Java多线程学习——01

1.核心概念

程序：是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念
进程Process：是执行程序的一次执行过程，它是一个动态的概念，是系统资源分配的单位、
通常在一个进程中可以包含若干个线程Thread，当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义。线程是CPU调度和执行的单位
线程就是独立的执行路径。在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程、gc线程；main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序
在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能人为干预的。对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制。线程会带来额外的开销，如CPU调度时间，并发控制开销。每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致。

2.线程的创建

三种创建方式：Thread Class 继承Thread类

Runnable接口实现Runnable接口（重点）

Callable接口实现Callable接口（了解）
自定义线程类继承Thread类>>重写run()方法，编写线程执行体>>创建线程对象，调用start()方法启动线程

//创建线程方式之一：继承Thread类，重写run()方法，调用start线程//总结：线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行
public class TestThread1 extends Thread{@Overridepublic void run() {//run()方法线程体for (int i = 0; i < 20; i++) {System.out.println("我在看代码————"+i);}}public static void main(String[] args) {//main线程，主线程//创建一个线程对象TestThread1 testThread1 = new TestThread1();//调用start方法开启线程testThread1.start();for (int i = 0; i < 20; i++) {System.out.println("我在学习多线程————"+i);}}
}

3.继承Thread类和实现Runnable接口对比

创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start线程
创建线程方式二：实现runnable，重写run方法，执行线程需要丢入runnable接口实现类，调用start方法
继承Thread类和实现Runnable接口对比，这里需要引入commons-io工具包实现网络下载

//创建线程方式之一：继承Thread类，重写run()方法，调用start线程
//总结：线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行
public class TestThread1 extends Thread{@Overridepublic void run() {//run()方法线程体for (int i = 0; i < 20; i++) {System.out.println("我在看代码————"+i);}}public static void main(String[] args) {//main线程，主线程//创建一个线程对象TestThread1 testThread1 = new TestThread1();//调用start方法开启线程testThread1.start();for (int i = 0; i < 20; i++) {System.out.println("我在学习多线程————"+i);}}
}//练习实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 extends Thread{private String url; //图片地址private String name; //保存文件名public TestThread2(String url,String name){this.url = url;this.name = name;}//下载图片线程的执行体@Overridepublic void run() {WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();webDownloader.downloader(url,name);System.out.println("下载了文件名为："+name);}public static void main(String[] args) {TestThread2 t1 = new TestThread2("https://i0.hdslb.com/bfs/article/735f7de46e0e891293c99323c5c4620c3ef117ae.jpg@1320w_2346h.webp","碧蓝航线1.jpg");TestThread2 t2 = new TestThread2("https://i0.hdslb.com/bfs/article/0cfe3289fb1ea4610477e81c03e788b403afeca1.jpg@1320w_1868h.webp","碧蓝航线2.jpg");TestThread2 t3 = new TestThread2("https://i0.hdslb.com/bfs/article/f94e072c0fd439ed340817813cd72fd8c5a2d804.png@1320w_2640h.webp","碧蓝航线3.jpg");t1.start();t2.start();t3.start();}
}//下载器
class WebDownloader{//下载方法public void downloader(String url,String name){try {FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();System.out.println("IO异常，downloader方法出现方法");}}
}

//创建线程方式2：实现runnable，重写run方法，执行线程需要丢入runnable接口实现类，调用start方法
public class TestThread3 implements Runnable{@Overridepublic void run() {//run()方法线程体for (int i = 0; i < 20; i++) {System.out.println("我在看代码————"+i);}}public static void main(String[] args) {//创建runnable接口的实现类对象TestThread3 testThread3 = new TestThread3();//创建一个线程对象
//        Thread thread = new Thread(testThread3);
//
//        thread.start();new Thread(testThread3).start();for (int i = 0; i < 20; i++) {System.out.println("我在学习多线程————"+i);}}
}
//练习Thread,实现多线程同步下载图片
public class TestThread2 extends Thread{private String url; //图片地址private String name; //保存文件名public TestThread2(String url,String name){this.url = url;this.name = name;}//下载图片线程的执行体@Overridepublic void run() {WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();webDownloader.downloader(url,name);System.out.println("下载了文件名为："+name);}public static void main(String[] args) {TestThread2 t1 = new TestThread2("https://i0.hdslb.com/bfs/article/735f7de46e0e891293c99323c5c4620c3ef117ae.jpg@1320w_2346h.webp","碧蓝航线1.jpg");TestThread2 t2 = new TestThread2("https://i0.hdslb.com/bfs/article/0cfe3289fb1ea4610477e81c03e788b403afeca1.jpg@1320w_1868h.webp","碧蓝航线2.jpg");TestThread2 t3 = new TestThread2("https://i0.hdslb.com/bfs/article/f94e072c0fd439ed340817813cd72fd8c5a2d804.png@1320w_2640h.webp","碧蓝航线3.jpg");new Thread(t1).start();new Thread(t2).start();new Thread(t3).start();}
}//下载器
class WebDownloader{//下载方法public void downloader(String url,String name){try {FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();System.out.println("IO异常，downloader方法出现方法");}}
}

4.初识并发现问题

通过例子发现：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱

//多个线程同时操作同一个对象
//买火车票的例子//通过例子发现：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱
public class TestThread4 implements Runnable{//票数private int ticketNums = 10;@Overridepublic void run() {while(true){if (ticketNums<=0){break;}//模拟延时try {Thread.sleep(200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//通过这个方法可以获得当前执行线程的名字System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了第"+ticketNums--+"票");}}public static void main(String[] args) {TestThread4 ticket = new TestThread4();new Thread(ticket,"学生").start();new Thread(ticket,"老师").start();new Thread(ticket,"黄牛党").start();}
}

5.龟兔赛跑模拟

1.Runnable，使用run()

2.首先要有赛道距离

3.判断比赛胜利

4.判断比赛是否结束

5.龟兔赛跑开始

6.故事中兔子是睡觉的，模拟兔子睡觉

//模拟龟兔赛跑
public class Race implements Runnable{private static String winner;@Overridepublic void run() {//首先要有比赛距离for (int i = 0; i < 101; i++) {//模拟兔子睡觉if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子")&&i%10==0){try {Thread.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}//判断比赛是否结束boolean flag = GameOver(i);if (flag){break;}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"跑了"+i+"米");}}//判断比赛胜利private boolean GameOver(int steps){if (winner!=null){return true;}{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,"乌龟").start();}
}

6.Callable接口

创建线程方式三：实现Callable接口，重写call方法
创建执行服务： ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
提交执行：Future r1 = ser.submit(t1);
获取结果：boolean rs1 = r1.get();
关闭服务：ser.shutdownNow();

//创建线程方式三：实现callable接口
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {private String url; //图片地址private String name; //保存文件名public TestCallable(String url,String name){this.url = url;this.name = name;}//下载图片线程的执行体@Overridepublic Boolean call() {WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();webDownloader.downloader(url,name);System.out.println("下载了文件名为："+name);return true;}public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {TestCallable t1 = new TestCallable("https://i0.hdslb.com/bfs/article/735f7de46e0e891293c99323c5c4620c3ef117ae.jpg@1320w_2346h.webp","碧蓝航线1.jpg");TestCallable t2 = new TestCallable("https://i0.hdslb.com/bfs/article/0cfe3289fb1ea4610477e81c03e788b403afeca1.jpg@1320w_1868h.webp","碧蓝航线2.jpg");TestCallable t3 = new TestCallable("https://i0.hdslb.com/bfs/article/f94e072c0fd439ed340817813cd72fd8c5a2d804.png@1320w_2640h.webp","碧蓝航线3.jpg");//创建执行服务：ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);//提交执行Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);//获取结果boolean rs1 = r1.get();boolean rs2 = r2.get();boolean rs3 = r3.get();//关闭服务ser.shutdownNow();}
}//下载器
class WebDownloader{//下载方法public void downloader(String url,String name){try {FileUtils.copyURLToFile(new URL(url),new File(name));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();System.out.println("IO异常，downloader方法出现方法");}}
}

7.静态代理模式

代理模式：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。说白了就是"真实对象"的代表，在访问对象时引入一定程度的间接性，因为这种间接性可以附加多种用途。
好处：
代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
真实对象专注做自己的事情
首先，要定义一个接口；其次，定义一个用户类来实现接口；再其次，定义代理类

/*
静态代理模式总结；真实对象和代理对象都要实现同一接口代理对象要代理真实角色
好处：代理对象可以做很多真实对象做不了的事情真实对象专注做自己的事情*/
public class StaticProxy {public static void main(String[] args) {new Thread( ()-> System.out.println("愛してる") ).start();You you = new You();//你要结婚WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());weddingCompany.HappyMarry();}
}//1.首先要定义一个接口
interface Marry{void HappyMarry();
}//2.定义一个用户类去实现这个接口
//真实角色，你去结婚
class You implements Marry{@Overridepublic void HappyMarry() {System.out.println("僕と、結婚しましょう");}
}//3.定义代理类
//婚姻公司，代理帮助结婚
class WeddingCompany implements Marry{//声明被代理对象-->>真实目标角色private Marry target;//创建构造方法public WeddingCompany(Marry target) {this.target = target;}//实现抽象方法@Overridepublic void HappyMarry() {before();this.target.HappyMarry();//这就是真实对象after();}private void after() {System.out.println("结婚后，收尾款");}private void before() {System.out.println("结婚前，布置现场");}
}

8.Lambda表达式

为什么要使用Lambda：避免匿名内部类定义过多；可以让代码看起来简洁；去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心逻辑
Functional Interface函数式接口：任何接口，有且仅有一个抽象方法，但可以有多个非抽象方法的接口

public interface Runnable{       //接口public abstract void run(); //抽象方法
}

逐步简化

①实现类

public class TestLambda3 {public static void main(String[] args) {King king = new General();king.queen(1);}
}//首先定义一个接口
interface King{void queen(int a);
}//1.  实现类
class General implements King{@Overridepublic void queen(int a) {System.out.println("Obey  " + a);}
}

②静态内部类

public class TestLambda3 {//2.  静态内部类static class General2 implements King{@Overridepublic void queen(int a) {System.out.println("Obey  " + a);}}public static void main(String[] args) {King king = new General2();king.queen(2);}
}
interface King{void queen(int a);
}

③局部内部类

public class TestLambda3 {public static void main(String[] args) {//3. 局部内部类class General3 implements King{@Overridepublic void queen(int a) {System.out.println("Obey  " + a);}}King king = new General3();king.queen(3);}
}interface King{void queen(int a);
}

④匿名内部类

public class TestLambda3 {public static void main(String[] args) {//4. 匿名内部类King king = new King() {@Overridepublic void queen(int a) {System.out.println("Obey  " + a);}}; //king.queen(4);}
}interface King{void queen(int a);
}

⑤lambda表达式

public class TestLambda3 {public static void main(String[] args) {//5. lambda表达式King king = (int a) -> {System.out.println("Obey  " + a);};king.queen(5);}
}
interface King{void queen(int a);
}

⑥再简化

public class TestLambda3 {public static void main(String[] args) {//5. lambda表达式King king = (int a) -> {System.out.println("Obey  " + a);};//简化1：去掉参数类型king = (a) -> {System.out.println("Obey  " + a);};//简化2：简化括号king = a -> {System.out.println("Obey  " + a);};//简化3：去掉花括号king = a -> System.out.println("Obey  " + a);king.queen(5);}
}
interface King{void queen(int a);
}

⑥再简化总结：

1.lambda表达式只能有一行代码的情况下，才能成为一行；如果有多行，那么使用代码块（即有花括号的）

2.简化前提是接口为函数式接口

3.多个参数也可以去掉参数类型，要去掉就都去掉，但必须要加上括号

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Java多线程学习——01

1.核心概念

2.线程的创建

3.继承Thread类和实现Runnable接口对比

4.初识并发现问题

5.龟兔赛跑模拟

6.Callable接口

7.静态代理模式

8.Lambda表达式

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