多線程的三種實現方式及靜態代理模式


線程、進程與多線程

  • 進程是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,一個進程中至少有一個線程。線程是cpu調度和執行的單位
  • 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,后台也會有多個線程,如主線程,gc線程
  • main()稱之為主線程,為系統的入口,用於執行整個程序
  • 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,需要加入並發控制
  • 線程會帶來額外的開銷,如cpu調度時間,並發控制開銷
  • 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

繼承Thread類

  • 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
//創建線程方式一:繼承Thread類,重寫run()方法,調用start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{
    @Override
    public void run() {
        //run方法線程體
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("我在看代碼---"+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 < 20; i++) {
            System.out.println("我在學習多線程---"+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
public class TestThread2 extends Thread{
//使用實現Runnable接口的方法進行操作
//public class TestThread2 implements Runnable{

    private String url;//網絡圖片地址
    private String name;//保存的文件名

    public TestThread2(String url,String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下載圖片線程的執行體
    @Override
    public void run() {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下載了文件名為:"+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestThread2 t1 = new TestThread2("https://blog.kuangstudy.com/usr/themes/handsome/usr/img/sj/1.jpg","1.jpg");
        TestThread2 t2 = new TestThread2("https://blog.kuangstudy.com/usr/themes/handsome/usr/img/sj/2.jpg","2.jpg");
        TestThread2 t3 = new TestThread2("https://blog.kuangstudy.com/usr/themes/handsome/usr/img/sj/3.jpg","3.jpg");

        //t1,t2,t3同時執行
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

        //使用實現Runnable接口的方法進行操作
        /*new Thread(t1).start();
        new Thread(t2).start();
        new Thread(t3).start();*/
    }

}

//下載器
class WebDownloader{
    //下載方法
    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異常,downloader方法出現問題");
        }
    }
}

實現Runnable接口

  • 定義MyRunnable類實現Runnable接口
  • 實現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
//創建線程方式2:實現runnabl接口,重寫run方法,執行線程需要丟入runnab接口實現類,調用start方法

public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //run方法線程體
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在看代碼---"+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
        /*Thread thread = new Thread(testThread3);

        thread.start();*/

        new Thread(testThread3).start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在學習多線程---"+i);
        }
    }
}

對比:

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Runnable具有多線程能力

  • 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

    • //一份資源
      StartThread4 station = new StartThread4();
      
      //多個代理
      new Thread(station,"小明");
      new Thread(station,"老師");
      new Thread(station,"小紅");
      

初識並發問題

//多個線程同時操作同一個對象
//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 ticketNums = 10;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (ticketNums<=0){
                break;
            }
            //模擬延時
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->拿到了第"+ticketNums--+"票");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        TestThread4 testThread4 = new TestThread4();

        new Thread(testThread4,"小明").start();
        new Thread(testThread4,"老師").start();
        new Thread(testThread4,"黃牛黨").start();

    }
}

案例:龜兔賽跑

public class Race implements Runnable{

    //勝利者
    private static String winner;
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {

            //模擬兔子休息
            /*if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10==0){
                try {
                    Thread.sleep(5);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }*/


            //判斷比賽是否結束
            boolean flag = gameOver(i);
            //如果比賽結束了,就停止程序
            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){//已經存在勝利者了
            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,"烏龜").start();
        new Thread(race,"兔子").start();

    }
}

實現Callable接口

  1. 實現Callable接口,需要返回值類型
  2. 重寫call方法,需要拋出異常
  3. 創建目標對象
  4. 創建執行服務:ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
  5. 提交執行:Future result1 = ser.submit(t1);
  6. 獲取結果:boolean r1 = result1.get();
  7. 關閉服務:ser.shutdownNow();
import org.apache.commons.io.FileUtils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.*;

//線程創建方式三:實現callable接口
public class TestCallable implements Callable<Boolean> {

    private String url;//網絡圖片地址
    private String name;//保存的文件名

    public TestCallable(String url,String name){
        this.url = url;
        this.name = name;
    }

    //下載圖片線程的執行體

    @Override
    public Boolean call() throws Exception {
        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();
        webDownloader.downloader(url,name);
        System.out.println("下載了文件名為:"+name);
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable t1 = new TestCallable("https://blog.kuangstudy.com/usr/themes/handsome/usr/img/sj/1.jpg","1.jpg");
        TestCallable t2 = new TestCallable("https://blog.kuangstudy.com/usr/themes/handsome/usr/img/sj/2.jpg","2.jpg");
        TestCallable t3 = new TestCallable("https://blog.kuangstudy.com/usr/themes/handsome/usr/img/sj/3.jpg","3.jpg");

        //創建執行服務:
        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);

        //提交執行
        Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);
        Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);
        Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);

        //獲取結果
        boolean rs1 = r1.get();
        boolean rs2 = r2.get();
        boolean rs3 = r3.get();
		
        System.out.println(rs1);
        System.out.println(rs2);
        System.out.println(rs3);
        
        //關閉服務
        ser.shutdownNow();
    }
}

//下載器
class WebDownloader{
    //下載方法
    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異常,downloader方法出現問題");
        }
    }
}

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
//代理對象要代理真實角色

//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

public class StaticProxy {

    public static void main(String[] args) {

        //多線程的實現方式,使用lambda表達式
        /*new Thread( ()-> System.out.println("我愛你") ).start();
        new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();*/

        //原來使用you調用HappyMarry()方法,現在把you作為參數傳入WeddingCompany,使用weddingCompany調用HappyMarry方法
        /*You you = new You();//你要結婚
        you.HappyMarry();*/

        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());
        weddingCompany.HappyMarry();

    }
}

//接口
interface Marry{

    void HappyMarry();
}

//真實角色,你去結婚
class You implements Marry{
    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("秦老師要結婚了,超開心");
    }
}

//代理角色,幫助你結婚
class WeddingCompany implements Marry{

    //代理誰-->真實目標角色
    private Marry target;

    //構造方法
    public WeddingCompany(Marry target){
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void HappyMarry() {
        before();
        this.target.HappyMarry();//這就是真實對象
        after();
    }

    private void after() {
        System.out.println("結婚之后,收尾款");
    }

    private void before() {
        System.out.println("結婚之前,布置現場");
    }
}


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