一.先初步了解一下基本的概念进程:在一个操作系统中,每个独立执行的程序都可以是一个进程。线程:一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程,java里有一个主线程和垃圾回收线程。线程的3中创建方式:1.继承Thread类2.实现Runnable接口3.实现Callable接口,和Future、线程池一起使用线程的优先级:优先级的返回是1-10,默认是5,数越大优先级越高。join的作用是:等待该线程终止,指的是主线程等待子线程的终止。子线程调用了join方法,只有子线程执行完之后才会调用主线程。(主线程需要用到子线程的处理结果是使用join)二.多线程之间的状态转换
状态之间装换的demo:
这个例子里面涉及到了线程的创建,运行,堵塞,等待,锁池等状态,主要是为了加深自己对状态的理解。
package cn;
public class ThreadDemo extends Thread {
//标识
private boolean runningFlag=false;
public ThreadDemo(){
runningFlag = false;
}
public synchronized void setRunningFlag(boolean runningFlag) {
this.runningFlag = runningFlag;
if(runningFlag){
this.notify();
}else{
try {
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"开始等待");
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
@Override
public void run() {
sayHello();
}
//锁池状态
public synchronized void sayHello(){
while(true){
if(!runningFlag){
try {
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"开始等待");
this.wait();//等待状态
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}else{
try {
sleep(3000);//堵塞状态
System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"任务完成\n");
setRunningFlag(false); //让当前线程处于等待任务状态
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int i=10;
while (i-->0) {
//新建创建
ThreadDemo demo=new ThreadDemo();
demo.setName("demo"+i);
demo.setRunningFlag(true);
//可运行状态,start之后等待cpu获取时间片
demo.start();
}
}
}
三.使用4个线程分别计算1-25,26-50,51-75,76-100的值,最后求和。
实现思路:定义4个线程分别计算每份数据的和,然后把求的和加入到集合中,最后对集合中的值进行相加。
使用技术:使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。
shutdown:调用后,不可以再submit新的task,已经submit的将继续执行。
shutdownNow:试图停止当前正执行的task,并返回尚未执行的task的list
package cn;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
public class ThreadAddFuture {
//创建多个有返回值的任务
public static List<Future> futureList=new ArrayList<Future>();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
int sum=0;
int taskSize=4;
ThreadAddFuture add=new ThreadAddFuture();
//创建一个线程池有4个
ExecutorService pool=Executors.newFixedThreadPool(taskSize);
for (int i =1; i <=76;) {
ThreadTest thread=add.new ThreadTest(i,i+24);
//执行任务并获取Future对象
Future<Integer> future=pool.submit(thread);
//添加到futureList
futureList.add(future);
//正好实现4个线程分别计算1-25|26-50|51-75|76-100的和
i+=25;
}
//获取所有并发任务的返回结果
if(futureList!=null && futureList.size()>0){
for(Future<Integer> future:futureList){
sum+=(Integer)future.get();
}
}
System.out.println("total result: "+sum);
//关闭线程池
pool.shutdown();
}
//实现Callable接口
class ThreadTest implements Callable<Integer>{
private int begin;
private int end;
private int sum=0;
public ThreadTest(int begin,int end){
this.begin=begin;
this.end=end;
}
@Override
public Integer call() throws Exception {
for (int i =begin; i <=end; i++) {
sum+=i;
}
System.out.println("from "+Thread.currentThread().getName()+" sum="+sum);
return sum;
}
}
}
四.使用runnable、CountDownLatch、线程池的demoCountDownLatch:CountDownLatch是一个同步的辅助器是一个计数器,只要计数器为0主线程就可以结束堵塞进行执行,和join很像但是比join更加灵活。await:await() 方法会一直阻塞直到计数器为0,主线程才会继续往下执行。countDown():countDown() 方法将计数器减1。CountDownLatch和join的区别:调用thread.join() 方法必须等thread 执行完毕,当前线程才能继续往下执行,而CountDownLatch通过计数器提供了更灵活的控制,只要检测到计数器为0当前线程就可以往下执行而不用管相应的thread是否执行完毕。
package cn;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
public class WatchThread {
private String name=UUID.randomUUID().toString();
public void testThread() throws InterruptedException{
int threadNum=10;
//创建计数器
CountDownLatch threadSignal=new CountDownLatch(threadNum);<br> //创建线程池
ExecutorService executor=Executors.newFixedThreadPool(threadNum);
for (int i = 0; i <threadNum; i++) {
TestThread task=new TestThread(threadSignal);
//执行任务
executor.execute(task);
}<br> //堵塞线程
threadSignal.await();<br> //关闭线程池
executor.shutdown();<br>
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "+++++++结束.");
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
WatchThread test=new WatchThread();
test.testThread();
}
private class TestThread implements Runnable{
private CountDownLatch threadsSignal;
public TestThread(CountDownLatch threadsSignal){
this.threadsSignal=threadsSignal;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始..." + name);
System.out.println("开始了线程::::" + threadsSignal.getCount());
threadsSignal.countDown();//必须等核心处理逻辑处理完成后才可以减1
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "结束. 还有"
+ threadsSignal.getCount() + " 个线程");
}
}
}
五.模拟实现消息的发送,一个服务端,一个客户端。
实现思路:
发送的话,要保证信息100%的发送给客户端,那么发给客户端之后,客户端返回一个消息告诉服务器,已经收到。当服务器一直没有收到客户端返回的消息,那么服务器会一直发 送这个信息,直到客户端发送回确认信息,这时候再删除重复发送的这个信息。
在服务端创建一个ConcurrentHashMap,当客户端正确接收服务端发送的数据并返回成功标识,从ConcurrentHashMap中删除成功的消息。
1.创建PushThread类向客户端发送数据
package cn1;
import java.util.Map.Entry;
public class PushThread extends Thread{
//发送代码,是不断遍历内存对象councurrenthashmap,从中取出信息,不断的重发
@Override
public void run() {
try {
//重发消息
for(Entry<Integer,String> hashMap:MainThread.pushmessage.entrySet()){
System.out.println("消息id:"+hashMap.getKey()+"未发送成功,在此重发:"+hashMap.getValue());
}
sleep(1000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
2.创建RemoveThread类接收客户端返回的数据,成功从ConcurrentHashMap中删除消息
package cn1;
import java.util.Map.Entry;
public class RemoveThread extends Thread {
//循环的接收客户端返回的消息,返回成功从concurrentHashMap中删除
@Override
public void run() {
try {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
sleep(2000);
for(Entry<Integer, String> map:MainThread.pushmessage.entrySet()){
if (map.getKey()==i) {
System.out.println("成功收到id为:"+map.getKey()+"返回的信息,删除该元素");
MainThread.pushmessage.remove(map.getKey());
}
}
System.out.println("内存对象中的元素数量为:"+MainThread.pushmessage.size());
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
3.创建MainThread类,向concurrentHashMap中添加测试数据
package cn1;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class MainThread {
/**
* 消息的发送,一个是服务器,一个是客户端。发送的话,要保证信息100%的发送给客户端,那么发给客户端之后,客户端返回一个消息告诉服务器,已经收到。当服务器一直没有收到客户端返回的消息,那么服务器会一直发送这个信息,直到客户端发送回确认信息,这时候再删除重复发送的这个信息。
*/
public static ConcurrentHashMap<Integer, String> pushmessage=new ConcurrentHashMap<Integer,String>();
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pushmessage.put(i, "该消息是id为"+i+"的消息");
}
Thread pushThread=new PushThread();
Thread remove=new RemoveThread();
pushThread.start();
remove.start();
for (int i = 10; i < 20; i++) {
pushmessage.put(i, "又一波到来,消息是id为"+i+"的消息");
}
}
}
六.synchronized的实现原理
synchronized实现同步的基础:java中的每一个对象都可以是锁,主要有3种形式:
. 对于普通同步方法,锁的是实例对象。
.对于静态同步方法,锁的是当前类的Class对象。
. 对于同步代码块,锁的是括号里配置的对象。
JVM是基于进入和退出Moniter对象来实现同步和代码块同步的,同步代码块是基于monitorenter和monitorexit实现的,同步方法ACC_synchronized实现的,monitorenter放在同步代码块的开始位置,monitorexit放在同步代码块的结束位置,必须是成对出现的。当前一个moniter被持有后,它将处于锁定状态,线程执行到moniteorenter时,获得monitor的所有权,所得对象的锁。
synchronized获得的锁是存放在对象头里的,堆中的对象由对象头,实例变量和填充数据组成。对象头的markword存储的是HashCode、分代年龄和锁标记位,锁标记位有无锁状态、偏向锁、轻量级锁、重量级锁。对象头还会存储是否是偏向锁的标识。