package com.jie.multithreading;

/**
 * @description:多线程创建方式
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 9:30
 */
public class ThreadDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //3、new一个新线程对象
        Thread t = new MyThread();
        //4、调用start方法启动线程
        t.start();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("主线程执行输出"+i);
        }
    }
}

/**
 * @description:1、定义一个线程类继承Thread
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 9:32
 */
class MyThread extends Thread {
    /**
     * @description:2、重写run方法，里面定义线程以后要干啥
     * @author: jie
     * @time: 2022/3/20 12:26
     */
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("子线程执行输出" + i);
        }
    }
}

执行结果：

优缺点：

优点：编码简单缺点：线程类已经继承Thread，无法继承其他类，不利于扩展。

问题：

1、为什么不直接调用了run方法，而是调用start启动线程。

如果直接调用run方法，执行结果如下

直接调用run方法会当成普通方法执行，此时相当于还是单线程执行。只有调用start方法才是启动一个新的线程执行。

2、把主线程任务放在子线程之前了。

执行结果如下：

这样主线程一直是先跑完的，相当于是一个单线程的效果了。

小结：

1、继承Thread是如何实现多线程的？

继承Thread类
重写run方法
创建线程对象
调用start()方法启动。

2、优缺点是什么？

优点：编码简单
缺点：存在单继承的局限性，线程类继承Thread后，不能继承其他类，不便于扩展。

2.2 实现Runnable接口

实现过程：

定义一个线程任务类MyRunnable实现Runnable接口，重写run()方法。
创建MyRunnable任务对象。
把MyRunnable任务对象交给Thread处理。
调用线程对象的start()方法启动线程。

代码实现：

package com.jie.multithreading;

/**
 * @description:多线程创建方式2
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 12:50
 */
public class ThreadDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //3、创建一个任务对象
        Runnable target = new MyRunnable();
        //4、把任务对象交给Thread处理
        Thread t = new Thread(target);
        //5、启动线程
        t.start();

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("主线程执行输出:" + i);
        }
    }
}

/**
 * @description:1、定义一个线程类实现Runnable接口
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 12:53
 */
class MyRunnable implements Runnable {
    /**
     * @description:2、重写run方法,定义线程执行任务的
     * @author: jie
     * @time: 2022/3/20 12:51
     */
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("子线程执行输出:" + i);
        }
    }
}

执行结果：

优缺点：

优点：线程任务类只是实现接口，可以继续继承类和实现接口，扩展性强。缺点：编程多一层对象包装，如果线程有执行结果是不可以直接返回的。

小结：

1、实现Runnable接口方式是如何创建线程的？

定义一个线程任务类MyRunnable实现Runnable接口，重写run()方法。
创建MyRunnable对象。
把MyRunnable任务对象交给Thread线程对象处理。
调用线程对象的start()方法启动线程。

2、第二种方式的优点。

优点：线程任务类只是实现了Runnale接口，可以继续继承和实现。
缺点：如果线程有执行结果是不能直接返回的。

2.3 实现Callable接口

1、前2种线程创建方式都存在一个问题：

他们重写的run方法均不能直接返回结果。
不适合需要返回线程执行结果的业务场景。

2、怎么解决这个问题呢？

JDK 5.0以后提供了Callable和FutureTask来实现，这种方式的优点是：可以得到线程执行的结果。

实现过程：

得到任务对象 1、定义类实现Callable接口，重写call方法，封装要做的事情。 2、用FutureTask把Callable对象封装成线程任务对象。
把线程任务对象交给Thread处理。
调用Thread的start方法启动线程，执行任务
线程执行完毕后、通过FutureTask的get方法去获取任务执行的结果。

代码实现：

package com.jie.multithreading;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

/**
 * @description:创建线程方式3，实现Callable，结合FutureTask完成
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 14:02
 */
public class ThreadDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //3、创建Callble任务对象
        Callable<String> call = new Mycallable(100);
        //4、把Callable任务对象，交给FutureTask对象
        //FutureTask对象的作用1 是Runnable的对象（实现了Runnable接口），可以交给Thread了
        //FutureTask对象的作用2 可以在线程执行完毕之后通过调用其Get方法的到线程执行完成的结果
        FutureTask<String> f1 = new FutureTask<>(call);
        //5、交给线程处理
        Thread t1 = new Thread(f1);
        //6、启动线程
        t1.start();

        Callable<String> call1 = new Mycallable(200);
        FutureTask<String> f2= new FutureTask<>(call1);
        Thread t2 = new Thread(f2);
        t2.start();

        try {
            // 如果f1任务没有执行完毕，这里的代码会等待，直到线程1跑完才提取结果
            String s = f1.get();
            System.out.println("第一个结果:"+s);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try {
            // 如果f2任务没有执行完毕，这里的代码会等待，直到线程2跑完才提取结果
            String s1 = f2.get();
            System.out.println("第二个结果:"+s1);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

/**
 * @description:1、定义一个任务类，实现callable接口， 应该声明线程任务执行完毕后的结果的数据类型
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 14:04
 */
class Mycallable implements Callable<String> {
    private int n;

    public Mycallable(int n) {
        this.n = n;
    }

    /**
     * @description:2、重写call（任务方法）
     * @author: jie
     * @time: 2022/3/20 14:06
     */
    @Override
    public String call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i <= n; i++) {
            sum += i;
        }
        return "子线程执行的结果是:" + sum;
    }
}

执行结果：

FutureTask的API :

优缺点：

优点：线程任务类只是实现接口，可以继续继承类和实现接口，扩展性强。可以在线程执行完毕后去获取线程执行的结果。
缺点：编码复杂一点。

2.4 总结

3种方式对比

3、Thread的常用方法

3.1 区分线程

1、给线程设置名称

Thread t = new MyThread();
//线程取名
t.setName("1号");

2、得到线程名称

Thread t = new MyThread();
t.getName()

3、得到当前线程对象，然后再获取名称

Thread m = Thread.currentThread();
System.out.println(m.getName());

4、Thread的构造器

代码演示：

3.2 休眠方法

代码实现：

那这个休眠有何用？不知道大家有没有在网上看到一个段子，项目经理然我加上这段代码，如果用户愿意交钱，就注释掉......

3.3 总结

4、线程安全

多个线程同时操作同一个共享资源的时候可能会出现业务安全问题，称为线程安全问题。

4.1 取钱模型演示

需求：

小明和小红是一对夫妻，他们有一个共同的账户，余额是10万元，模拟2人同时去取钱10万。

分析：

①：需要提供一个账户类，创建一个账户对象代表2个人的共享账户。 ②：需要定义一个线程类，线程类可以处理账户对象。 ③：创建2个线程对象，传入同一个账户对象。 ④：启动2个线程，去同一个账户对象中取钱10万。

代码实现：

账户类：

package com.jie.thread;

import java.math.BigDecimal;

/**
 * @description:账户类
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 16:29
 */
public class Account {
    private String cardId;
    private BigDecimal money;

    public String getCardId() {
        return cardId;
    }

    public void setCardId(String cardId) {
        this.cardId = cardId;
    }

    public BigDecimal getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(BigDecimal money) {
        this.money = money;
    }
    /**
     * @description:取钱
     * @author: jie
     * @time: 2022/3/20 16:47
     */
    public void drawMooney(BigDecimal money){
        //1、先获取是谁来取钱，线程的名字就是人名
        String name = Thread.currentThread().getName();
        //2、判断账户是否够钱
        if(this.money.compareTo(money)!=-1){
            //2.取钱
            System.out.println(name + "来取钱成功，吐出"+money);
            //3.更新余额
            BigDecimal subtract = this.money.subtract(money);
            this.money = subtract;
            System.out.println(name + "取钱后剩余"+this.money);
        }else{
            //余额不足
            System.out.println(name+"来取钱，余额不足");
        }
    }

    public Account(){

    }

    public Account(String cardId, BigDecimal money) {
        this.cardId = cardId;
        this.money = money;
    }
}

实现类：

package com.jie.thread;

import java.math.BigDecimal;

/**
 * @description:模拟取钱案例
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 16:28
 */
public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //1、定义线程类，创建一个账户对象
        Account account = new Account("jie-1111", BigDecimal.valueOf(100000.0));

        //2、创建两个线程对象，代表小明和小红同时进来了。
        new DrawThread(account,"小明").start();
        new DrawThread(account,"小红").start();
    }
}

线程类：

package com.jie.thread;

import java.math.BigDecimal;

/**
 * @description:线程类（取钱）
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 16:39
 */
public class DrawThread extends Thread{
    /**接收处理的账户对象*/
    private Account account;

    public DrawThread(Account account,String name){
        super(name);
        this.account  = account;
    }
    @Override
    public void run() {
      //小明，小红 取钱
        account.drawMooney(BigDecimal.valueOf(100000));
    }
}

执行结果：

4.2 总结

线程安全问题发生的原因是什么？

多个线程同时访问同一个共享资源且存在修改该资源。

5、线程同步

线程同步就是为了解决线程安全问题。

1、取钱案例出现问题的原因？多个线程同时执行，发现账户都是够钱的。 2、如何才能保证线程安全呢？让多个线程实现先后依次访问共享资源，这样就解决了安全问题

线程同步的核心思想：

加锁，把共享资源进行上锁，每次只能一个线程进入访问完毕以后解锁，然后其他线程才能进来。

5.1 同步代码块

作用：把出现线程安全问题的核心代码给上锁。原理：每次只能一个线程进入，执行完毕后自动解锁，其他线程才可以进来执行。

代码实现：

执行结果：

小结：

1、同步代码块是如何实现线程安全的？

对出现问题的核心代码使用synchronized进行加锁
每次只能一个线程占锁进入访问

2、同步代码块的同步锁对象有什么要求？

对于实例方法建议使用this作为锁对象。

对于静态方法建议使用字节码（类名.class）对象作为锁对象。

5.2 同步方法

作用：把出现线程安全问题的核心方法给上锁。原理：每次只能一个线程进入，执行完毕以后自动解锁，其他线程才可以进来执行。

代码实现：

执行结果：

同步方法底层原理：

同步方法其实底层也是有隐式锁对象的，只是锁的范围是整个方法代码。

1、如果方法是实例方法：同步方法默认用this作为的锁对象。但是代码要高度面向对象！ 2、如果方法是静态方法：同步方法默认用类名.class作为的锁对象。

是同步代码块好还是同步方法好一点？

同步代码块锁的范围更小，同步方法锁的范围更大。

但是在实际开发中，同步方法或许会比同步代码块用得更多一点。因为写法方便。

小结：

1、同步方法是如何保证线程安全的？

对出现问题的核心方法使用synchronized修饰
每次只能一个线程占锁进入访问

2、同步方法的同步锁对象的原理？

对于实例方法默认使用this作为锁对象。
对于静态方法默认使用类名.class对象作为锁对象。

5.3 Lock锁

为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock，更加灵活、方便。
Lock实现提供比使用synchronized方法和语句可以获得更广泛的锁定操作。
Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来构建Lock锁对象。

Lock的常用API

代码实现：

执行结果：

6、线程池*

6.1 线程池概述

线程池是一个可以复用线程的技术。

不使用线程池的问题

如果用户每发起一个请求，后台就创建一个新线程来处理，下次新任务来了又要创建新线程，而创建新线程的开销是很大的，这样会严重影响系统的性能。

谁代表线程池？

JDK 5.0起提供了代表线程池的接口：ExecutorService

6.2 线程池处理Runnable任务

线程类：

package com.jie.threadpool;

public class MyRunnable implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"输出了："+i);
        }
    }
}

测试：

package com.jie.threadpool;

import java.lang.annotation.Target;
import java.util.concurrent.*;

/**
 * @description:自定义一个线程池对象，测试其新特性
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 20:31
 */
public class ThreadPoolDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
          //创建线程池对象
        ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
                3,
                5,
                6,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(5),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
        //2、给任务线程池处理
        MyRunnable runnable = new MyRunnable();
        pool.execute(runnable);
        pool.execute(runnable);
        pool.execute(runnable);
    }
}

ThreadPoolExecutor构造器的参数说明

参数一：指定线程池的线程数量（核心线程）： corePoolSize 注：不能小于0
参数二：指定线程池可支持的最大线程数： maximumPoolSize 注：最大数量 >= 核心线程数量
参数三：指定临时线程的最大存活时间： keepAliveTime 注：不能小于0
参数四：指定存活时间的单位(秒、分、时、天)： unit 注：时间单位
参数五：指定任务队列： workQueue 注：不能为null
参数六：指定用哪个线程工厂创建线程： threadFactory 注：不能为null
参数七：指定线程忙，任务满的时候，新任务来了怎么办： handler 注：不能为null

线程池常见面试题：

临时线程什么时候创建啊？

新任务提交时发现核心线程都在忙，任务队列也满了，并且还可以创建临时线程，此时才会创建临时线程。

什么时候会开始拒绝任务？

核心线程和临时线程都在忙，任务队列也满了，新的任务过来的时候才会开始任务拒绝。

6.3 线程池处理Callable任务

线程类：

package com.jie.threadpool;

import java.util.concurrent.Callable;

/**
 * @description:1、定义一个任务类，实现callable接口， 应该声明线程任务执行完毕后的结果的数据类型
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 14:04
 */
public class Mycallable implements Callable<String> {
    private int n;

    public Mycallable(int n) {
        this.n = n;
    }

    /**
     * @description:2、重写call（任务方法）
     * @author: jie
     * @time: 2022/3/20 14:06
     */
    @Override
    public String call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i <= n; i++) {
            sum += i;
        }
        return Thread.currentThread().getName() + "执行1 - " + n + "的和,结果 = " + sum;
    }
}

测试：

package com.jie.threadpool;

import java.util.concurrent.*;

/**
 * @description:自定义一个线程池对象，测试其新特性
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 20:31
 */
public class ThreadPoolDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
          //创建线程池对象
        ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
                3,
                5,
                6,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(5),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
        //2、给任务线程池处理
        Future<String> f1 = pool.submit(new Mycallable(100));
        Future<String> f2 = pool.submit(new Mycallable(200));
        Future<String> f3 = pool.submit(new Mycallable(300));
        Future<String> f4 = pool.submit(new Mycallable(400));

        System.out.println(f1.get());
        System.out.println(f2.get());
        System.out.println(f3.get());
        System.out.println(f4.get());
    }
}

测试结果：

6.4 Executors工具类实现线程池

Executors：线程池的工具类通过调用方法返回不同类型的线程池对象。

注：Executors的底层其实也是基于线程池的实现类ThreadPoolExecutor创建线程池对象的。

代码实现：

package com.jie.threadpool;

import com.sun.jndi.ldap.pool.Pool;

import java.util.concurrent.*;

/**
 * @description:使用Executors的工具方法直接得到一个线程池对象
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 20:31
 */
public class ThreadPoolDemo03 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
          // 1、创建固定线程数据的线程池
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(3);

        pool.execute(new MyRunnable());
        pool.execute(new MyRunnable());
        pool.execute(new MyRunnable());
    }
}

Executors使用可能存在的陷阱

大型并发系统环境中使用Executors如果不注意可能会出现系统风险。

6.5 总结

1、ExecutorService的常用方法

2、新任务拒绝策略

3、线程池如何处理Runnable任务。

使用ExecutorService的方法：
void execute(Runnable target)

4、线程池如何处理Callable任务，并得到任务执行完后返回的结果。

使用ExecutorService的方法：
Future<T> submit(Callable<T> command)

5、Executors工具类底层是基于什么方式实现的线程池对象？

线程池ExecutorService的实现类：ThreadPoolExecutor

6、Executors是否适合做大型互联网场景的线程池方案？

不合适。建议使用ThreadPoolExecutor来指定线程池参数，这样可以明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。

7、定时器

概述

定时器是一种控制任务延时调用，或者周期调用的技术。作用：闹钟、定时邮件发送。

实现方式

方式一：Timer 方式二： ScheduledExecutorService

7.1 实现方式一：Timer

代码实现：

package com.jie.timer;

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

/**
 * @description:Timer定时器的使用
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 22:21
 */
public class TimerDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建Timer定时器 定时器本身就是一个单线程
        Timer timer = new Timer();
        //2、调用方法、处理定时任务
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行一次");
            }
        },3000,2000);
    }
}

Timer定时器的特点和存在的问题

1、Timer是单线程，处理多个任务按照顺序执行，存在延时与设置定时器的时间有出入。 2、可能因为其中的某个任务的异常使Timer线程死掉，从而影响后续任务执行。

7.2 方式二： ScheduledExecutorService

ScheduledExecutorService是 jdk1.5中引入了并发包，目的是为了弥补Timer的缺陷, ScheduledExecutorService内部为线程池。

package com.jie.timer;

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @description:ScheduledExecutorService定时器的使用
 * @author: jie
 * @time: 2022/3/20 22:21
 */
public class TimerDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //1、创建ScheduledExecutorService线程池做定时器
        ScheduledExecutorService pool = Executors.newScheduledThreadPool(3);

        //2、开启定时任务
        pool.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行输出：AAA");
            }
        },0,2, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

ScheduledExecutorService的优点

基于线程池，某个任务的执行情况不会影响其他定时任务的执行。

8、并发、并行

正在运行的程序（软件）就是一个独立的进程，线程是属于进程的，多个线程其实是并发与并行同时进行的。

并发的理解

CPU同时处理线程的数量有限。
CPU会轮询为系统的每个线程服务，由于CPU切换的速度很快，给我们的感觉这些线程在同时执行，这就是并发。

并行的理解

正在运行的程序（软件）就是一个独立的进程，线程是属于进程的，多个线程其实是并发与并行同时进行的。

小结：

并发：CPU分时轮询的执行线程。
并行：同一个时刻同时在执行。

9、线程生命周期

线程的状态

就是线程从生到死的过程，以及中间经历的各种状态及状态转换。

Java总共定义了6种状态

Java总共定义了6种状态

1、新建（New）， 2、运行（Runnable）， 3、阻塞(Blocked)， 4、等待(Waiting)， 5、计时等待(Time_Waiting)， 6、终止(Terminated)。

6种状态都定义在Thread类的内部枚举类中。

线程的6种状态互相转换

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原始发表：2022-04-10，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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