Java多線程的常見例子

一.相關知識：

 

Java多線程程序設計到的知識：

（一）對同一個數量進行操作

（二）對同一個對象進行操作

（三）回調方法使用

（四）線程同步，死鎖問題

（五）線程通信

 等等

 

 

二．示例一：三個售票窗口同時出售20張票;

 

程序分析：1.票數要使用同一個靜態值

 2.為保證不會出現賣出同一個票數，要java多線程同步鎖。

設計思路：1.創建一個站台類Station，繼承Thread，重寫run方法，在run方法里面執行售票操作！售票要使用同步鎖：即有一個站台賣這張票時，其他站台要等這張票賣完！

2.創建主方法調用類

 

（一）創建一個站台類，繼承Thread

 

 

package com.xykj.threadStation;
 
public class Station extends Thread {
 
// 通過構造方法給線程名字賦值
public Station(String name) {
super(name);// 給線程名字賦值
}
 
// 為了保持票數的一致，票數要靜態
static int tick = 20;
 
// 創建一個靜態鑰匙
static Object ob = "aa";//值是任意的
 
// 重寫run方法，實現買票操作
@Override
public void run() {
while (tick > 0) {
synchronized (ob) {// 這個很重要，必須使用一個鎖，
// 進去的人會把鑰匙拿在手上，出來后才把鑰匙拿讓出來
if (tick > 0) {
System.out.println(getName() + "賣出了第" + tick + "張票");
tick--;
} else {
System.out.println("票賣完了");
}
}
try {
sleep(1000)；//休息一秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
 
}
}
 
}

　　

 

 

 

 

 

 

（二）創建主方法調用類

 

 

package com.xykj.threadStation;
 
public class MainClass {
/**
* java多線程同步鎖的使用
* 示例：三個售票窗口同時出售10張票
* */
public static void main(String[] args) {
//實例化站台對象，並為每一個站台取名字
Station station1=new Station("窗口1");
Station station2=new Station("窗口2");
Station station3=new Station("窗口3");
 
// 讓每一個站台對象各自開始工作
station1.start();
station2.start();
station3.start();
 
}
 
}

　　

 

 

 

 

 

程序運行結果：

 

 

 

 

 

可以看到票數是不會有錯的！

 

 

 

 

三．示例二：兩個人AB通過一個賬戶A在櫃台取錢和B在ATM機取錢！

 

程序分析：錢的數量要設置成一個靜態的變量。兩個人要取的同一個對象值

 

（一）創建一個Bank類

 

 

package com.xykj.bank;
 
public class Bank {
 
// 假設一個賬戶有1000塊錢
static int money = 1000;
 
// 櫃台Counter取錢的方法
public void Counter(int money) {// 參數是每次取走的錢
Bank.money -= money;//取錢后總數減少
System.out.println("A取走了" + money + "還剩下" + (Bank.money));
}
 
// ATM取錢的方法
public void ATM(int money) {// 參數是每次取走的錢
Bank.money -= money;//取錢后總數減少
System.out.println("B取走了" + money + "還剩下" + (Bank.money));
}
 
}

　　

 

 

 

 

 

（二）創建一個PersonA類

 

 

package com.xykj.bank;
 
public class PersonA extends Thread {
// 創建銀行對象
Bank bank;
 
// 通過構造器傳入銀行對象，確保兩個人進入的是一個銀行
public PersonA(Bank bank) {
this.bank = bank;
}
 
//重寫run方法，在里面實現使用櫃台取錢
@Override
public void run() {
while (Bank.money >= 100) {
bank.Counter(100);// 每次取100塊
try {
sleep(100);// 取完休息0.1秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

　　

 

 

 

 

 

（三）創建一個PersonB類

 

 

package com.xykj.bank;
 
public class PersonB extends Thread {
// 創建銀行對象
Bank bank;
 
// 通過構造器傳入銀行對象，確保兩個人進入的是一個銀行
public PersonB(Bank bank) {
this.bank = bank;
}
 
// 重寫run方法，在里面實現使用櫃台取錢
@Override
public void run() {
while (Bank.money >= 200) {
bank.ATM(200);// 每次取200塊
try {
sleep(100);// 取完休息0.1秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
 
}
}

　　

 

 

 

 

（四）創建主方法的調用類

 

 

package com.xykj.bank;
 
public class MainClass {
/**
* 兩個人AB通過一個賬戶A在櫃台取錢和B在ATM機取錢
* */
public static void main(String[] args) {
// 實力化一個銀行對象
Bank bank = new Bank();
// 實例化兩個人，傳入同一個銀行的對象
PersonA pA = new PersonA(bank);
PersonB pB = new PersonB(bank);
// 兩個人開始取錢
pA.start();
pB.start();
 
}
 
}

　　

 

 

 

 

  

運行結果：

 

 

 

可以看到取完就停止運行了。

 

 

 

四．示例三：龜兔賽跑問題

 

龜兔賽跑：20米     //只要為了看到效果，所有距離縮短了

 要求：

1.兔子每秒0.5米的速度，每跑2米休息10秒，

2.烏龜每秒跑0.1米，不休息 

  3.其中一個跑到終點后另一個不跑了！

       程序設計思路：

1.創建一個Animal動物類，繼承Thread，編寫一個running抽象方法，重寫run方法，把running方法在run方法里面調用。

2.創建Rabbit兔子類和Tortoise烏龜類，繼承動物類

3.兩個子類重寫running方法

4.本題的第3個要求涉及到線程回調。需要在動物類創建一個回調接口，創建一個回調對象

 

（一）創建Animal動物類

 

 

package com.xykj.rabbit_tortoise;
 
public abstract class Animal extends Thread{
 
public double length=20;//比賽的長度
 
public abstract void runing();//抽象方法需要子類實現
 
//在父類重寫run方法，在子類只要重寫running方法就可以了
@Override
public void run() {
super.run();
while (length>0) {
runing();
}
}
 
//在需要回調數據的地方（兩個子類需要），聲明一個接口
public static interface Calltoback{
public void win();
}
 
//2.創建接口對象
public Calltoback calltoback;
 
}

　　

 

 

 

 

（二）創建Rabbit兔子類

 

 

package com.xykj.rabbit_tortoise;
 
public class Rabbit extends Animal {
 
public Rabbit() {
setName("兔子");// Thread的方法，給線程賦值名字
}
 
// 重寫running方法，編寫兔子的奔跑操作
@Override
public void runing() {
// 跑的距離
double dis = 0.5;
length -= dis;//跑完后距離減少
if (length <= 0) {
length = 0;
System.out.println("兔子獲得了勝利");
//給回調對象賦值，讓烏龜不要再跑了
if (calltoback != null) {
calltoback.win();
}
}
System.out.println("兔子跑了" + dis + "米，距離終點還有" + (int)length + "米");
 
if (length % 2 == 0) {// 兩米休息一次
try {
sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}

　　

 

 

 

 

 

（三）創建Tortoise烏龜類

 

 

package com.xykj.rabbit_tortoise;
 
public class Tortoise extends Animal {
 
public Tortoise() {
setName("烏龜");// Thread的方法，給線程賦值名字
}
 
// 重寫running方法，編寫烏龜的奔跑操作
@Override
public void runing() {
// 跑的距離
double dis = 0.1;
length -= dis;
if (length <= 0) {
length = 0;
System.out.println("烏龜獲得了勝利");
// 讓兔子不要在跑了
if (calltoback != null) {
calltoback.win();
}
}
System.out.println("烏龜跑了" + dis + "米，距離終點還有" + (int) length + "米");
try {
sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

　　

 

 

 

 

 

（四）創建一個讓動物線程停止的類，這里要實現回調接口

 

 

package com.xykj.rabbit_tortoise;
 
import com.xykj.rabbit_tortoise.Animal.Calltoback;
 
public class LetOneStop implements Calltoback {
 
// 動物對象
Animal an;
 
// 獲取動物對象，可以傳入兔子或烏龜的實例
public LetOneStop(Animal an) {
this.an = an;
}
 
//讓動物的線程停止
@Override
public void win() {
// 線程停止
an.stop();
}
 
}

　　

 

 

 

 

 

 

（五）創建一個主方法調用類，

 

 

package com.xykj.rabbit_tortoise;
 
public class MainClass {
/**
* 龜兔賽跑：20米
* */
public static void main(String[] args) {
//實例化烏龜和兔子
Tortoise tortoise = new Tortoise();
Rabbit rabbit = new Rabbit();
//回調方法的使用，誰先調用calltoback方法，另一個就不跑了
LetOneStop letOneStop1 = new LetOneStop(tortoise);
rabbit.calltoback = letOneStop1;//讓兔子的回調方法里面存在烏龜對象的值，可以把烏龜stop
LetOneStop letOneStop2 = new LetOneStop(rabbit);
tortoise.calltoback = letOneStop2;//讓烏龜的回調方法里面存在兔子對象的值，可以把兔子stop
//開始跑
tortoise.start();
rabbit.start();
 
}
 
}

　　

 

 

 

 

運行結果：

 

 

 

可以看到結果兔子贏了。

一般來說兔子獲得了勝利是在最后輸出的，

但是，由於線程一直在執行所以會出現：

“兔子跑了0.5米，距離終點還有0米”還沒來得及輸出完，

而“兔子獲得了勝利”已經輸出完畢了。

 

 

五．實例四:

在一個KFC內，服務員負責生產食物，消費者負責消費食物；

當生產到一定數量可以休息一下，直到消費完食物，再馬上生產，一直循環

 

程序涉及到的內容：

1.這設計到java模式思想：生產者消費者模式

2.要保證操作對象的統一性，即消費者和服務者都是跟同一個KFC發生關系的，KFC只能new一次

3.this.notifyAll();和 this.wait();一個是所有喚醒的意思，一個是讓自己等待的意思；

比如本題中，生產者生產完畢后，先所有喚醒（包括消費者和生產者），再讓所有自己（生產者）等待

 這時，消費者開始消費，直到食材不夠，先所有喚醒（包括消費者和生產者），再讓所有自己（消費者）等待

一直執行上面的操作的循環

4.生產者和消費者都要繼承Thread，才能實現多線程的啟動

 

 

程序設計的步驟思路：

1.創建一個食物類Food，有存放/獲取食物的名稱的方法

2.創建一個KFC類，有生產食物和消費食物的方法

3.創建一個客戶類Customer，繼承Thread，重寫run方法，在run方法里面進行消費食物操作

4.創建一個服務員類Waiter，繼承Thread，重寫run方法，在run方法里面進行生產食物的操作

5.創建主方法的調用類

 

 

（一）創建一個食物類Food

 

 

package com.xykj.producer_consumer;
 
public class Food {
String name="";
//通過構造方法傳入食物的名字
public Food(String name) {
this.name=name;
}
//get、set 方法
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}

　　

 

 

 

 

 

 

（二）創建一個KFC類

 

 

package com.xykj.producer_consumer;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class KFC {

    //食物的種類
    String[] names = { "薯條", "燒板", "雞翅", "可樂" };
    
    //生產的最大值，到達后可以休息
    static final int Max = 20;
    
    //存放食物的集合
    List<Food> foods = new ArrayList<Food>();
     
    // 生產食物的方法
    public void prod(int index) {
        synchronized (this) {
            // 如果食物數量大於20
            while (foods.size() > Max) {
                System.out.println("食材夠了");
                this.notifyAll();//這個喚醒是針對生產者和消費者，有all
                try {
                    String name=Thread.currentThread().getName();
                    this.wait();//這個喚醒是針對生產者，沒有all
                    System.out.println("生產者："+name);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
             
            // 開始生產食物食物//有一點要注意的
            System.out.println("開始生產食物");
            for (int i = 0; i < index; i++) {
                Food food = new Food(names[(int) (Math.random() * 4)]);
                foods.add(food);
                System.out.println("生產了" + food.getName() + foods.size());
            }
        }
    }
     
    // 消費食物的方法
    public void consu(int index) { 
        synchronized (this) {
            while (foods.size() < index) {
                System.out.println("食材不夠了");
                this.notifyAll();//這個喚醒是針對生產者和消費者，有all
                try {
                    String name=Thread.currentThread().getName();
                    this.wait();//這個喚醒是針對消費者，沒有all
                    System.out.println("消費者："+name);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 足夠消費
            System.out.println("開始消費");
            for (int i = 0; i < index; i++) {
                Food food = foods.remove(foods.size() - 1);
                System.out.println("消費了一個" + food.getName() + foods.size());
            }
        }
    }
}

　　

 

 

（三）創建一個客戶類Customer

 

 

package com.xykj.producer_consumer;
 
public class Customers extends Thread{
KFC kfc;
//KFC要傳入，保證每一個服務員和用戶在同一個KFC對象內
public Customers(KFC kfc) {
this.kfc=kfc;
}
@Override
public void run() {
int size=(int)(Math.random()*5);//每次要消費的食物的數量
while (true) {
kfc.consu(size);//在消費的方法里面傳入參數
}
 
}
}

　　

 

 

 

 

 

 

　　

（四）創建一個服務員類Waiter

 

 

package com.xykj.producer_consumer;
 
public class Waiter extends Thread{
KFC kfc;
//KFC要傳入，保證每一個服務員和用戶在同一個KFC對象內
public Waiter(KFC kfc) {
this.kfc=kfc;
}
@Override
public void run() {
int size=(int)(Math.random()*5)+5;//每次生產的數量
while (true) {
kfc.prod(size);//傳入每次生產的數量
}
 
}
}

　　

 

 

 

 

 

（五）創建主方法的調用類

 

 

package com.xykj.producer_consumer;
 
public class MainClass {
/**
* 生產者消費者模式
*
* */
public static void main(String[] args) {
 
// 只實例化一個KFC對象，保證每一個服務員和用戶在同一個KFC對象內
KFC kfc = new KFC();
 
//實例化4個客戶對象
Customers c1 = new Customers(kfc);
Customers c2 = new Customers(kfc);
Customers c3 = new Customers(kfc);
Customers c4 = new Customers(kfc);
 
//實例化3個服務員對象
Waiter waiter1 = new Waiter(kfc);
Waiter waiter2 = new Waiter(kfc);
Waiter waiter3 = new Waiter(kfc);
 
//讓所有的對象的線程都開始工作
waiter1.start();
waiter2.start();
waiter3.start();
c1.start();
c2.start();
c3.start();
c4.start();
}
 
}

　　

 

 

 

 

 

六．示例五：設計四個線程對象對同一個數據進行操作，

  兩個線程執行減操作，兩個線程執行加操作。

 

程序分析：1.創建一個ThreadAddSub類繼承Thread，重寫run方法

   2.在run方法里面實現加和減的操作，每次操作后睡眠1秒

   3.創建主方法調用類

 

（一）創建一個ThreadAddSub類

 

 

package com.xykj.add;
 
public class ThreadAddSub extends Thread {
//判斷要進行的操作
boolean operate = true;
//要操作的數
static int sum = 0;
 
// 把操作運算通過構造方法傳進來
public ThreadAddSub(boolean operate) {
super();
this.operate = operate;
}
 
@Override
public void run() {
super.run();
while (true) {
if (operate) {
sum+=5;
System.out.println("加后，sum="+sum);
} else {
sum-=4;
System.out.println("減后，sum="+sum);
}
try {
sleep(500);// 睡眠0.5秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
 
}
}

　　

 

 

 

 

 

 （二）創建主方法調用類

 

 

 

 

 

 

emptypackage com.xykj.add;
 
public class MainClass {
/**
* (線程同步)
* */
public static void main(String[] args) {
 
//創建一個存放ThreadAddSub對象的數組
ThreadAddSub[] tSub=new ThreadAddSub[4];
for (int i = 0; i < tSub.length; i++) {
 
//把實例化ThreadAddSub對象賦值到數組內
//第一三個是true，二四個是false
tSub[i]=new ThreadAddSub(i%2==0?true:false);
 
//讓線程開始工作
tSub[i].start();
}
 
}
 
}

　　

 

線程示例總結：

代碼塊鎖是一個防止數據發生錯誤的一個重要手段。

對象的統一性是非常重要的，這要想到對象的傳入問題，

要操作的對象只能new一次，其他的操作都是對這個傳入的對象進行的，

才能保證數據一致性，完整性和正確性。

 

練習題目：

 

1. （多線程）代碼實現火車站4個賣票窗口同時買票的場景，輸出示例：
窗口1賣票
窗口2賣票
窗口1賣票
...
2. （線程同步）代碼實現火車站4個窗口同時賣100張票的代碼邏輯，同一個窗口不能賣同一
張張票。
3. （線程通信）小明打算去提款機上取錢，發現卡上沒錢，這時候他告知媽媽去存錢，媽媽
存了錢了，告知小明存好了可以取錢了。(PS:小明分多次取錢，每次取100，當發現錢不夠
100，就等待媽媽存錢，小明他媽每次存2000，當發現錢小於100就存錢，就存錢，並且
通知小明去取錢，當大於100就等待小明錢不夠是再存)
4. (線程同步)設計四個線程對象對同一個數據進行操作，兩個線程執行減操作，兩個線程執行
加操作。
5. （線程通信）制作兩個線程對象，要求用同步塊的方式使第一個線程運行2次，然后將自己
阻塞起來，喚醒第二個線程，第二個線程再運行2次，然后將自己阻塞起來，喚醒第一個線
程……兩個線程交替執行。
6. （線程同步）設計4個線程，其中兩個線程每次對j增加1，另外兩個線程對j每次減少1。
7. （線程通信）子線程循環10次，接着主線程循環100，接着又回到子線程循環10次，接着
再回到主線程又循環100，如此循環50次。