java多线程和并发包入门示例

2024-09-28 04:48:03

一、java多线程基本入门
java多线程编程还是比较重要的，在实际业务开发中经常要遇到这个问题。 java多线程，传统创建线程的方式有两种。 1、继承自Thread类，覆写run方法。 2、实现Runnable接口，实现run方法。启动线程的方法都是调用start方法，真正执行调用的是run方法。
参考代码如下：

代码如下:

package com.jack.thread;

/**
* 线程简单演示例子程序
*
* @author pinefantasy
* @since 2013-10-31
*/
public class ThreadDemo1 {

/**
     * 第一种方式：继承自Thread类，覆写run方法
     */
    public static class Test1Thread extends Thread {

@Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println("Test1," + Thread.currentThread().getName() + ", i = " + i);
            }
        }
    }

/**
     * 第二种方式：实现Runnable接口，实现run方法
     */
    public static class Test2Thread implements Runnable {

@Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println("Test2," + Thread.currentThread().getName() + ", i = " + i);
            }
        }

}

/**
     * <pre>
     *
     * 主线程为main线程
     * 分支线程为：1 2 3 三种简单实现方式
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        new Test1Thread().start();// 启动线程1
        new Thread(new Test2Thread()).start();// 启动线程2
        new Thread(new Runnable() {

@Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    System.out.println("Test3," + Thread.currentThread().getName() + ", i = " + i);
                }
            }
        }).start();// 启动线程3
    }

}

二、java并发包简单入门
多个线程，统一处理同一个变量演示代码：

代码如下:

package com.jack.thread;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
* 多线程对同一个变量进行操作
*
* @author pinefantasy
* @since 2013-10-31
*/
public class ThreadDemo2 {

private static int count = 0;

public static class CountThread implements Runnable {// 1.这边有线程安全问题，共享变量乱套了

@Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(50);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                count++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", count = " + count);
            }
        }

}

private static final Object lock = new Object();// 这边使用的lock对象

public static class Count2Thread implements Runnable {// 这边使用的是互斥锁方式

@Override
        public void run() {
            synchronized (lock) {// 使用互斥锁方式处理
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    count++;
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", count = " + count);
                }
            }
        }

}

private static AtomicInteger ai = new AtomicInteger();// 这边使用的是并发包的AtomicXXX类，使用的是CAS方式：compare and swap

public static class Count3Thread implements Runnable {// AtomicInteger内部的CAS实现方式，采用的是：循环、判断、设置三部曲方式

@Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                int tmp = ai.incrementAndGet();// 采用CAS方式处理
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", count = " + tmp);
            }
        }

}

private static volatile int countV = 0;// 定义成volatile，让多线程感知，因为值是放在主存中

public static class Count4Thread implements Runnable {// volatile定义的变量只是说放到了主存，当时++操作并不是原子操作，这个要小心

@Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(50);// 这边让线程休眠下，增加出错概率
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                countV++;// volatile要正确使用，不是说定义成volatile就是安全的，还是要注意++ --操作并不是原子操作
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", count = " + countV);
            }
        }

}

/**
     * 使用泛型简单编写一个测试方法
     *
     * @param <T>
     * @param t
     * @throws InstantiationException
     * @throws IllegalAccessException
     * @throws InterruptedException
     */
    public static <T> void testTemplate(T t) throws InstantiationException, IllegalAccessException, InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            if (t instanceof Runnable) {
                Class<?> c = t.getClass();
                Object object = c.newInstance();
                new Thread((Runnable) object).start();
            }
        }
    }

/**
     * <pre>
     * 1.test1 线程不安全演示例子，count变量不能得到预期的效果
     * 2.test2 在test1基础上改进的，用互斥锁sync处理
     * 3.test3 在test1基础上改进的，用AtomicInteger类来实现
     * 4.test4 有问题的方法，因为i++并不是原子操作，将count定义为volatile类型的
     *
     * @param args
     * @throws InterruptedException
     * @throws IllegalAccessException
     * @throws InstantiationException
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        // 1.测试1
        // testTemplate(new CountThread());
        // 2.测试2
        // testTemplate(new Count2Thread());
        // 3.测试3
        // testTemplate(new Count3Thread());
        // 4.测试4
        testTemplate(new Count4Thread());
        Thread.sleep(15000);
        System.out.println(count);
        System.out.println(ai.get());
        System.out.println(countV);
    }

}

生产者-消费者模式
生产者（生成产品的线程）--》负责生成产品消费者（消费产品的线程）--》负责消费产品
买车人、消费者。卖车人、销售汽车的人、姑且当做生产者。仓库、存放汽车的地方。汽车工厂、真实生成汽车的地方。
参考代码如下：
// 没有加上同步机制的代码如下：

代码如下:

package com.jack.thread;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import com.jack.thread.ThreadDemo3.CarBigHouse.Car;

/**
* 第一个版本的生产者和消费者线程
*
* @author pinefantasy
* @since 2013-11-1
*/
public class ThreadDemo3 {

/**
     * 姑且卖车的当做是生产者线程
     */
    public static class CarSeller implements Runnable {

private CarBigHouse bigHouse;

public CarSeller(CarBigHouse bigHouse) {
this.bigHouse = bigHouse;
}

@Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {// 当做生产者线程，往仓库里边增加汽车，其实是触发增加汽车
                int count = bigHouse.put();
                System.out.println("生产汽车-->count = " + count);
            }
        }

}

/**
     * 姑且买车的人当做是消费者线程
     */
    public static class Consumer implements Runnable {

private CarBigHouse bigHouse;

public Consumer(CarBigHouse bigHouse) {
this.bigHouse = bigHouse;
}

@Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {// 当做消费者线程，从仓库里边提取汽车，其实是触发，从仓库里边提取一辆汽车出来
                int count = bigHouse.get();
                System.out.println("消费汽车-->count = " + count);
            }
        }

}

/**
     * 这边姑且当做是车子big house放车子的仓库房
     */
    public static class CarBigHouse {

public int carNums = 0;// 这边是仓库房子中车子的数量总数
public List<Car> carList = new ArrayList<Car>();// 这边模拟用来放汽车的list

public int put() {// 提供给生产者放汽车到仓库的接口
            Car car = CarFactory.makeNewCar();
            carList.add(car);// 加到仓库中去
            carNums++;// 总数增加1
            return carNums;
        }

public int get() {// 提供给消费者从这边取汽车接口
            Car car = null;
            if (carList.size() != 0) {// size不为空才去取车
                car = carList.get(carList.size() - 1);// 提取最后一个car
                carList.remove(car);// 从从库list中移除掉
                carNums--;// 总数减少1
            }
            return carNums;
        }

public static class Car {

public String carName;// 汽车名称
public double carPrice;// 汽车价格

public Car() {
}

public Car(String carName, double carPrice) {
                this.carName = carName;
                this.carPrice = carPrice;
            }
        }
    }

/**
     * 采用静态工厂方式创建car对象，这个只是简单模拟，不做设计模式上的过多考究
     */
    public static class CarFactory {

private CarFactory() {
}

public static Car makeNewCar(String carName, double carPrice) {
return new Car(carName, carPrice);
}

public static Car makeNewCar() {
            return new Car();
        }
    }

/**
     * 第一个版本的生产者和消费者线程，没有加上同步机制的演示例子
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        CarBigHouse bigHouse = new CarBigHouse();
        new Thread(new CarSeller(bigHouse)).start();
        new Thread(new Consumer(bigHouse)).start();
    }

}

// 加上互斥锁的代码如下：

代码如下:

package com.jack.thread;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import com.jack.thread.ThreadDemo4.CarBigHouse.Car;

/**
* 第二个版本的生产者消费者线程
*
* @author pinefantasy
* @since 2013-11-1
*/
public class ThreadDemo4 {

/**
     * 姑且卖车的当做是生产者线程
     */
    public static class CarSeller implements Runnable {

private CarBigHouse bigHouse;

public CarSeller(CarBigHouse bigHouse) {
this.bigHouse = bigHouse;
}

}

/**
     * 姑且买车的人当做是消费者线程
     */
    public static class Consumer implements Runnable {

private CarBigHouse bigHouse;

public Consumer(CarBigHouse bigHouse) {
this.bigHouse = bigHouse;
}

}

/**
     * 这边姑且当做是车子big house放车子的仓库房
     */
    public static class CarBigHouse {

public int carNums = 0;// 这边是仓库房子中车子的数量总数
public List<Car> carList = new ArrayList<Car>();// 这边模拟用来放汽车的list

// 直接增加上synchronized关键字方式，成员方法，锁的是当前bigHouse对象
// 这种锁是互斥锁，方法在同一个时刻，只有一个线程可以访问到里边的代码

public synchronized int put() {// 提供给生产者放汽车到仓库的接口
            Car car = CarFactory.makeNewCar();
            carList.add(car);// 加到仓库中去
            carNums++;// 总数增加1
            return carNums;
        }

public synchronized int get() {// 提供给消费者从这边取汽车接口
            Car car = null;
            if (carList.size() != 0) {// size不为空才去取车
                car = carList.get(carList.size() - 1);// 提取最后一个car
                carList.remove(car);// 从从库list中移除掉
                carNums--;// 总数减少1
            }
            return carNums;
        }

public static class Car {

public String carName;// 汽车名称
public double carPrice;// 汽车价格

public Car() {
}

public Car(String carName, double carPrice) {
                this.carName = carName;
                this.carPrice = carPrice;
            }
        }
    }

/**
     * 采用静态工厂方式创建car对象，这个只是简单模拟，不做设计模式上的过多考究
     */
    public static class CarFactory {

private CarFactory() {
}

public static Car makeNewCar(String carName, double carPrice) {
return new Car(carName, carPrice);
}

public static Car makeNewCar() {
            return new Car();
        }
    }

/**
     * 第二个版本的生产者和消费者线程，加上了同步机制的方法
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        CarBigHouse bigHouse = new CarBigHouse();
        new Thread(new CarSeller(bigHouse)).start();
        new Thread(new Consumer(bigHouse)).start();
    }

}

/ 采用Object类的wait和notify方法或者notifyAll方法（注意notify方法和notifyAll方法区别） // notify是唤醒其中一个在等待的线程。 // notifyAll是唤醒其他全部在等待的线程，但是至于哪个线程可以获得到锁还是要看竞争关系。
线程状态：创建、运行、阻塞、销毁状态。（阻塞情况比较多，比如等待数据IO输入，阻塞了。）

代码如下:

package com.jack.thread;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import com.jack.thread.ThreadDemo4.CarBigHouse.Car;

/**
* 第二个版本的生产者消费者线程
*
* @author pinefantasy
* @since 2013-11-1
*/
public class ThreadDemo4 {

/**
     * 姑且卖车的当做是生产者线程
     */
    public static class CarSeller implements Runnable {

private CarBigHouse bigHouse;

public CarSeller(CarBigHouse bigHouse) {
this.bigHouse = bigHouse;
}

}

/**
     * 姑且买车的人当做是消费者线程
     */
    public static class Consumer implements Runnable {

private CarBigHouse bigHouse;

public Consumer(CarBigHouse bigHouse) {
this.bigHouse = bigHouse;
}

}

/**
     * 这边姑且当做是车子big house放车子的仓库房
     */
    public static class CarBigHouse {

public int carNums = 0;// 这边是仓库房子中车子的数量总数
public List<Car> carList = new ArrayList<Car>();// 这边模拟用来放汽车的list
public static final int max = 100;// 简单设置下，做下上限设置

private Object lock = new Object();// 采用object的wait和notify方式处理同步问题

public int put() {// 提供给生产者放汽车到仓库的接口
            synchronized (lock) {
                if (carList.size() == max) {// 达到了上限，不再生产car
                    try {
                        lock.wait();// 进行阻塞处理
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                Car car = CarFactory.makeNewCar();
                carList.add(car);// 加到仓库中去
                carNums++;// 总数增加1
                lock.notify();// 唤醒等待的线程
                return carNums;
            }
        }

public int get() {// 提供给消费者从这边取汽车接口
            Car car = null;
            synchronized (lock) {
                if (carList.size() == 0) {// 没有汽车可以用来消费
                    try {
                        lock.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if (carList.size() != 0) {// size不为空才去取车
                    car = carList.get(carList.size() - 1);// 提取最后一个car
                    carList.remove(car);// 从从库list中移除掉
                    carNums--;// 总数减少1
                }
                lock.notify();
                return carNums;
            }
        }

public static class Car {

public String carName;// 汽车名称
public double carPrice;// 汽车价格

public Car() {
}

public Car(String carName, double carPrice) {
                this.carName = carName;
                this.carPrice = carPrice;
            }
        }
    }

/**
     * 采用静态工厂方式创建car对象，这个只是简单模拟，不做设计模式上的过多考究
     */
    public static class CarFactory {

private CarFactory() {
}

public static Car makeNewCar(String carName, double carPrice) {
return new Car(carName, carPrice);
}

public static Car makeNewCar() {
            return new Car();
        }
    }

}

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java多线程和并发包入门示例

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