多线程的三种实现方式及静态代理模式

线程、进程与多线程

• 进程是执行程序的一次执行过程。通常在一个进程中可以包含若干个线程，一个进程中至少有一个线程。线程是cpu调度和执行的单位
• 线程就是独立的执行路径
• 在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程
• main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序
• 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能人为干预的
• 对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制
• 线程会带来额外的开销，如cpu调度时间，并发控制开销
• 每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

继承Thread类

• 自定义线程类继承Thread类
• 重写run()方法，编写线程执行体
• 创建线程对象调用start()方法启动线程

//创建线程方式一：继承Thread类，重写run()方法，调用start开启线程//总结：注意：线程开启不一定立即执行，由cpu调度执行public class TestThread1 extends Thread{    @Override    public void run() {        //run方法线程体        for (int i = 0; i < 20; i++) {            System.out.println("我在看代码---"+i);        }    }    public static void main(String[] args) {        //main线程，主线程        //创建一个线程对象        TestThread1 testThread1 = new TestThread1();        //调用start()方法开启线程        testThread1.start();        for (int i = 0; i < 20; i++) {            System.out.println("我在学习多线程---"+i);        }    }}====================================================================import org.apache.commons.io.FileUtils;import java.io.File;import java.io.IOException;import java.net.URL;//练习Thread，实现多线程同步下载图片public class TestThread2 extends Thread{//使用实现Runnable接口的方法进行操作//public class TestThread2 implements Runnable{    private String url;//网络图片地址    private String name;//保存的文件名    public TestThread2(String url,String name){        this.url = url;        this.name = name;    }    //下载图片线程的执行体    @Override    public void run() {        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();        webDownloader.downloader(url,name);        System.out.println("下载了文件名为:"+name);    }    public static void main(String[] args) {        TestThread2 t1 = new TestThread2("/d/know/2023030410/yqmomo02lzg.webp","1.webp");        TestThread2 t2 = new TestThread2("/d/know/2023030410/4uhay02l2is.webp","2.webp");        TestThread2 t3 = new TestThread2("/d/know/2023030410/l3ckh5zrmb3.webp","3.webp");        //t1,t2,t3同时执行        t1.start();        t2.start();        t3.start();        //使用实现Runnable接口的方法进行操作        /*new Thread(t1).start();        new Thread(t2).start();        new Thread(t3).start();*/    }}//下载器class WebDownloader{    //下载方法    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异常,downloader方法出现问题");        }    }}

实现Runnable接口

• 定义MyRunnable类实现Runnable接口
• 实现run()方法，编写线程执行体
• 创建线程对象，调用start()方法启动线程

//创建线程方式2：实现runnabl接口，重写run方法，执行线程需要丢入runnab接口实现类，调用start方法public class TestThread3 implements Runnable{    @Override    public void run() {        //run方法线程体        for (int i = 0; i < 200; i++) {            System.out.println("我在看代码---"+i);        }    }    public static void main(String[] args) {        //创建runnable接口的实现类对象        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();        //创建线程对象，通过线程对象来开启我们的线程，代理        /*Thread thread = new Thread(testThread3);        thread.start();*/        new Thread(testThread3).start();        for (int i = 0; i < 1000; i++) {            System.out.println("我在学习多线程---"+i);        }    }}

对比：

继承Thread类

• 子类继承Thread类具备多线程能力
• 启动线程：子类对象.start()
• 不建议使用，避免OOP单继承局限性

实现Runnable接口

• 实现Runnable具有多线程能力

• 启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()

• 推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

  • //一份资源StartThread4 station = new StartThread4();//多个代理new Thread(station,"小明");new Thread(station,"老师");new Thread(station,"小红");

初识并发问题

//多个线程同时操作同一个对象//买火车票的例子//发现问题：多个线程操作同一个资源的情况下，线程不安全，数据紊乱public class TestThread4 implements Runnable{    //票数    private int ticketNums = 10;    @Override    public void run() {        while (true) {            if (ticketNums<=0){                break;            }            //模拟延时            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,"老师").start();        new Thread(testThread4,"黄牛党").start();    }}

案例：龟兔赛跑

public class Race implements Runnable{    //胜利者    private static String winner;    @Override    public void run() {        for (int i = 0; i <= 100; i++) {            //模拟兔子休息            /*if (Thread.currentThread().getName().equals("兔子") && i%10==0){                try {                    Thread.sleep(5);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            }*/            //判断比赛是否结束            boolean flag = gameOver(i);            //如果比赛结束了，就停止程序            if (flag){                break;            }            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");        }    }    //判断是否完成比赛    private boolean gameOver(int steps){        //判断是否有胜利者        if (winner!=null){//已经存在胜利者了            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,"乌龟").start();        new Thread(race,"兔子").start();    }}

实现Callable接口

1. 实现Callable接口，需要返回值类型
2. 重写call方法，需要抛出异常
3. 创建目标对象
4. 创建执行服务：ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
5. 提交执行：Future result1 = ser.submit(t1);
6. 获取结果：boolean r1 = result1.get();
7. 关闭服务：ser.shutdownNow();

import org.apache.commons.io.FileUtils;import java.io.File;import java.io.IOException;import java.net.URL;import java.util.concurrent.*;//线程创建方式三：实现callable接口public class TestCallable implements Callable<Boolean> {    private String url;//网络图片地址    private String name;//保存的文件名    public TestCallable(String url,String name){        this.url = url;        this.name = name;    }    //下载图片线程的执行体    @Override    public Boolean call() throws Exception {        WebDownloader webDownloader = new WebDownloader();        webDownloader.downloader(url,name);        System.out.println("下载了文件名为："+name);        return true;    }    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {        TestCallable t1 = new TestCallable("/d/know/2023030410/yqmomo02lzg.webp","1.webp");        TestCallable t2 = new TestCallable("/d/know/2023030410/4uhay02l2is.webp","2.webp");        TestCallable t3 = new TestCallable("/d/know/2023030410/l3ckh5zrmb3.webp","3.webp");        //创建执行服务：        ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(3);        //提交执行        Future<Boolean> r1 = ser.submit(t1);        Future<Boolean> r2 = ser.submit(t2);        Future<Boolean> r3 = ser.submit(t3);        //获取结果        boolean rs1 = r1.get();        boolean rs2 = r2.get();        boolean rs3 = r3.get();        System.out.println(rs1);        System.out.println(rs2);        System.out.println(rs3);                //关闭服务        ser.shutdownNow();    }}//下载器class WebDownloader{    //下载方法    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异常,downloader方法出现问题");        }    }}

静态代理模式

//静态代理模式总结：//真实对象和代理对象都要实现同一个接口//代理对象要代理真实角色//好处：    //代理对象可以做很多真实对象做不了的事情    //真实对象专注做自己的事情public class StaticProxy {    public static void main(String[] args) {        //多线程的实现方式，使用lambda表达式        /*new Thread( ()-> System.out.println("我爱你") ).start();        new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();*/        //原来使用you调用HappyMarry()方法，现在把you作为参数传入WeddingCompany，使用weddingCompany调用HappyMarry方法        /*You you = new You();//你要结婚        you.HappyMarry();*/        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(new You());        weddingCompany.HappyMarry();    }}//接口interface Marry{    void HappyMarry();}//真实角色，你去结婚class You implements Marry{    @Override    public void HappyMarry() {        System.out.println("秦老师要结婚了，超开心");    }}//代理角色，帮助你结婚class WeddingCompany implements Marry{    //代理谁-->真实目标角色    private Marry target;    //构造方法    public WeddingCompany(Marry target){        this.target = target;    }    @Override    public void HappyMarry() {        before();        this.target.HappyMarry();//这就是真实对象        after();    }    private void after() {        System.out.println("结婚之后，收尾款");    }    private void before() {        System.out.println("结婚之前，布置现场");    }}