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详解Java多线程基础

Java多线程基础:创建线程两种方式(继承Thread类与实现Runnable接口);线程生命周期分为新建、就绪、运行、阻塞、死亡五个状态;sleep方法使线程暂停执行;synchronized同步锁可保证共享数据的互斥访问,解决线程安全问题,确保多线程数据一致性。

本文目录

    在 Ja va 并发编程里,多线程是绕不开的核心话题,也是很多开发者入门时容易踩坑的地方。今天咱们就把几个最基础、最常用的多线程知识点重新捋一遍——从线程的创建方式到生命周期,从休眠到安全同步,再到集合类的选型。不说废话,直接上干货。

    线程创建两种方式

    方式 1:继承 Thread 类

    继承后重写run(),调用start()启动线程

    详解Ja va多线程基础

    // 1.定义线程类
    class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            // 线程执行任务
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                System.out.println("线程执行:"+i);
            }
        }
    }
    // 测试
    public class ThreadDemo {
        public static void main(String[] args) {
            MyThread t1 = new MyThread();
            t1.start(); // 启动线程,自动执行run方法
        }
    }

    方式 2:实现 Runnable 接口

    避免单继承限制,更常用

    // 1.实现接口
    class MyRunnable implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                System.out.println("任务运行:"+i);
            }
        }
    }
    public class RunnableDemo {
        public static void main(String[] args) {
            MyRunnable task = new MyRunnable();
            Thread t2 = new Thread(task);
            t2.start();
        }
    }

    如何实现多线程

    // 1.定义线程类
    class MyThread extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            // 线程执行任务
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                // 加上当前线程名字,你能看清谁在跑
                System.out.println(getName() + " 执行:"+i);
            }
        }
    }
    // 测试
    public class ThreadDemo {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建 2 个线程
            MyThread t1 = new MyThread();
            MyThread t2 = new MyThread();
            // 给线程起名字
            t1.setName("线程A");
            t2.setName("线程B");
            // 启动 → 这才是多线程!
            t1.start();
            t2.start();
        }
    }
    // 1. 定义任务(不是线程,是任务)
    class MyRunnable implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                // 打印当前线程名字,能看清谁在跑
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
    public class RunnableDemo {
        public static void main(String[] args) {
            // 1. 创建任务
            MyRunnable task = new MyRunnable();
            // 2. 创建 2 个线程,执行同一个任务!!!
            Thread t1 = new Thread(task, "线程1");
            Thread t2 = new Thread(task, "线程2");
            // 3. 启动两个线程 → 这就是多线程!
            t1.start();
            t2.start();
        }
    }

    线程生命周期

    新建new线程对象-调用start(),等待CPU调度-CPU执行run方法-sleep,等待锁,IO阻塞-任务执行完毕/异常终止

    sleep 线程休眠

    让线程暂停指定毫秒,让出 CPU 执行权

    class SleepThread implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 1; i <= 3; i++) {
                System.out.println("计数:"+i);
                try {
                    // 休眠1000毫秒=1秒
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    public class SleepTest {
        public static void main(String[] args) {
            new Thread(new SleepThread()).start();
        }
    }

    线程安全问题 & synchronized 同步锁

    多线程同时操作共享数据,会出现数据错乱,加锁保证同一时间仅一个线程访问

    //无锁不安全示例
    class Ticket implements Runnable{
        private int ticket = 10;
        @Override
        public void run() {
            while (ticket > 0){
                System.out.println("剩余票数:"+ticket--);
            }
        }
    }
    // 多线程抢票,会出现重复票数、负数票
    public class UnSafeTest {
        public static void main(String[] args) {
            Ticket ticket = new Ticket();
            new Thread(ticket,"窗口1").start();
            new Thread(ticket,"窗口2").start();
        }
    }
    //synchronized 加锁解决安全问题
    class SafeTicket implements Runnable{
        private int ticket = 10;
        // 锁对象
        private final Object lock = new Object();
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                // 同步代码块,同一时间只允许一个线程进入
                synchronized (lock){
                    if(ticket <= 0){
                        break;
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"出票,剩余:"+ticket--);
                }
            }
        }
    }
    public class SafeLockTest {
        public static void main(String[] args) {
            SafeTicket ticket = new SafeTicket();
            new Thread(ticket,"窗口A").start();
            new Thread(ticket,"窗口B").start();
        }
    }

    HashMap vs 线程安全集合

    • HashMap:线程不安全,多线程下会出错、数据丢失、死循环。
    • 线程安全集合:多线程下不会出错,保证数据正确。

    HashMap 为什么线程不安全?

    原因:

    • 没有加锁
    • 多线程同时修改、插入数据时,会互相覆盖、冲突
    • JDK 1.8 之前会造成死循环

    多线程使用 HashMap 会出现什么问题?

    • 数据覆盖
    • 数据丢失
    • 并发修改异常
    • 极端情况下链表成环(卡死)

    Ja va 提供哪些线程安全的 Map?

    • Hashtable(古老,效率低)
    • Collections.synchronizedMap(Map)(包装成安全 map)
    • ConcurrentHashMap(推荐!最常用!高性能!)

    1)HashMap(线程不安全)

    单线程用,多线程绝对不能用!

    Map map = new HashMap<>();

    2)Hashtable(线程安全,但性能差)

    • 方法全部加 synchronized
    • 多线程会串行等待,性能差
    • 现在基本不用
    Map map = new Hashtable<>();

    3)Collections.synchronizedMap(安全,性能一般)

    把不安全的 Map 包装成安全的

    Map map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());

    4)ConcurrentHashMap(企业级首选!)

    • Ja va 最推荐的线程安全 Map
    • 分段锁 / CAS 机制,高并发、高性能
    • 多线程开发必须用它
    Map map = new ConcurrentHashMap<>();
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