黑马java基础课件 - 编程好6文档

1.实现多线程

1.1简单了解多线程【理解】

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-euzzw6PQ-54)(.img01_简单了解多线程.png)]

1.2并发和并行【理解】

并行：在同一时刻，有多个指令在多个CPU上同时执行。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JnN4bX2W-54)(.img02_并行.png)]
并发：在同一时刻，有多个指令在单个CPU上交替执行。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5Ycc026E-54)(.img03_并发.png)]

1.3进程和线程【理解】

进程：是正在运行的程序
独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位
动态性：进程的实质是程序的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的
并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行
线程：是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径
单线程：一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序

多线程：一个进程如果有多条执行路径，则称为多线程程序

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OvHl7wfv-55)(.img04_多线程示例.png)]

1.4实现多线程方式一：继承Thread类【应用】

方法介绍
方法名说明void run()在线程开启后，此方法将被调用执行void start()使此线程开始执行，Java虚拟机会调用run方法()
实现步骤
- 定义一个类MyThread继承Thread类
- 在MyThread类中重写run()方法
- 创建MyThread类的对象
- 启动线程
代码演示
两个小问题
- 为什么要重写run()方法？
  因为run()是用来封装被线程执行的代码
- run()方法和start()方法的区别？
  run()：封装线程执行的代码，直接调用，相当于普通方法的调用
  
  start()：启动线程；然后由JVM调用此线程的run()方法

1.5实现多线程方式二：实现Runnable接口【应用】

Thread构造方法
方法名说明Thread(Runnable target)分配一个新的Thread对象Thread(Runnable target, String name)分配一个新的Thread对象
实现步骤
- 定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
- 在MyRunnable类中重写run()方法
- 创建MyRunnable类的对象
- 创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数
- 启动线程
代码演示

1.6实现多线程方式三: 实现Callable接口【应用】

方法介绍
方法名说明V call()计算结果，如果无法计算结果，则抛出一个异常FutureTask(Callable callable)创建一个 FutureTask，一旦运行就执行给定的 CallableV get()如有必要，等待计算完成，然后获取其结果
实现步骤
- 定义一个类MyCallable实现Callable接口
- 在MyCallable类中重写call()方法
- 创建MyCallable类的对象
- 创建Future的实现类FutureTask对象，把MyCallable对象作为构造方法的参数
- 创建Thread类的对象，把FutureTask对象作为构造方法的参数
- 启动线程
- 再调用get方法，就可以获取线程结束之后的结果。
代码演示
三种实现方式的对比
- 实现Runnable、Callable接口
  - 好处: 扩展性强，实现该接口的同时还可以继承其他的类
  - 缺点: 编程相对复杂，不能直接使用Thread类中的方法
- 继承Thread类
  - 好处: 编程比较简单，可以直接使用Thread类中的方法
  - 缺点: 可以扩展性较差，不能再继承其他的类

1.7设置和获取线程名称【应用】

方法介绍
方法名说明void setName(String name)将此线程的名称更改为等于参数nameString getName()返回此线程的名称Thread currentThread()返回对当前正在执行的线程对象的引用
代码演示

1.8线程休眠【应用】

相关方法
方法名说明static void sleep(long millis)使当前正在执行的线程停留（暂停执行）指定的毫秒数
代码演示

1.9线程优先级【应用】

线程调度
- 两种调度方式
  - 分时调度模型：所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间片
  - 抢占式调度模型：优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程获取的 CPU 时间片相对多一些
- Java使用的是抢占式调度模型
- 随机性
  假如计算机只有一个 CPU，那么 CPU 在某一个时刻只能执行一条指令，线程只有得到CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性，因为谁抢到CPU的使用权是不一定的
  
  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DHfgcLrK-55)(.img05_多线程示例图.png)]
优先级相关方法
方法名说明final int getPriority()返回此线程的优先级final void setPriority(int newPriority)更改此线程的优先级线程默认优先级是5；线程优先级的范围是：1-10
代码演示

1.10守护线程【应用】

相关方法
方法名说明void setDaemon(boolean on)将此线程标记为守护线程，当运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机将退出
代码演示

2.线程同步

2.1卖票【应用】

案例需求
某电影院目前正在上映国产大片，共有100张票，而它有3个窗口卖票，请设计一个程序模拟该电影院卖票
实现步骤
- 定义一个类SellTicket实现Runnable接口，里面定义一个成员变量：private int tickets = 100;
- 在SellTicket类中重写run()方法实现卖票，代码步骤如下
- 判断票数大于0，就卖票，并告知是哪个窗口卖的
- 卖了票之后，总票数要减1
- 票卖没了，线程停止
- 定义一个测试类SellTicketDemo，里面有main方法，代码步骤如下
- 创建SellTicket类的对象
- 创建三个Thread类的对象，把SellTicket对象作为构造方法的参数，并给出对应的窗口名称
- 启动线程
代码实现

2.2卖票案例的问题【理解】

卖票出现了问题
- 相同的票出现了多次
- 出现了负数的票
问题产生原因
线程执行的随机性导致的,可能在卖票过程中丢失cpu的执行权,导致出现问题

2.3同步代码块解决数据安全问题【应用】

安全问题出现的条件
- 是多线程环境
- 有共享数据
- 有多条语句操作共享数据
如何解决多线程安全问题呢?
- 基本思想：让程序没有安全问题的环境
怎么实现呢?
- 把多条语句操作共享数据的代码给锁起来，让任意时刻只能有一个线程执行即可
- Java提供了同步代码块的方式来解决
同步代码块格式：
synchronized(任意对象)：就相当于给代码加锁了，任意对象就可以看成是一把锁
同步的好处和弊端
- 好处：解决了多线程的数据安全问题
- 弊端：当线程很多时黑马java基础课件，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率
代码演示

2.4同步方法解决数据安全问题【应用】

同步方法的格式
同步方法：就是把synchronized关键字加到方法上
同步方法的锁对象是什么呢?

this
静态同步方法
同步静态方法：就是把synchronized关键字加到静态方法上
同步静态方法的锁对象是什么呢?

类名.class
代码演示
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
MyRunnable mr = new MyRunnable();
}

2.5Lock锁【应用】

虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，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

Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化

ReentrantLock构造方法
方法名说明ReentrantLock()创建一个ReentrantLock的实例
加锁解锁方法
方法名说明void lock()获得锁void unlock()释放锁
代码演示

2.6死锁【理解】

概述
线程死锁是指由于两个或者多个线程互相持有对方所需要的资源，导致这些线程处于等待状态，无法前往执行
什么情况下会产生死锁
1. 资源有限
2. 同步嵌套
代码演示

3.生产者消费者

3.1生产者和消费者模式概述【应用】

概述
生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式，弄懂生产者消费者问题能够让我们对多线程编程的理解更加深刻。

所谓生产者消费者问题，实际上主要是包含了两类线程：

一类是生产者线程用于生产数据

一类是消费者线程用于消费数据

为了解耦生产者和消费者的关系，通常会采用共享的数据区域，就像是一个仓库

生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中，并不需要关心消费者的行为

消费者只需要从共享数据区中去获取数据，并不需要关心生产者的行为
Object类的等待和唤醒方法
方法名说明void wait()导致当前线程等待，直到另一个线程调用该对象的 notify()方法或 notifyAll()方法void notify()唤醒正在等待对象监视器的单个线程void notifyAll()唤醒正在等待对象监视器的所有线程

3.2生产者和消费者案例【应用】

案例需求
- 桌子类(Desk)：定义表示包子数量的变量,定义锁对象变量,定义标记桌子上有无包子的变量
- 生产者类(Cooker)：实现Runnable接口，重写run()方法，设置线程任务
  1.判断是否有包子,决定当前线程是否执行
  
  2.如果有包子,就进入等待状态,如果没有包子,继续执行,生产包子
  
  3.生产包子之后,更新桌子上包子状态,唤醒消费者消费包子
- 消费者类(Foodie)：实现Runnable接口，重写run()方法，设置线程任务
  1.判断是否有包子,决定当前线程是否执行
  
  2.如果没有包子,就进入等待状态,如果有包子,就消费包子
  
  3.消费包子后,更新桌子上包子状态,唤醒生产者生产包子
- 测试类(Demo)：里面有main方法，main方法中的代码步骤如下
  创建生产者线程和消费者线程对象
  
  分别开启两个线程
代码实现

3.3生产者和消费者案例优化【应用】

需求
- 将Desk类中的变量,采用面向对象的方式封装起来
- 生产者和消费者类中构造方法接收Desk类对象,之后在run方法中进行使用
- 创建生产者和消费者线程对象,构造方法中传入Desk类对象
- 开启两个线程
代码实现

3.4阻塞队列基本使用【理解】

阻塞队列继承结构
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rvTmHmUJ-55)(.img06_阻塞队列继承结构.png)]
常见BlockingQueue:
ArrayBlockingQueue: 底层是数组,有界

LinkedBlockingQueue: 底层是链表,无界.但不是真正的无界,最大为int的最大值
BlockingQueue的核心方法:
put(anObject): 将参数放入队列,如果放不进去会阻塞

take(): 取出第一个数据,取不到会阻塞
代码示例

3.5阻塞队列实现等待唤醒机制【理解】

案例需求
- 生产者类(Cooker)：实现Runnable接口，重写run()方法，设置线程任务
  1.构造方法中接收一个阻塞队列对象
  
  2.在run方法中循环向阻塞队列中添加包子
  
  3.打印添加结果
- 消费者类(Foodie)：实现Runnable接口，重写run()方法，设置线程任务
  1.构造方法中接收一个阻塞队列对象
  
  2.在run方法中循环获取阻塞队列中的包子
  
  3.打印获取结果
- 测试类(Demo)：里面有main方法，main方法中的代码步骤如下
  创建阻塞队列对象
  
  创建生产者线程和消费者线程对象,构造方法中传入阻塞队列对象
  
  分别开启两个线程
代码实现

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