法：就是把synchronized關鍵字加到靜態方法上。

if代碼塊中加鎖（this：指代非靜態方法的鎖對象）

12_線程安全的類

2.5、線程安全的類

StringBuffer

• 線程安全，可變的字符序列。
• 從版本JDK 5開始，被StringBuilder替代。通常應該使用StringBuilder類，因為它支持所有相同的操作，但它更快，因為它不執行同步。

Vector

• 從Java 2平臺v1.2開始，該類改進了List接口，使其成為Java Collections Framework的成員。與新的集合實現不同，Vector被同步。如果不需要線程安全的實現，建議使用ArrayList代替Vector。

Hashtable

• 該類實現了一個哈希表，它將鍵映射到值。任何非null對象都可以用作鍵或者值。
• 從Java 2平臺v1.2開始，該類進行了改進，實現了Map接口，使其成為Java Collections Framework的成員。與新的集合實現不同，Hashtable被同步。如果不需要線程安全的實現，建議使用HashMap代替Hashtable。

13_Lock鎖

2.6、Lock鎖

雖然我們可以理解同步代碼塊和同步方法的鎖對象問題，但是我們并沒有直接看到在哪里加上了鎖，在哪里釋放了鎖，為了更清晰的表達如何加鎖和釋放鎖，JDK5以后提供了一個新的鎖對象Lock。

Lock實現提供比使用synchronized方法和語句可以獲得更廣泛的鎖定操作。

Lock中提供了獲得鎖和釋放鎖的方法：

• void lock() 獲得鎖
• void unlock() 釋放鎖

Lock是接口不能直接實例化，這里采用它的實現類ReentrantLock來實例化。

ReentrantLock的構造方法

• ReentrantLock()：創建一個ReentrantLock的實例

?

????

14_生產者和消費者模式概述

3.1、生產者和消費者模式概述

15_生產者和消費者案例

3.2、生產者和消費者案例

? ??

Box.java：

package com.itheima_12;public class Box {//定義一個成員變量，表示第x瓶奶private int milk;//定義一個成員變量，表示奶箱的狀態private boolean state = false; // 默認沒有牛奶🥛//提供存儲牛奶和獲取牛奶的操作public synchronized void put(int milk) {//如果有牛奶，等待消費if (state) {try {wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}//如果沒有牛奶，就生產牛奶this.milk = milk;System.out.println("送奶工將第" + this.milk + "瓶奶放入奶箱");//生產完畢之后，修改奶箱狀態state = true;//喚醒其他等待的線程notifyAll();}public synchronized void get() {//如果沒有牛奶，等待生產if (!state) {try {wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}//如果有牛奶，就消費牛奶System.out.println("用戶拿到第" + this.milk + "瓶奶");//消費完畢之后，修改奶箱狀態state = false;//喚醒其他等待的線程notifyAll();} }

蟹蟹觀看~

與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java20-day11【实现多线程(进程、线程-调度-控制-生命周期)、线程同步(同步代码块、线程安全、Lock)、生产者消费者(模式概述、案例)】的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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