輕松搞定Java多線程（一）

• Java多線程詳解（一）
• • 1、 線程簡介
  • 2、線程的創建
  • • 2.1 三種創建方式
    • 2.2 Thread
    • 2.3 實現Runnable
    • • 2.3.1 初識并發問題
      • 2.3.2 案例：龜兔賽跑
    • 2.4 實現Callable接口
  • 3、靜態代理模式
  • 4、Lambda表達式
  • • 4.1 推導lambda表達式
    • 4.2 簡化lambda表達式

Java多線程詳解（一）

1、 線程簡介

進程：執行程序的一次執行過程

通常在一個進程中可以包含若干個線程，當然一個進程中至少有一個線程，不然沒有存在的意義。線程是CPU調度和執行的單位。

注意：很多多線程是模擬出來的，真正的多線程是指有多個cpu，即多核。如果是模擬出來的多線程，即在一個cpu的情況下，在同一個時間點，cpu只能執行一個代碼，因為切換的很快。所以有同時執行的錯覺。

• 線程就是獨立的執行路徑；
• 在程序運行時，即使沒有自己創建線程，后臺也會有多個線程，如主線程，gc線程；
• main()稱之為主線程，為系統的入口，用于執行整個程序；
• 在一個進程中，如果開辟了多個線程，線程的運行由調度器安排調度，調度器是與操作系統緊密相關的，先后順序是不能人為干預的；
• 對同一份資源操作時，會存在資源搶奪的問題，需要加入并發控制；
• 線程會帶來額外的開銷，如cpu調度時間，并發控制開銷；
• 每個線程在自己的工作內存交互，內存控制不當會造成數據不一致。

普通方法調用和多線程

2、線程的創建

2.1 三種創建方式

Thread class ==> 繼承Thread類

Runnable接口 ==> 實現Runnable接口

Callable接口 ==> 實現Callable接口

2.2 Thread

• 自定義線程類繼承Thread類
• 重寫run()方法，編寫線程執行體
• 創建線程對象，調用start()方法啟動線程

/*** 創建線程方法一：* 繼承Thread類，重寫run()方法，調用start()方法開啟線程*//*** 總結：注意，線程開啟不一定立即執行，由cpu調度執行*/ public class TestThread1 extends Thread{@Overridepublic void run() {// run方法線程體for (int i = 0; i < 200; i++) {System.out.println("新線程" + i);}}public static void main(String[] args) {// main線程，主線程// 創建一個線程對象TestThread1 testThread1 = new TestThread1();// 調用start()方法開啟線程testThread1.start();for (int i = 0; i < 200; i++) {System.out.println("主線程" + i);}} } import org.apache.commons.io.FileUtils;import java.io.File; import java.io.IOException; import java.net.URL;/*** 練習Thread，實現多線程同步下載圖片* (需要用到commons-io.jar)*/ public class TestThread2 extends Thread{/*** 圖片地址*/private String url;/*** 保存的文件名*/private String name;public TestThread2(String url, String name) {this.url = url;this.name = name;}/*** 下載圖片線程的執行體*/@Overridepublic void run() {WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();webDownloader.download(url, name);System.out.println("下載了文件名為：" + name + "的文件");}public static void main(String[] args) {TestThread2 t1 = new TestThread2("https://www.baidu.com/img/PCtm_d9c8750bed0b3c7d089fa7d55720d6cf.png", "百度.png");TestThread2 t2 = new TestThread2("https://mat1.gtimg.com/pingjs/ext2020/qqindex2018/dist/img/qq_logo_2x.png", "騰訊.png");TestThread2 t3 = new TestThread2("https://img.alicdn.com/tfs/TB1Ly5oS3HqK1RjSZFPXXcwapXa-238-54.png", "阿里云.png");t1.start();t2.start();t3.start();} }/*** 下載器*/ class WebDownloader {/*** 下載方法*/public void download(String url, String name) {try {FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();System.out.println("IO異常，download方法出現問題");}} }

執行結果：

2.3 實現Runnable

• 定義MyRunnable類實現Runable接口
• 實現run()方法，編寫程序執行體
• 創建線程對象，調用start()方法啟動線程

/*** 創建線程方式2：* 實現Runnable接口，重寫run()方法，執行線程需要丟入Runnable接口的實現類，調用start()方法*/ public class TestThread3 implements Runnable {@Overridepublic void run() {// run方法線程體for (int i = 0; i < 200; i++) {System.out.println("新線程" + i);}}public static void main(String[] args) {/*** 創建Runnable接口的實現類對象*/TestThread3 testThread3 = new TestThread3();/*** 創建線程對象，通過線程對象來開啟我們的線程(代理)*/new Thread(testThread3).start();for (int i = 0; i < 200; i++) {System.out.println("主線程" + i);}} }

小結：

• 繼承Thread類
  • 子類繼承Thread類具備多線程能力
  • 啟動線程：子類對象.start();
  • 不建議使用：避免OOP單繼承局限性
• 實現Runnable接口
  • 實現接口Runnable具有多線程的能力
  • 啟動線程：傳入目標對象+Thread對象.start();
  • 推薦使用：避免單繼承局限性，靈活方便，方便同一個對象被多個線程使用

2.3.1 初識并發問題

/*** 多個線程同時操作一個對象* 買火車票的例子*//*** 發現問題：* 多個線程操作同一個資源的情況下，線程不安全，數據紊亂*/ public class TestThread4 implements Runnable {/*** 票數*/private int ticketsNums = 20;@Overridepublic void run() {while (true) {if (ticketsNums <= 0) {break;}/*** 模擬延時*/try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "拿到了" + ticketsNums-- + "票");}}public static void main(String[] args) {TestThread4 ticket = new TestThread4();new Thread(ticket, "小明").start();new Thread(ticket, "老師").start();new Thread(ticket, "黃牛").start();} }

2.3.2 案例：龜兔賽跑

/*** 模擬龜兔賽跑*/ public class Race implements Runnable {/*** 勝利者*/private static String winner;@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i <= 100; i++) {/*** 模擬兔子睡覺*/if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10 == 0) {try {Thread.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}/*** 判斷比賽是否結束*/boolean flag = gameOver(i);/*** 如果比賽結束，退出程序*/if (flag) {break;}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "跑了" + i + "步");}}/*** 判斷是否完成比賽*/private boolean gameOver(int steps) {/*** 判斷是否有勝利者*/if (winner != null) {return true;} else if (steps >= 100){winner = Thread.currentThread().getName();System.out.println("winner is " + winner);return true;}return false;}public static void main(String[] args) {Race race = new Race();new Thread(race, "兔子").start();new Thread(race, "烏龜").start();} }

2.4 實現Callable接口

實現Callable接口，需要返回值類型

重寫call方法，需要拋出異常

創建目標對象

創建執行服務：ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);

提交執行：Future< Boolean > result1 = ser.submit(t1);

獲取結果：boolean r1 = result1.get()

關閉服務：ser.shutdownNow();

/*** 線程創建方式三：實現Callable接口*/ public class TestCallable implements Callable<Boolean> {/*** 圖片地址*/private String url;/*** 保存的文件名*/private String name;public TestCallable(String url, String name) {this.url = url;this.name = name;}/*** 下載圖片線程的執行體* @return* @throws Exception*/@Overridepublic Boolean call() throws Exception {WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();webDownloader.download(url, name);System.out.println("下載了文件名為：" + name + "的文件");return true;}public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {TestCallable t1 = new TestCallable("https://www.baidu.com/img/PCtm_d9c8750bed0b3c7d089fa7d55720d6cf.png", "百度.png");TestCallable t2 = new TestCallable("https://mat1.gtimg.com/pingjs/ext2020/qqindex2018/dist/img/qq_logo_2x.png", "騰訊.png");TestCallable t3 = new TestCallable("https://img.alicdn.com/tfs/TB1Ly5oS3HqK1RjSZFPXXcwapXa-238-54.png", "阿里云.png");/*** 創建執行服務*/ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(3);/*** 提交執行*/Future<Boolean> result1 = service.submit(t1);Future<Boolean> result2 = service.submit(t2);Future<Boolean> result3 = service.submit(t3);/*** 獲取結果*/boolean rs1 = result1.get();boolean rs2 = result2.get();boolean rs3 = result3.get();/*** 關閉服務*/service.shutdownNow();} }/*** 下載器*/ class WebDownloader {/*** 下載方法*/public void download(String url, String name) {try {FileUtils.copyURLToFile(new URL(url), new File(name));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();System.out.println("IO異常，download方法出現問題");}} }

Callable的好處：

可以定義返回值

可以拋出異常

3、靜態代理模式

靜態代理模式總結：

真實對象和代理對象都要實現同一個接口

代理對象代理真實角色

好處：

代理對象可以做很多真實對象做不了的事情

真實對象專注做自己的事情

/*** Jack結婚的例子，婚慶公司幫助Jack結婚*/ public class StaticProxy {public static void main(String[] args) {WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new Jack());weddingCompany.HappyMarry();}}interface Marry {void HappyMarry(); }/*** 真實角色*/ class Jack implements Marry {@Overridepublic void HappyMarry() {System.out.println("Jack要結婚了");} }/*** 代理角色*/ class WeddingCompany implements Marry {private Marry target;public WeddingCompany(Marry target) {this.target = target;}@Overridepublic void HappyMarry() {before();this.target.HappyMarry();after();}private void before() {System.out.println("結婚之前，布置現場");}private void after() {System.out.println("結婚之后，收拾東西");} }

4、Lambda表達式

• 其實質屬于函數式編程的概念

(params) -> expression [表達式] (params) -> statement [語句] (params) -> {statements}

• 為什么要使用lambda表達式
  • 避免匿名內部類定義過多
  • 可以讓你的代碼看起了很簡潔
  • 去掉了一堆沒有意義的代碼，只留下核心的邏輯

• 函數式接口的定義：

  • 任何接口，如果只包含唯一一個抽象方法，那么它就是一個函數式接口。
  public interface Runnable {public abstract void run(); }
  • 對于函數式接口，我們可以通過lambda表達式來創建該接口的對象。

4.1 推導lambda表達式

/*** 推導lambda表達式*/ public class TestLambda1 {/*** 3.靜態內部類*/static class Like2 implements ILike {@Overridepublic void lambda() {System.out.println("I Like Lambda2");}}public static void main(String[] args) {ILike like = new Like();like.lambda();like = new Like2();like.lambda();/*** 4.局部內部類*/class Like3 implements ILike {@Overridepublic void lambda() {System.out.println("I Like Lambda3");}}like = new Like3();like.lambda();/*** 5.匿名內部類，沒有類的名稱，必須借助接口或者父類*/like = new ILike() {@Overridepublic void lambda() {System.out.println("I Like Lambda4");}};like.lambda();/*** 6.用lambda簡化*/like = () -> {System.out.println("I Like Lambda5");};like.lambda();}/*** 1.定義一個函數式接口*/interface ILike {void lambda();}/*** 2.實現類*/static class Like implements ILike {@Overridepublic void lambda() {System.out.println("I Like Lambda");}} }

4.2 簡化lambda表達式

public class TestLambda2 {public static void main(String[] args) {ILove love = new Love();love.love(1);love = (int a) -> {System.out.println("I Love Lambda-->" + a);};love.love(2);/*** 簡化1：參數類型*/love = (a) -> {System.out.println("I Love Lambda-->" + a);};love.love(3);/*** 簡化2：簡化括號*/love = a -> {System.out.println("I Love Lambda-->" + a);};love.love(4);/*** 簡化3：簡化花括號*/love = a -> System.out.println("I Love Lambda-->" + a);love.love(5);} }interface ILove {void love(int a); }class Love implements ILove {@Overridepublic void love(int a) {System.out.println("I Love Lambda-->" + a);} }

總結：

lambda表達式只有一行代碼時，可以省略花括號

前提是接口為函數式接口

多個參數也可以去掉參數類型，要去掉就全都去掉，必須加上括號

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Java多线程】轻松搞定Java多线程（一）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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