java 多线程 长连接 java多线程怎么用

文章目录

• 创建多线程程序的方式

• 创建多线程程序的第一种方式
• 创建多线程程序的第二种方式
• 两种方式的区别
• 使用匿名内部类实现线程的创建

• 线程同步机制

• 一、同步代码块
• 二、同步方法
• 三、Lock锁

• 线程状态
• 线程池

• 一、线程池概述
• 二、线程池的使用

java程序属于抢占式调度，那个线程的优先级高，那个线程优先执行：同一个优先级，随机选择一个执行。

每个新线程都会开辟一个新的栈空间来执行run方法，cpu可以选择线程执行。

创建多线程程序的方式

创建多线程程序的第一种方式

创建Thread类的子类
java.lang.Thread类是描述线程的类，想要实现多线程程序，就必须继承Thread类

实现步骤：
1.创建一个Thread类的子类

2.在Thread类的子类种重写Thread类中的run方法，设置线程任务（开启线程要做什么）

//这里创建了一个叫MyThread的子类
public class MyThread extends Thread{
	@Override
	public void run(){
		......
	}
}

3.创建Thread类中的子类对象

4.调用Thread类中的方法，开始新的线程，执行run方法

public class Main{
	public static void main(String []args){
		MyThread mt=new MyThread();
		mt.start();
	}
}

void start()使该线程开始执行；Java虚拟机调用该线程的run方法。

结果是两个线程并发地运行；当前线程和另一个线程。

多次启动一个线程是非法的，特别是当线程已经结束执行后，不能再重新启动。

创建多线程程序的第二种方式

实现Runnable接口
java.lang.Runnable，Runnable接口应该由那些打算通过某一线程执行其实例的类来实现。类必须定义一个称为run的无参数方法
java.lang.Thread类的构造方法
Thread(Runnable target)分配新的Thread对象。
Thread(Runnable target,String name)分配新的Thread对象。

实现步骤：
1.创建一个Runnable接口的实现类

2.在实现类中重写 RunnabLe接口的run方法，设置线程

public class RunnableImp1 implements Runnable{
	@Override
	public void run(){
		......
	}
}

3.创建一个 Runnable接口的实现类对象

4.创建 Thread类对象，构造方法中传递Runnable接口的实现类对象

5.调用 Thread类中的 start方法，开启新的线程执行run方法

public class Main{
	public static void main(String []args){
		RunnableImp1 run=new RunnableImp1();
		Thread t=new Thread(run);
		t.start();
	}
}

两种方式的区别

实现了Runnable接口创建多线程程序的好处：

1.避免了单继承的局限性

(1)一个类只能继承一个类（一个人只能有一个亲爹）类继承了 Thread类就不能继承其他的类
(2)实现了Runnable接口，还可以继承其他的类，实现其他的接口

2.增强了程序的扩展性，降低了程序的耦合性（解耦）

(1)实现 Runnable接口的方式，把设置线程任务和开启新线程进行了分离（解耦）
(2)实现类中，重写了run方法：用来设置线程任务
(3)创建Thread类对象，调用 start方法：用来开启新线程

使用匿名内部类实现线程的创建

匿名：没有名字
内部类：写在其他类内部的类

匿名内类作用：简化代码
把子类继承父类，重写父类的方法，创建子类对象合一步完成
把实现类实现类接口，重写接口中的方法，创建实现类对象合成一步完成

匿名内部类的最终产物：子类/实现类对象，而这个类没有名字

//格式
	new 父类/接口(){
		重复父类/接口中的方法
	};

public class Main{
	public static void main(String []args){
		//第一种 线程父类是Thread
		new Thread(){
			@Override
			public void run(){
				......
			}
		}.start();
	
		//第二种 线程接口Runnable
		Runnable r=new Runnable(){
			@Override
			public void run(){
				......
			}
		};
		new Thread(r).start();

		//第三种 在第二种的基础上继续匿名
		new Thread(new Runnable(){
			@Override
			public void run(){
				......
			}
		}).start();
	}
}

线程同步机制

一、同步代码块

同步代码块：
synchronized可以用于方法钟的某个区块中，表示只对这个区块的资源实行互斥访问。

synchronized(同步锁){
	需要同步操作的代码
}

同步锁：
对象的同步锁只是一个概念，可以想象为在对象上标记了一个锁
1.锁对象 可以是任意类型
2.多个线程对象 要使用同一把锁

注意：在任何时候，最多允许一个线程拥有同步锁，谁拿到锁就进入代码块，其他的线程只能在外等着（BLOCKED）。

注意：

1.通过代码块中的锁对象，可以使用任意的对象
2.但是必须保证多个线程使用的锁对象是同一个
3.锁对象作用：把同步代码块锁住，只让一个线程在同步代码块中执行

二、同步方法

同步方法：
使用synchronized修饰的方法，就叫做同步方法，保证A线程执行该方法的时候，其他线程只能在方法外等着。

public synchronized void method(){
	可能会产生线程安全问题的代码
}

同步锁是谁？
对于非 static方法同步锁就是this。
对于 static方法我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class）

使用步骤：
1.把访问了共享数据的代码抽取出来，放到一个方法中
2.在方法上添加 synchronized修饰符

三、Lock锁

java.util.concurrent.locks.Lock机制提供了比synchronized代码块和 synchronized方法更广泛的锁定操作。同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有，除此之外更强大，更体现面向对象。

Lock接口中的方法：

void lock() 获取锁
void unlock() 释放锁

java.util.concurrent.locks.ReentrantLock implements lock 接口

使用步骤：
1.在成员位置创建一个 ReentrantLock对象

Lock l=new ReentrantLock ();

2.在可能会出现安全问题的代码前调用Lock接口中的方法Lock获取锁

l.lock();

在可能会出现安全问题的代码后调用Loc接口中的方法 unLock释放锁

l.unlock();

线程状态

线程概述图

Timed Waiting（计时等待）

当我们调用了sleep方法之后，当前执行的线程就进入到”休眠状态“，其实就是所谓的 Timed Waiting

Timed blocked（锁阻塞）

没争取到锁对象就是锁阻塞状态

WAITING（无限等待状态）

直接上demo

package demo1;

public class demo1wait {
	/*
	 * 等待唤醒案例：线程之间的通信
	 * 创建一个顾客线程（消费者）：告知老板要的包子的种类和数量，调用wait方法，放弃cpu的执行，进入到WAITING状态
	 * 创建一个老板线程（生产者）：花了5秒做包子，做好包子之后，调用notify方法，唤醒顾客吃包子
	 * 
	 * 注意：
	 * 		顾客和老板线程必须使用同步代码块包裹起来，保证等待和唤醒只能有一个在执行
	 * 		同步使用的锁对象必须保证唯一
	 * 		只有锁对象才能调用wait方法和notify方法
	*/
	public static void main(String[] args) {
		//创建锁对象，保证唯一
		final Object obj=new Object();
		//创建一个顾客线程（消费者）
		new Thread(){
			@Override
			public void run(){
				//保证等待和唤醒的线程只能有一个执行，需要使用同步技术
				synchronized(obj){
					System.out.println("我要两个菜包！");
					try {
						obj.wait();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
					System.out.println("你家的菜包子真好吃");
				}
			}
		}.start();
		//创建一个老板线程（生产者）
		new Thread(){
			@Override
			public void run(){
				try {
					sleep(5000);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
				//保证等待和唤醒的线程只能有一个执行，需要使用同步技术
				synchronized(obj){
					System.out.println("老板：您要的两个菜包子来啦!");
					obj.notify();
				}
			}
		}.start();
	}
}

如果此时有两个顾客同时来买包子，老板应该可以一起做，一起给，那就不能用notify方法了，用notifyAll方法。上demo

package demo1;

public class demo1wait {
	/*
	 * 等待唤醒案例：线程之间的通信
	 * 创建一个顾客线程（消费者）：告知老板要的包子的种类和数量，调用wait方法，放弃cpu的执行，进入到WAITING状态
	 * 创建一个老板线程（生产者）：花了5秒做包子，做好包子之后，调用notify方法，唤醒顾客吃包子
	 * 
	 * 注意：
	 * 		顾客和老板线程必须使用同步代码块包裹起来，保证等待和唤醒只能有一个在执行
	 * 		同步使用的锁对象必须保证唯一
	 * 		只有锁对象才能调用wait方法和notify方法
	*/
	public static void main(String[] args) {
		//创建锁对象，保证唯一
		final Object obj=new Object();
		//创建一个顾客线程（消费者）
		new Thread(){
			@Override
			public void run(){
				while(true){
					synchronized(obj){
						System.out.println("顾客1：我要两个菜包！");
						try {
							obj.wait();
						} catch (InterruptedException e) {
							// TODO Auto-generated catch block
							e.printStackTrace();
						}
						System.out.println("顾客1：你家的菜包子真好吃");
						System.out.println("--------------------------");
					}
				}
				//保证等待和唤醒的线程只能有一个执行，需要使用同步技术
			}
		}.start();
		new Thread(){
			@Override
			public void run(){
				while(true){
					synchronized(obj){
						System.out.println("顾客2：我要两个菜包！");
						try {
							obj.wait();
						} catch (InterruptedException e) {
							// TODO Auto-generated catch block
							e.printStackTrace();
						}
						System.out.println("顾客2：你家的菜包子真好吃");
						System.out.println("--------------------------");
					}
				}
				//保证等待和唤醒的线程只能有一个执行，需要使用同步技术
			}
		}.start();
		//创建一个老板线程（生产者）
		new Thread(){
			@Override
			public void run(){
				while(true){
					try {
						sleep(5000);
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
					//保证等待和唤醒的线程只能有一个执行，需要使用同步技术
					synchronized(obj){
						System.out.println("老板：您要的两个菜包子来啦!");
//						obj.notify();
						obj.notifyAll();
					}
				}
			}
		}.start();
	}
}

线程池

一、线程池概述

线程池是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。

在JDK1.5之后，JDK内置了线程池，可直接使用

线程池是个容器，那就是用集合来装的(ArrayList,HashSet,LinkedList,HashMap)

当程序第一次启动的时候创建多个线程保存到一个集合中；当我们想要使用线程的时候就可以从集合中取出来线程使用。

Thread t=list.remove();//返回被移除的元素，线程只能被一个任务使用
//以LinkedList为例
Thread t=linked.removeFirst();

当我们使用完毕线程，需要把线程归还给线程池

list.add(t);
//以LinkedList为例
linked.addLast(t);

合理利用线程池的好处

1.降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个。任务

2.提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。

3.提高线程的可管理性。可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下（每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机）。

二、线程池的使用

java.util.concrrent.Executors：线程池的工厂类，用来生成线程池
Executors类中的静态方法：
static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) 创建一个可重用固定线程数的线程池
参数：
int nThreads：创建线程池中包含的线程数量
返回值：
ExecutorService接口，返回的是ExecutorService接口的实现类对象，我们可以使用ExecutorService接口接收（面向接口编程）

java.util.concurrent.ExecutorService：线程池接口
用来从线程池中获取线程，调用start方法，执行线程任务
submit（Runnable task）提交一个Runnable任务用于执行
关闭/销毁线程池的方法
void shutdown()

线程池的使用步骤：
1.使用线程池的工厂类Executors里边提供的静态方法 newFixedThreadpool生产一个指定线程数量的线程池
2.创建一个类，实现 Runnable接口，重写run方法，设置线程任务
3.调用ExecutorService中的方法 submit，传递线程任务（实现类），开启线程，执行run方法调用
4.ExecutonService中的方法 shutdown销毁线程池（不建议执行）

demo
Runnable接口实现类

package demo1;

public class RunnableImp implements Runnable{

	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在运行");
	}

}

主函数类

package demo1;

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

public class demo1wait {
	public static void main(String[] args) {
		//开启3个线程的线程池
		ExecutorService es=Executors.newFixedThreadPool(3);
		es.submit(new RunnableImp());
		es.submit(new RunnableImp());
		es.submit(new RunnableImp());
		es.submit(new RunnableImp());
		es.submit(new RunnableImp());
		es.submit(new RunnableImp());
		//es.shutdown();
	}
}

运行结果