Java | 多线程
线程概述
什么是进程？什么是线程？它们的区别？
- 进程是指操作系统中的一段程序，它是一个正在执行中的程序实例，
具有独立的内存空间和系统资源，如文件、网络端口等。在计算机程序执行时，先创建进程，再在进程中进行程序的执行。一般来说，一个进程可以包含多个线程。
注
提示:
- Windows 资源管理器看到的都是进程，进程是操作系统管理的基本单元。
- 线程是
指进程中的一个执行单元，是进程的一部分，它负责在进程中执行程序代码。每个线程都有自己的栈和程序计数器，并且可以共享进程的资源。多个线程可以在同一时刻执行不同的操作，从而提高了程序的执行效率。
现代的操作系统是支持多进程的，也就是可以
启动多个软件，一个软件就是一个进程。称为：多进程并发。通常一个进程都是
可以启动多个线程的。称为：多线程并发。
多线程的作用？
- 提高处理效率。（多线程的优点之一是
能够使 CPU 在处理一个任务时同时处理多个线程，这样可以充分利用 CPU 的资源，提高 CPU 的利用效率。）
JVM规范中规定
堆内存、方法区是线程共享的。虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器是每个线程私有的。
关于Java程序的运行原理
“java HelloWorld”执行后，会启动JVM，JVM的启动表示一个进程启动了。
JVM进程会首先启动一个主线程（main-thread），主线程负责调用main方法。因此main方法是在主线程中运行的。
除了主线程之外，还启动了一个垃圾回收线程。因此启动JVM，至少启动了两个线程。
在main方法的执行过程中，程序员可以手动创建其他线程对象并启动。
分析程序有多少个线程(练习)
package com.powernode.javase.thread;
/**
* 分析当前程序有多少个线程？
* 这个程序除了GC线程之外，只有一个主线程。
* 在JVM当中只有一个VM Stack。
* 这个栈底部是main方法。
* 栈顶部是m3方法。
*/
public class ThreadTest01 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("main begin");
m1();
System.out.println("main over");
}
public static void m1() {
System.out.println("m1 begin");
m2();
System.out.println("m1 over");
}
public static void m2() {
System.out.println("m2 begin");
m3();
System.out.println("m2 over");
}
public static void m3() {
System.out.println("m3 execute!");
}
}注
测试:
main begin
m1 begin
m2 begin
m3 execute!
m2 over
m1 over
main over并发与并行
并发（concurrency）
①使用单核CPU的时候，同一时刻只能有一条指令执行，但多个指令被快速的轮换执行，使得在宏观上具有多个指令同时执行的效果，但在微观上并不是同时执行的，只是把时间分成若干端，使多个指令快速交替的执行。
②如上图所示，假设只有一个CPU资源，线程之间要竞争得到执行机会。图中的第一个阶段，在A执行的过程中，B、C不会执行，因为这段时间内这个CPU资源被A竞争到了，同理，第二阶段只有B在执行，第三阶段只有C在执行。其实，并发过程中，A、B、C并不是同时进行的（微观角度），但又是同时进行的（宏观角度）。
③在同一个时间点上，一个CPU只能支持一个线程在执行。因为CPU运行的速度很快，CPU使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换，因此我们看起来的感觉就像是多线程一样，也就是看上去就是在同一时刻运行。
并行（parallellism）
①使用多核CPU的时候，同一时刻，有多条指令在多个CPU上同时执行。
②如图所示，在同一时刻，ABC都是同时执行（微观、宏观）
并发编程与并行编程
并发编程
核心思想： 在单个CPU核心上，通过时间分片的方式，让多个任务“看起来”是同时进行的。当一个任务等待（如等待I/O操作）时，CPU会立刻切换到另一个任务，从而充分利用CPU资源。
时序图解释：
下图展示了在单核CPU上，两个任务（任务A和任务B）并发执行的过程。
时序图关键点：
- 单核资源：整个流程只有一个CPU核心在工作。
- 时间分片：CPU将时间分成小片段，轮流分配给任务A和任务B。
- 上下文切换：每次切换任务时，CPU需要保存当前任务的状态（上下文），并加载下一个任务的状态。这个过程有一定开销。
- 利用等待时间：当任务B进行I/O操作（如读写文件、网络请求）时，它不需要CPU。此时CPU不会傻等，而是立即切换到任务A去执行。这是并发编程提升效率的关键。
- 宏观与微观：在宏观上（比如1秒钟内），任务A和B都在向前推进，好像是“同时”运行的；但在微观上（纳秒或毫秒级），它们在交替执行。
并发的主要目的： 提高程序的响应能力和资源（特别是CPU）的利用率
并行编程
核心思想： 利用多个CPU核心，在同一时刻真正同时执行多个任务。
时序图解释：
下图展示了在双核CPU上，两个任务并行执行的过程。
时序图关键点：
- 多核资源：有多个CPU核心（这里是两个）作为执行单元。
- 真正同时：在同一个时钟周期（时刻T1），核心1执行任务A，核心2执行任务B。它们之间没有“交替”或“抢占”，是物理上的同时执行。
- 无上下文切换：每个任务独占一个核心，在其时间片内不需要被中断和切换，因此没有并发模式下的那种上下文切换开销。
- 效率提升：理想情况下，双核并行执行两个计算密集型任务，时间可以缩短到单核的一半。
并行的主要目的： 大幅提升计算速度，缩短问题的总体解决时间，通常用于处理计算密集型任务（如科学计算、大数据处理、图形渲染）。
总结与关系
| 特性 | 并发 | 并行 |
|---|---|---|
| 核心数量 | 单核即可 | 必须多核 |
| 执行方式 | 交替执行 | 同时执行 |
| 核心目标 | 提高响应和资源利用率 | 提升计算速度 |
| 是否同时 | 宏观同时，微观交替 | 宏观和微观都同时 |
| 适用场景 | I/O密集型任务、Web服务器 | 计算密集型任务 |
相互关系：
- 并行是并发的真子集：一个系统如果可以并行，那么它必然可以并发（因为多个核心可以各自进行任务切换）。但可以并发的系统不一定能并行（比如在单核CPU上）。
- 现代编程通常结合两者：在一个多核CPU上，可以同时运行多个程序（并行），而每个程序内部又通过多线程来实现并发。例如，一个Web服务器在8核CPU上运行，它可以同时处理8个用户请求（并行），而处理每个请求的线程在遇到数据库查询时，会释放CPU给其他线程使用（并发）。
线程的调度策略
概述
如果多个线程被分配到一个CPU内核中执行，则同一时刻只能允许有一个线程能获得CPU的执行权，那么进程中的多个线程就会抢夺CPU的执行权，这就是涉及到线程调度策略。
线程的调度模型
分时调度模型
所有线程轮流使用CPU的执行权，并且
平均的分配每个线程占用的CPU的时间。
分时调度的关键点：
- ⏱️ 固定时间片：每个线程获得相等的CPU时间（如20ms）
- 🔄 循环轮转：按顺序轮流执行，保证公平性
- ⏸️ 强制切换：时间片用完立即挂起，不管任务是否完成
- 🎯 适用场景：强调公平性的系统，早期Unix系统
抢占式调度模型
让
优先级高的线程以较大的概率优先获得CPU的执行权，如果线程的优先级相同，那么就会随机选择一个线程获得CPU的执行权，而Java采用的就是抢占式调用。
抢占式调度的关键点：
- 🏆 优先级驱动：高优先级线程优先执行，并可抢占低优先级线程
- 🎲 同优先级随机：优先级相同时，随机选择或轮转
- 🔄 动态响应：新就绪的高优先级线程能立即获得CPU
- ⚡ Java采用：这正是Java线程调度的方式
Java中的抢占式调度示例
public class ThreadPriorityExample {
public static void main(String[] args) {
Thread highPriorityThread = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("高优先级线程执行");
}
});
Thread lowPriorityThread = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("低优先级线程执行");
}
});
// 设置优先级（1-10，默认5）
highPriorityThread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); // 10
lowPriorityThread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); // 1
lowPriorityThread.start();
highPriorityThread.start(); // 高优先级线程可能先完成
}
}实现线程
第一种方式：继承Thread
在Java语言中，实现线程，有两种方式，第一种方式：
第一步：编写一个类继承 java.lang.Thread
第二步：重写run方法
第三步：new线程对象
第四部：调用线程对象的start方法来启动线程。package com.powernode.javase.thread;
public class ThreadTest02 {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程对象
//MyThread mt = new MyThread();
Thread t = new MyThread();
// 直接调用run方法，不会启动新的线程。
// java中有一个语法规则：对于方法体当中的代码，必须遵循自上而下的顺序依次逐行执行。
// run()方法不结束，main方法是无法继续执行的。
//t.run();
// 调用start()方法，启动线程
// java中有一个语法规则：对于方法体当中的代码，必须遵循自上而下的顺序依次逐行执行。
// start()方法不结束，main方法是无法继续执行的。
// start()瞬间就会结束，原因这个方法的作用是：启动一个新的线程，只要新线程启动成功了，start()就结束了。
t.start();
// 这里编写的代码在main方法中，因此这里的代码属于在主线程中执行。
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("main--->" + i);
}
}
}
// 自定义一个线程类
// java.lang.Thread本身就是一个线程。
// MyThread继承Thread，因此MyThread本身也是一个线程。
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("MyThread--->" + i);
}
}
}正确执行流程（使用start()方法）
使用
start()方法的输出特点:main--->0 MyThread--->0 main--->1 MyThread--->1 main--->2 MyThread--->2 ...
- 两个循环交替执行
- 执行顺序不确定，由线程调度器决定
- 主线程和子线程并发执行
错误执行流程（使用run()方法）
使用
run()方法的输出特点：MyThread--->0 MyThread--->1 ... MyThread--->99 main--->0 main--->1 ... main--->99
- 先完整执行子线程的run方法
- 然后才执行主线程的循环
- 实际上是单线程顺序执行
总结
start() vs run() 的区别
| 方法 | 作用 | 线程数量 | 执行顺序 |
|---|---|---|---|
start() | 启动新线程，在新线程中执行run()方法 | 2个线程（主线程+新线程） | 并发执行 |
run() | 直接调用方法，不会启动新线程 | 1个线程（主线程） | 顺序执行 |
- 创建线程对象只是创建了对象，线程并未启动
- 调用
start()会启动新线程，立即返回，主线程继续执行- 调用
run()只是普通方法调用，不会启动新线程- 多线程并发执行时，执行顺序由JVM线程调度器决定，具有不确定性
第二种方式：实现Runnable接口
在Java语言中，实现线程，有两种方式，第二种方式：
第一步：编写一个类实现 java.lang.Runnable接口（可运行的接口）
第二步：实现接口中的run方法。
第三步：new线程对象
第四部：调用线程的start方法启动线程
总结：实现线程两种方式：
第一种：编写类直接继承Thread
第二种：编写类实现Runnable接口
推荐使用第二种，因为实现接口的同时，保留了类的继承。package com.powernode.javase.thread;
public class ThreadTest03 {
public static void main(String[] args) {
// 创建Runnable对象
//Runnable r = new MyRunnable();
// 创建线程对象
//Thread t1 = new Thread(r);
// 创建线程对象
Thread t = new Thread(new MyRunnable());
// 启动线程
t.start();
// 主线程中执行的。
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("main----->" + i);
}
}
}
// 严格来说，这个不是一个线程类
// 它是一个普通的类，只不过实现了一个Runnable接口。
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("t----->" + i);
}
}
}实现Runnable接口方式的执行流程:
输出结果示例：
main----->0 t----->0 main----->1 t----->1 main----->2 t----->2 ... main----->99 t----->99
两种实现方式的对比
两种方式的比较:
| 特性 | 继承Thread类 | 实现Runnable接口 |
|---|---|---|
| 代码结构 | class MyThread extends Thread | class MyRunnable implements Runnable |
| 线程创建 | Thread t = new MyThread() | Thread t = new Thread(new MyRunnable()) |
| 执行方式 | 直接执行自己的run()方法 | 通过Thread调用Runnable的run()方法 |
| 继承限制 | 占用继承名额 | 不占用继承名额 |
| 资源共享 | 每个线程独立实例 | 多个线程可共享同一Runnable实例 |
优化方式二(匿名内部类创建多线程)
匿名内部类回顾:
1.new 接口/抽象类(){
重写方法
}.重写的方法();
2.接口名/类名 对象名 = new 接口/抽象类(){
重写方法
}
对象名.重写的方法();package com.powernode.javase.thread;
/**
* 采用匿名内部类的方式，少写一个Runnable接口的实现类。
*/
public class ThreadTest04 {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程对象
/*Thread t = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("t ---> " + i);
}
}
});
// 启动线程
t.start();*/
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("t--->" + i);
}
}
}).start();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("main ---> " + i);
}
}
}输出结果示例：
main ---> 0 main ---> 1 t--->0 main ---> 2 main ---> 3 main ---> 4 main ---> 5 t--->1 main ---> 6 ... main----->99 t----->99
第三种方式：实现Callable接口(实现call方法)
注
- ① 优点：扩展性强，实现该接口的同时还可以继承其他类。
- ② 缺点：编程相对复杂，不能直接使用 Thread 类中的方法。
package com.powernode.javase.thread24;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;
/**
* 实现线程的第三种方式：实现Callable接口，实现call方法。
* 这种方式实现的线程，是可以获取到线程返回值的。
*/
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建"未来任务"对象
FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(new Callable<Integer>() {
@Override
public Integer call() throws Exception {
// 处理业务......
Thread.sleep(1000 * 5);
return 1;
}
});
// 创建线程对象
Thread t = new Thread(task);
t.setName("t1");
// 启动线程
t.start();
try {
// 获取“未来任务”线程的返回值
// 阻塞当前线程，等待“未来任务”结束并返回值。
// 拿到返回值，当前线程的阻塞才会解除。继续执行。
Integer i = task.get();
System.out.println(i);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/*
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {}
}
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {}
}*/1 (5s后返回结果)总结:
- 初始化阶段：
- Main线程创建FutureTask对象，传入Callable匿名内部类
- 创建Thread线程对象，将FutureTask作为任务传入
- 设置线程名并启动线程
- 执行阶段：
- Main线程调用
task.get()方法，进入阻塞状态，等待计算结果- 线程t1开始执行Callable的call()方法
- call()方法中睡眠5秒模拟业务处理，然后返回结果1
- 结果返回阶段：
- 线程t1将计算结果设置到FutureTask中
- FutureTask唤醒阻塞的Main线程
- Main线程获取到返回值1并打印
第四种方式：使用线程池技术
创建线程的第四种方式：使用线程池技术
1.线程池本质上就是一个缓存：cache
2.一般都是服务器在启动的时候，初始化线程池
3.也就是说服务器在启动的时候，创建N多个线程对象
4.直接放到线程池中，需要使用线程对象的时候，直接从线程池中获取。使用步骤：
- ①
通过 Executors 类的静态工厂方法创建线程池对象。 - ②
通过调用线程池对象的 submit()、execute()、invokeAny() 以及 invokeAll() 方法将任务（线程）分配给线程池对象。 - ③
关闭线程池对象。
package com.powernode.javase.thread25;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个线程池对象（线程池中有3个线程）
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 将任务交给线程池（你不需要触碰到这个线程对象，你只需要将要处理的任务交给线程池即可。）
executorService.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + i);
}
}
});
// 最后记得关闭线程池
executorService.shutdown();
}
}pool-1-thread-1--->0
pool-1-thread-1--->1
pool-1-thread-1--->2
pool-1-thread-1--->3
pool-1-thread-1--->4
pool-1-thread-1--->5
pool-1-thread-1--->6
pool-1-thread-1--->7
pool-1-thread-1--->8
pool-1-thread-1--->9总结：
- 初始化阶段：
- 主线程通过
Executors.newFixedThreadPool(3)创建线程池- 线程池内部初始化3个工作线程，但此时线程处于等待状态
- 任务提交阶段：
- 主线程调用
executorService.submit()提交Runnable任务- 线程池接收任务并将其放入任务队列
- 线程池选择一个空闲的工作线程来执行任务
- 任务执行阶段：
- 工作线程调用任务的
run()方法- 执行循环打印操作
- 任务完成后，工作线程返回到线程池等待新任务
- 关闭阶段：
- 主线程调用
shutdown()方法- 线程池停止接收新任务，但会等待已提交的任务执行完成
- 所有任务完成后，线程池正式关闭
Thread类中的方法
void start() -> 开启线程,jvm自动调用run方法
void run() -> 设置线程任务,这个run方法是Thread重写的接口Runnable中的run方法
String getName() -> 获取线程名字
void setName(String name) -> 给线程设置名字
static Thread currentThread() -> 获取正在执行的线程对象(此方法在哪个线程中使用,获取的就是哪个线程对象)package com.powernode.javase.thread01;
/**
* 关于线程中常用方法：
* 实例方法：
* String getName(); 获取线程对象的名字
* void setName(String threadName); 修改线程的名字
* 静态方法：
* static Thread currentThread(); 获取当前线程对象的引用。
*/
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 获取当前线程对象
Thread mainThread = Thread.currentThread();
// 获取当前线程的名字
System.out.println("主线程的名字：" + mainThread.getName()); // 主线程的名字：main
// 创建线程对象
Thread t = new MyThread("tt");
// 修改线程的名字
t.setName("t");
// 启动线程
t.start();
// 创建线程对象
Thread t1 = new MyThread("tt1");
// 修改线程名字
t1.setName("t1");
// 启动线程
t1.start();
}
}
class MyThread extends Thread{
public MyThread(String threadName) {
super(threadName);
}
@Override
public void run() {
// 获取当前线程对象
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取当前线程对象的名字
System.out.println("分支线程的名字：" + t.getName()); // 分支线程的名字：Thread-0
}
}测试:
线程生命周期
线程生命周期指的是：从线程对象新建，到最终线程死亡的整个过程。
1.NEW
新建状态
2.RUNNABLE
可运行状态
细分的话，又可以分为两个子状态：
2.1就绪状态
2.2运行状态
3.BLOCKED
阻塞状态
遇到锁之后进入阻塞状态。（什么是锁！！！）
4.WAITING
等待状态
无期限的等待，没有时长限定
5.TIMED_WAITING
超时等待状态
这种等待是有时长限定的。
6.TERMINATED
终止状态(死亡状态)
面试的时候，线程的生命周期说几个状态呢？七个状态：
1．新建状态
2．就绪状态
3，运行状态
4．超时等待状态
5．等待状态（等后面学习了线程之间的通信之后，可以添加这个状态。wait()方法。）
6．阻塞状态（等后面学习了线程同步机制之后，可以添加这个状态。）
7．终止状态
线程的sleep方法
关于线程的sleep方法：
1. static void sleep(long millis)
静态方法，没有返回值，参数是一个毫秒。1秒 = 1000毫秒
2. 这个方法作用是：
让当前线程进入休眠，也就是让当前线程放弃占有的CPU时间片，让其进入阻塞状态。
意思：你别再占用CPU了，让给其他线程吧。
阻塞多久呢？参数毫秒为准。在指定的时间范围内，当前线程没有权利抢夺CPU时间片了。
3. 怎么理解“当前线程”呢？
Thread.sleep(1000); 这个代码出现在哪个线程中，当前线程就是这个线程。
4. run方法在方法重写的时候，不能在方法声明位置使用 throws 抛出异常。
5. sleep方法可以模拟每隔固定的时间调用一次程序。package com.powernode.javase.thread02;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
try {
// 让当前线程睡眠5秒
// 这段代码出现在主线程中，所以当前线程就是主线程
// 让主线程睡眠5秒
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "===>" + i);
}
// 启动线程
Thread t = new Thread(new MyRunnable());
t.setName("t");
t.start();
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "===>" + i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}main===>0(main(主线程)睡眠5秒后再执行)
main===>1
main===>2
main===>3
main===>4
main===>5
main===>6
main===>7
main===>8
main===>9
t===>0(每次循环睡眠1秒)
t===>1
t===>2
t===>3
t===>4
t===>5
t===>6
t===>7
t===>8
t===>9sleep面试题
关于sleep的面试题：以下程序中，是
main线程休眠5秒，还是分支线程休眠5秒？
package com.powernode.javase.thread03;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
MyThread t = new MyThread();
t.setName("t");
t.start();
try {
// 这行代码并不是让t线程睡眠，而是让当前线程睡眠。
// 当前线程是main线程。
t.sleep(1000 * 5); // 等同于：Thread.sleep(1000 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "===>" + i);
}
}
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run(){
for (int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "===>" + i);
}
}
}t===>0
t===>1
t===>2
t===>3
...
t===>99
(main线程休眠5s后开始执行)
main===>0
main===>1
main===>2
main===>3
...
main===>99结论:
- 初始阶段
- Main线程创建Thread t对象
- 调用t.start()启动分支线程
- 并发执行阶段
- Thread t立即开始执行run()方法
- Main线程执行到
t.sleep(5000)时，实际上是调用静态方法Thread.sleep(5000)- 休眠阶段
- Main线程进入5秒休眠状态
- Thread t继续正常执行，不受sleep影响
- 唤醒后阶段
- Main线程5秒后唤醒，继续执行后续代码
- 两个线程都执行各自的循环输出
中断线程的睡眠
怎么中断一个线程的睡眠。（怎么解除线程因sleep导致的阻塞，让其开始抢夺CPU时间片。）
package com.powernode.javase.thread04;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程对象并启动
Thread t = new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "===> begin");
try {
// 睡眠一年
Thread.sleep(1000 * 60 * 60 * 24 * 365);
} catch (InterruptedException e) {
// 打印异常信息
//e.printStackTrace();
System.out.println("知道了，这就起床！");
}
// 睡眠一年之后，起来干活了
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " do some!");
}
});
// 启动线程
t.start();
// 主线程
// 要求：5秒之后，睡眠的Thread-0线程起来干活
try {
Thread.sleep(5*1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
// Thread-0起来干活了。
// 这行代码的作用是终止 t 线程的睡眠。
// interrupt方法是一个实例方法。
// 以下代码含义：t线程别睡了。
// 底层实现原理是利用了：异常处理机制。
// 当调用这个方法的时候，如果t线程正在睡眠，必然会抛出：InterruptedException，然后捕捉异常，终止睡眠。
t.interrupt();
}
}Thread-0===> begin
知道了，这就起床！
Thread-0 do some!总结:
- 初始状态：
- 主线程创建并启动Thread-0线程
- Thread-0进入长时间的睡眠状态
- 中断机制：
interrupt()方法并不会立即停止线程- 而是设置线程的中断标志位
- 当线程在阻塞状态（如sleep）时，会立即抛出
InterruptedException- 异常处理：
- Thread-0在sleep中被中断时，会抛出InterruptedException
- 程序捕获异常后继续执行后续代码
- 这样就实现了"唤醒"睡眠线程的效果
- 线程状态变化：
- RUNNABLE → TIMED_WAITING(sleep) → RUNNABLE(被中断) → TERMINATED
这种机制常用于实现线程的优雅终止，比如在需要停止后台任务时，通过中断来唤醒正在等待的线程。
终止线程的执行
一个线程 t 一直在正常的运行，如何终止 t 线程的执行！！！！
方式一(已经过时)
package com.powernode.javase.thread05;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
Thread t = new Thread(new MyRunnable());
t.setName("t");
t.start();
// 5秒之后，t线程停止！
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
// 终止线程t的执行。
// 从java2开始就不建议使用了，因为这种方式是强行终止线程。容易导致数据丢失。
// 没有保存的数据，在内存中的数据一定会因为此方式导致丢失。
t.stop();
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "===>" + i);
}
}
}方式二(优化后)
如何合理的，正常的方式
终止一个线程的执行？
**一般我们在实际开发中会使用`打标记`的方式，来终止一个线程的执行。**
package com.powernode.javase.thread06;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程对象
MyRunnable mr = new MyRunnable();
Thread t = new Thread(mr);
t.setName("t");
// 启动线程
t.start();
// 5秒之后终止线程t的执行
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
//终止线程t的执行。
mr.run = false;
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
/**
* 是否继续执行的标记。
* true表示：继续执行。
* false表示：停止执行。
*/
boolean run = true;
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
if (run) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>" + i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
} else {
return;
}
}
}
}t==>0
t==>1
t==>2
t==>3
t==>4
(5秒之后终止了线程t的执行)
进程已结束，退出代码为 0总结:
1. 初始化阶段
- 主线程创建
MyRunnable对象和线程对象- 设置线程名并启动线程
2. 线程执行阶段
- 线程t开始执行
run()方法- 在循环中不断检查
run标志位- 每次循环输出信息并睡眠1秒
3. 终止阶段
- 主线程睡眠5秒后，将
run标志设为false- 线程t在下次循环检查时发现
run为false，立即返回终止执行
守护线程
- 设置当前线程为守护线程（后台线程）：
public final void setDaemon(boolean on) {}- 判断当前线程是否是守护线程（后台线程）：
public final boolean isDaemon() {}注
- ① Java 中默认创建的线程是非守护线程（普通线程，用户线程）。
- ② 如果一个应用中只要有一个普通线程还在运行，应用程序就不会退出；反之，则会退出。
- ③ 守护线程依赖于普通线程，当最后一个前台线程结束时，所有后台线程立即终止。
- ④ Java 中的 GC 就是典型的守护线程。
1. 在Java语言中，线程被分为两大类：
第一类：用户线程（非守护线程）
第二类：守护线程（后台线程）
2. 在JVM当中，有一个隐藏的守护线程一直在守护者，它就是GC线程。
3. 守护线程的特点：所有的用户线程结束之后，守护线程自动退出/结束。
4. 如何将一个线程设置为守护线程？
t.setDaemon(true);package com.powernode.javase.thread07;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.setName("t");
// 在启动线程之前，设置线程为守护线程
myThread.setDaemon(true);
// 启动线程
myThread.start();
// 10s结束！
// main线程中，main线程是一个用户线程。
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "===>" + i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
int i = 0;
while (true) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>" + (++i));
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}main===>0
t==>1
main===>1
t==>2
main===>2
t==>3
t==>4
main===>3
main===>4
t==>5
main===>5
t==>6
t==>7
main===>6
main===>7
t==>8
main===>8
t==>9
main===>9
t==>10
t==>11总结:
1. 初始化阶段
- 主线程创建
MyThread对象- 设置线程名为"t"
- 关键步骤：调用
setDaemon(true)将线程设置为守护线程- 启动线程
2. 并发执行阶段
- 主线程：执行10次循环，每次睡眠1秒
- 守护线程t：执行无限循环，每次睡眠1秒
3. 终止阶段
- 主线程完成10次循环后自然结束
- JVM检测到所有用户线程（这里只有main线程）都已结束
- JVM强制终止所有守护线程（包括线程t）
- 程序退出
定时任务(记录日志)
1. JDK中提供的定时任务：
java.util.Timer 定时器
java.util.TimerTask 定时任务
2. 定时器 + 定时任务：可以帮我们在程序中完成：每间隔多久执行一次某段程序。
3. Timer的构造方法：
Timer()
Timer(boolean isDaemon) isDaemon是true表示该定时器是一个守护线程。package com.powernode.javase.thread08;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 创建定时器对象（本质上就是一个线程）
// 如果这个定时器执行的任务是一个后台任务，是一个守护任务，建议将其定义为守护线程。
Timer timer = new Timer(true);
// 指定定时任务
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
Date firstTime = sdf.parse("2025-11-9 15:13:00");
//timer.schedule(定时任务,第一次执行时间,间隔多久一次);
//timer.schedule(new LogTimerTask(), firstTime, 1000);
// 匿名内部类的方式
timer.schedule(new TimerTask() {
int count = 0;
@Override
public void run() {
// 执行任务
Date now = new Date();
String strTime = sdf.format(now);
System.out.println(strTime + ": " + count++);
}
},firstTime,1000*5);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Thread.sleep(1000);
}
}
}2025-11-09 15:19:31: 0
2025-11-09 15:19:36: 1
2025-11-09 15:19:41: 2
进程已结束，退出代码为 0总结:
初始化阶段
- 主线程创建
Timer对象，参数true表示设置为守护线程- 调用
schedule()方法设置定时任务：
- 定时任务：匿名内部类实现的
TimerTask- 首次执行时间：
2025-11-9 15:13:00- 执行间隔：5秒（5000毫秒）
定时器工作阶段
- 定时器线程（守护线程）启动并等待首次执行时间
- 当系统时间到达指定时间时，执行第一次任务
- 之后每隔5秒自动执行一次任务
- 每次执行：
- 获取当前时间并格式化
- 输出时间字符串和计数器值
- 计数器自增
程序终止阶段
- 主线程执行10秒后结束
- JVM检测到所有用户线程结束
- 强制终止定时器守护线程
- 程序退出
关键特点：
Timer构造方法：
Timer()- 创建用户线程定时器Timer(boolean isDaemon)- 创建守护线程定时器schedule方法参数：
- TimerTask - 要执行的任务（抽象类，需实现run方法）
- firstTime - 首次执行时间（Date对象）
- period - 执行间隔（毫秒）
守护线程的优势：
- 当应用程序主线程结束时，定时器自动停止
- 避免程序无法正常退出的问题
- 适合执行后台清理、监控等非关键任务
线程合并
1. 调用join()方法完成线程合并。
2. join()方法是一个实例方法。（不是静态方法） t.join
3. 假设在main方法（main线程）中调用了 t.join()，后果是什么？
t线程合并到主线程中。主线程进入阻塞状态。直到 t 线程执行结束。主线程阻塞解除。
4. t.join()方法其实是让当前线程进入阻塞状态，直到t线程结束，当前线程阻塞解除。
5. 和sleep方法有点类似，但不一样：
第一：sleep方法是静态方法，join是实例方法。
第二：sleep方法可以指定睡眠的时长，join方法不能保证阻塞的时长。
第三：sleep和join方法都是让当前线程进入阻塞状态。
第四：sleep方法的阻塞解除条件？时间过去了。 join方法的阻塞解除条件？调用join方法的那个线程结束了。package com.powernode.javase.thread09;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t = new MyThread();
t.setName("t");
t.start();
System.out.println("main begin");
// 合并线程
// t合并到main线程中。
// main线程受到阻塞（当前线程受到阻塞）
// t线程继续执行，直到t线程结束。main线程阻塞解除（当前线程阻塞解除）。
// t.join();
// join方法也可以有参数，参数是毫秒。
// 以下代码表示 t 线程合并到 当前线程，合并时长 10 毫秒
// 阻塞当前线程 10 毫秒
//t.join(10);
// 调用这个方法，是想让当前线程受阻10秒
// 但不一定，如果在指定的阻塞时间内，t线程结束了。当前线程阻塞也会解除。
t.join(1000 * 10);
// 当前线程休眠10秒。
//Thread.sleep(1000 * 10);
// 主线程
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>" + i);
}
System.out.println("main over");
}
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>" + i);
}
}
}main begin
(main线程受到阻塞（当前线程受到阻塞）)
t==>0
t==>1
t==>2
...
t==>100
(t线程继续执行，直到t线程结束。main线程阻塞解除（当前线程阻塞解除）)
main==>0
main==>1
...
main==>100
main over总结:
时序图详细解释：
1. 初始化阶段
- 主线程创建并启动线程t
- 主线程输出"main begin"
2. 线程合并阶段 - 关键部分
- 主线程调用
t.join(10000)，进入阻塞状态- 阻塞条件：主线程等待线程t结束，最多等待10秒
- 线程t继续独立执行循环
3. 解除阻塞阶段
- 情况1：线程t在10秒内完成执行 → 主线程立即解除阻塞
- 情况2：线程t未在10秒内完成 → 主线程10秒后超时解除阻塞
4. 继续执行阶段
- 主线程解除阻塞后继续执行自己的循环
- 输出"main over"后程序结束
join方法的三种形式：
- 无参join()
t.join(); // 无限期等待，直到线程t结束
- 带毫秒参数的join(long millis)
t.join(10000); // 最多等待10秒
- 带毫秒和纳秒参数的join(long millis, int nanos)
t.join(10000, 500000); // 最多等待10秒500纳秒join方法与sleep方法的对比：
特性 join() sleep() 方法类型 实例方法 静态方法 阻塞时长 不确定（依赖目标线程） 确定（指定时间） 阻塞条件 目标线程结束 时间到达 中断响应 支持InterruptedException 支持InterruptedException 用途 线程依赖执行顺序 定时等待、延迟执行
JVM调度
线程优先级
1. 优先级
2. 线程是可以设置优先级的，优先级较高的，获得CPU时间片的总体概率高一些。
3. JVM采用的是抢占式调度模型。谁的优先级高，获取CPU时间片的总体概率就高。
4. 默认情况下，一个线程的优先级是 5
5. 最低是1，最高是10package com.powernode.javase.thread10;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
/*System.out.println("最低优先级：" + Thread.MIN_PRIORITY);
System.out.println("最高优先级：" + Thread.MAX_PRIORITY);
System.out.println("默认优先级：" + Thread.NORM_PRIORITY);
// 获取main线程的优先级
Thread mainThread = new Thread();
System.out.println("main线程的优先级：" + mainThread.getPriority()); // 5
// 设置优先级
mainThread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
System.out.println("main线程的优先级：" + mainThread.getPriority()); // 10*/
Thread t1 = new MyThread();
t1.setName("t1");
Thread t2 = new MyThread();
t2.setName("t2");
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <= 1000; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>" + i);
}
}
}t2==>0
t2==>1
t1==>0
t2==>2
t1==>1
t2==>3
...
t1==>1000
...
t2==>1000总结:
1. 初始化阶段
- 主线程创建两个
MyThread对象- 分别设置线程名称为"t1"和"t2"
2. 优先级设置阶段 - 关键部分
- 设置t1线程为最高优先级（10）
- 设置t2线程为最低优先级（1）
3. 线程启动阶段
- 启动两个线程，它们进入就绪状态
- JVM调度器开始工作
4. 调度执行阶段
- JVM基于抢占式调度模型分配CPU时间片
- 优先级较高的t1线程总体概率上获得更多CPU时间片
- 优先级较低的t2线程获得较少CPU时间片
- 两个线程并发执行循环输出
线程的让位
1. 让位
2. 静态方法：Thread.yield()
3. 让当前线程让位。
4. 注意：让位不会让其进入阻塞状态。只是放弃目前占有的CPU时间片，进入就绪状态，继续抢夺CPU时间片。
5. 只能保证大方向上的，大概率，到了某个点让位一次。package com.powernode.javase.thread11;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new MyThread();
t1.setName("t1");
Thread t2 = new MyThread();
t2.setName("t2");
t1.start();
t2.start();
}
}
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
if (Thread.currentThread().getName().equals("t1") && i % 10 == 0) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "让位了，此时的i下标是：" + i);
// 当前线程让位，这个当前线程一定是t1
// t1会让位一次
Thread.yield();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>" + i);
}
}
}t2==>0
t2==>1
t2==>2
t2==>3
t2==>4
t2==>5
t1让位了，此时的i下标是：0
t2==>6
t2==>7
t2==>8
t1==>0
t2==>9
t1==>1
t2==>10
t1==>2
t2==>11
t2==>12
t2==>13
t2==>14
t2==>15
t2==>16
t2==>17
t2==>18
t1==>3
t2==>19
t1==>4
t1==>5
t1==>6
t1==>7
t1==>8
t1==>9
t2==>20
t1让位了，此时的i下标是：10
t2==>21总结:
- 初始阶段
- 主线程创建并启动t1、t2两个线程
- 两个线程进入就绪状态，等待CPU时间片
- 并发执行阶段
- t1线程：每10次循环(i%10==0)时：
- 输出让位信息
- 调用
Thread.yield()主动让出CPU- 进入就绪状态，重新参与CPU竞争
- t2线程：始终正常执行循环，不主动让位
- 线程调度
- 线程调度器负责在t1、t2之间分配CPU时间片
- 当t1调用yield()时，调度器可能（但不是必然）切换到t2执行
- 两个线程交替执行，直到各自循环结束
- 执行结果特点
- t1的输出会出现"让位了"的提示信息
- 两个线程的输出会交错出现
- t1让位时，t2可能获得更多执行机会
- 但由于线程调度的不确定性，具体执行顺序每次运行可能不同
线程安全
1. 什么情况下需要考虑线程安全问题？
条件1：多线程的并发环境下
条件2：有共享的数据
条件3：共享数据涉及到修改的操作
2. 一般情况下：
局部变量不存在线程安全问题。（尤其是基本数据类型不存在线程安全问题【在栈中，栈不是共享的】，如果是引用数据类型，就另说了！）
实例变量可能存在线程安全问题。实例变量在堆中。堆是多线程共享的。
静态变量也可能存在线程安全问题。静态变量在堆中。堆是多线程共享的。线程异步机制
1. 大家找一个现实生活中的例子，来说明一下，线程安全问题：比如同时取钱！
2. 以上多线程并发对同一个账户进行取款操作的时候，有安全问题？怎么解决？
让线程t1和线程t2排队执行。不要并发。要排队。
我们把线程排队执行，叫做：线程同步机制。（t1和t2线程，t1线程在执行的时候必须等待t2线程执行到某个位置之后，t1线程才能执行。只要t1和t2之间发生了等待，就认为是同步。）
如果不排队，我们将其称为：线程异步机制。（t1和t2各自执行各自的，谁也不需要等对方。并发的，就认为是异步）
异步：效率高。但是可能存在安全隐患。
同步：效率低。排队了。可以保证数据的安全问题。
3. 以下程序存在安全问题。t1和t2线程同时对act一个账号进行取款操作。数据是错误的。
package com.powernode.javase.thread12;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建账户对象
Account act = new Account("act-001",10000);
// 创建线程对象1
Thread t1 = new Thread(new Withdraw(act));
// 创建线程对象2
Thread t2 = new Thread(new Withdraw(act));
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
class Withdraw implements Runnable{
// 实例变量(共享数据)
private Account act;
public Withdraw(Account act) {
this.act = act;
}
@Override
public void run() {
act.withdraw(1000);
}
}
class Account {
/**
* 账号
*/
private String actNo;
/**
* 余额
*/
private double balance;
public Account(String actNo, double balance) {
this.actNo = actNo;
this.balance = balance;
}
public String getActNo() {
return actNo;
}
public void setActNo(String actNo) {
this.actNo = actNo;
}
public double getBalance() {
return balance;
}
public void setBalance(double balance) {
this.balance = balance;
}
/**
* 取款的方法
*
* @param money 取款额度
*/
public void withdraw(double money) {
//this.setBalance(this.getBalance()-money);
// 想要演示出多线程并发带来的安全问题，这里建议分为两步去完成取款操作。
// 第一步：读取余额
double before = this.getBalance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程正在取款" + money + "，当前" + this.getActNo() + "账户余额" + before);
// 休眠1s
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
// 第二步：修改余额
this.setBalance(before - money);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程取款成功，当前" + this.getActNo() + "账户余额" + this.getBalance());
}
}线程同步机制
1. 线程同步的本质是：线程排队执行就是同步机制。
2. 语法格式：
synchronized(必须是需要排队的这几个线程共享的对象){
// 需要同步的代码
}
“必须是需要排队的这几个线程共享的对象” 这个必须选对了。
这个如果选错了，可能会无故增加同步的线程数量，导致效率降低。
3. 原理是什么？
synchronized(obj){
// 同步代码块
}
假设obj是t1 t2两个线程共享的。
t1和t2执行这个代码的时候，一定是有一个先抢到了CPU时间片。一定是有先后顺序的。
假设t1先抢到了CPU时间片。t1线程找共享对象obj的对象锁，找到之后，则占有这把锁。只要能够占有obj对象的对象锁，就有权利进入同步代码块执行代码。
当t1线程执行完同步代码块之后，会释放之前占有的对象锁（归还锁）。
同样，t2线程抢到CPU时间片之后，也开始执行，也会去找共享对象obj的对象锁，但由于 t1线程占有这把锁，t2线程只能在同步代码块之外等待。
4. 注意同步代码块的范围，不要无故扩大同步的范围，同步代码块范围越小，效率越高。package com.powernode.javase.thread13;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建账户对象
Account act = new Account("act-001",10000);
// 创建线程对象1
Thread t1 = new Thread(new Withdraw(act));
// 创建线程对象2
Thread t2 = new Thread(new Withdraw(act));
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
// 取款的线程类
class Withdraw implements Runnable{
// 实例变量（共享数据）
private Account act;
public Withdraw(Account act) {
this.act = act;
}
@Override
public void run() {
act.withdraw(1000);
}
}
// 银行账户
class Account{
private static Object obj = new Object();
/**
* 账号
*/
private String actNo;
/**
* 余额
*/
private double balance;
public Account(String actNo, double balance) {
this.actNo = actNo;
this.balance = balance;
}
public String getActNo() {
return actNo;
}
public void setActNo(String actNo) {
this.actNo = actNo;
}
public double getBalance() {
return balance;
}
public void setBalance(double balance) {
this.balance = balance;
}
/**
* 取款的方法
* @param money 取款额度
*/
public void withdraw(double money){
// this是当前账户对象
// 当前账户对象act，就是t1和t2共享的对象。
synchronized (this){
//synchronized (obj) {
// 第一步：读取余额
double before = this.getBalance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程正在取款"+money+"，当前"+this.getActNo()+"账户余额" + before);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
// 第二步：修改余额
this.setBalance(before - money);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程取款成功，当前"+this.getActNo()+"账户余额" + this.getBalance());
}
}
}Thread-0线程正在取款1000.0，当前act-001账户余额10000.0
Thread-0线程取款成功，当前act-001账户余额9000.0
Thread-1线程正在取款1000.0，当前act-001账户余额9000.0
Thread-1线程取款成功，当前act-001账户余额8000.0总结:
关键点解释：
- 锁的竞争：
- 线程1和线程2同时尝试获取Account对象的锁
- 只有一个线程能成功获取锁（假设线程1先获取）
- 同步执行：
- 线程1获取锁后，线程2在
synchronized块外阻塞等待- 线程1执行完整个取款操作后释放锁
- 线程2被唤醒并获取锁，然后执行取款操作
- 线程安全：
- 由于使用了
synchronized(this)，确保了同一时间只有一个线程能执行取款操作- 避免了数据竞争和不一致的问题
- 最终结果：
- 初始余额：10000
- 线程1取款后：9000
- 线程2取款后：8000
- 最终余额正确为8000
线程同步机制(添加到实例方法上)
在实例方法上也可以添加 synchronized 关键字：
1. 在实例方法上添加了synchronized关键字之后，整个方法体是一个同步代码块。
2. 在实例方法上添加了synchronized关键字之后，共享对象的对象锁一定是this的。
这种方式相对于之前所讲的局部同步代码块的方式要差一些：
synchronized(共享对象){
// 同步代码块
}
这种方式优点：灵活
共享对象可以随便调整。
同步代码块的范围可以随便调整。package com.powernode.javase.thread14;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建账户对象
Account act = new Account("act-001",10000);
// 创建线程对象1
Thread t1 = new Thread(new Withdraw(act));
// 创建线程对象2
Thread t2 = new Thread(new Withdraw(act));
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
// 取款的线程类
class Withdraw implements Runnable{
// 实例变量（共享数据）
private Account act;
public Withdraw(Account act) {
this.act = act;
}
@Override
public void run() {
act.withdraw(1000);
}
}
// 银行账户
class Account{
private static Object obj = new Object();
/**
* 账号
*/
private String actNo;
/**
* 余额
*/
private double balance;
public Account(String actNo, double balance) {
this.actNo = actNo;
this.balance = balance;
}
public String getActNo() {
return actNo;
}
public void setActNo(String actNo) {
this.actNo = actNo;
}
public double getBalance() {
return balance;
}
public void setBalance(double balance) {
this.balance = balance;
}
/**
* 取款的方法
* @param money 取款额度
*/
public synchronized void withdraw(double money){
// 第一步：读取余额
double before = this.getBalance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程正在取款"+money+"，当前"+this.getActNo()+"账户余额" + before);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
// 第二步：修改余额
this.setBalance(before - money);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程取款成功，当前"+this.getActNo()+"账户余额" + this.getBalance());
}
}Thread-0线程正在取款1000.0，当前act-001账户余额10000.0
Thread-0线程取款成功，当前act-001账户余额9000.0
Thread-1线程正在取款1000.0，当前act-001账户余额9000.0
Thread-1线程取款成功，当前act-001账户余额8000.0线程同步机制的面试题
面试题(1)
- 线程同步机制的面试题：分析以下程序 m2 方法在执行的时候，需要等待 m1 方法的结束吗？
不需要
package com.powernode.javase.thread15;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
MyClass mc = new MyClass();
Thread t1 = new Thread(new MyRunnable(mc));
Thread t2 = new Thread(new MyRunnable(mc));
t1.setName("t1");
t2.setName("t2");
t1.start();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
t2.start();
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
private MyClass mc;
public MyRunnable(MyClass mc) {
this.mc = mc;
}
@Override
public void run() {
if("t1".equals(Thread.currentThread().getName())){
mc.m1();
}
if("t2".equals(Thread.currentThread().getName())){
mc.m2();
}
}
}
class MyClass {
public synchronized void m1(){
System.out.println("m1 begin");
try {
Thread.sleep(1000 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("m1 over");
}
public void m2(){
System.out.println("m2 begin");
System.out.println("m2 over");
}
}m1 begin
m2 begin
m2 over
m1 over总结:
- 锁的作用范围：
m1()是synchronized方法，需要获取对象锁m2()是普通方法，不需要获取锁- 执行时序：
- t1先启动，获取MC的对象锁，执行m1()
- 主线程sleep 1秒后启动t2
- t2调用m2()时，由于m2()不需要锁，可以立即执行
- m1()和m2()可以并发执行
- 结论：
- m2()不需要等待m1()结束
- 只有多个线程同时调用synchronized方法时才会相互等待
- 普通方法和synchronized方法之间不会产生竞争
这就是为什么m2()
不需要等待m1()执行完成的原因。
面试题(2)
- 线程同步机制的面试题：分析以下程序 m2 方法在执行的时候，需要等待 m1 方法的结束吗？
需要
package com.powernode.javase.thread16;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
MyClass mc = new MyClass();
Thread t1 = new Thread(new MyRunnable(mc));
Thread t2 = new Thread(new MyRunnable(mc));
t1.setName("t1");
t2.setName("t2");
t1.start();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
t2.start();
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
private MyClass mc;
public MyRunnable(MyClass mc) {
this.mc = mc;
}
@Override
public void run() {
if("t1".equals(Thread.currentThread().getName())){
mc.m1();
}
if("t2".equals(Thread.currentThread().getName())){
mc.m2();
}
}
}
class MyClass {
public synchronized void m1(){
System.out.println("m1 begin");
try {
Thread.sleep(1000 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("m1 over");
}
public synchronized void m2(){
System.out.println("m2 begin");
System.out.println("m2 over");
}
}m1 begin
m1 over
m2 begin
m2 over总结:
- 锁的作用范围：
m1()是synchronized方法，需要获取对象锁m2()也是synchronized方法，同样需要获取对象锁- 执行时序：
- t1先启动，获取MC的对象锁，执行m1()
- 主线程sleep 1秒后启动t2
- t2调用m2()时，由于m2()也需要对象锁，但锁已被t1持有
- t2必须等待t1释放锁后才能执行m2()
- 锁竞争：
- 两个synchronized方法共用同一个对象锁
- 同一时间只有一个线程能持有该锁
- t2在锁被占用时进入阻塞状态
- 结论：
- m2()需要等待m1()结束
- 因为两个方法都是synchronized的，共享同一个对象锁
- t2必须等待t1释放锁后才能执行m2()
这就是为什么在这个版本中m2()
需要等待m1()执行完成的原因。
面试题(3)
- 线程同步机制的面试题：分析以下程序 m2 方法在执行的时候，需要等待 m1 方法的结束吗？
不需要
package com.powernode.javase.thread17;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
MyClass mc1 = new MyClass();
MyClass mc2 = new MyClass();
Thread t1 = new Thread(new MyRunnable(mc1));
Thread t2 = new Thread(new MyRunnable(mc2));
t1.setName("t1");
t2.setName("t2");
t1.start();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
t2.start();
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
private MyClass mc;
public MyRunnable(MyClass mc) {
this.mc = mc;
}
@Override
public void run() {
if("t1".equals(Thread.currentThread().getName())){
mc.m1();
}
if("t2".equals(Thread.currentThread().getName())){
mc.m2();
}
}
}
class MyClass {
public synchronized void m1(){
System.out.println("m1 begin");
try {
Thread.sleep(1000 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("m1 over");
}
public synchronized void m2(){
System.out.println("m2 begin");
System.out.println("m2 over");
}
}m1 begin
m2 begin
m2 over
m1 over总结:
- 对象锁的作用范围：
synchronized实例方法锁定的是当前对象实例- 每个MyClass对象都有自己的对象锁
- 执行时序：
- 创建了两个不同的MyClass对象：mc1和mc2
- t1操作mc1，t2操作mc2
- t1获取mc1的对象锁执行m1()
- t2获取mc2的对象锁执行m2()
- 锁的独立性：
- mc1和mc2是两个不同的对象
- 它们的对象锁是相互独立的
- t1和t2分别获取不同对象的锁，互不干扰
- 结论：
- m2()不需要等待m1()结束
- 因为操作的是不同的对象实例
- 每个对象的synchronized方法只影响该对象的锁竞争
这就是为什么在这个版本中m2()
不需要等待m1()执行完成的原因。关键在于两个线程操作的是不同的对象实例，因此它们的synchronized方法不会相互阻塞。
面试题(4)
线程同步机制的面试题：分析以下程序 m2 方法在执行的时候，需要等待 m1 方法的结束吗？
需要等待在静态方法上
添加synchronized之后，线程会占有类锁。类锁是，对于一个类来说，只有一把锁。
不管创建了多少个对象，类锁只有一把。
静态方法上添加synchronized，实际上是为了保证静态变量的安全。
实例方法上添加synchronized，实际上是为了保证实例变量的安全。
package com.powernode.javase.thread18;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
MyClass mc1 = new MyClass();
MyClass mc2 = new MyClass();
Thread t1 = new Thread(new MyRunnable(mc1));
Thread t2 = new Thread(new MyRunnable(mc2));
t1.setName("t1");
t2.setName("t2");
t1.start();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
t2.start();
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
private MyClass mc;
public MyRunnable(MyClass mc) {
this.mc = mc;
}
@Override
public void run() {
if("t1".equals(Thread.currentThread().getName())){
mc.m1();
}
if("t2".equals(Thread.currentThread().getName())){
mc.m2();
}
}
}
class MyClass {
public static synchronized void m1(){
System.out.println("m1 begin");
try {
Thread.sleep(1000 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("m1 over");
}
public static synchronized void m2(){
System.out.println("m2 begin");
System.out.println("m2 over");
}
}总结:
类锁概念：
static synchronized方法使用类锁，而不是对象锁- 无论创建多少个MyClass对象，类锁只有一把
执行顺序：
- t1先获取类锁执行m1()
- t2必须等待t1释放类锁后才能执行m2()
- 即使t2调用的是mc2对象的m2()，仍然需要等待
输出结果：
m1 begin (等待5秒) m1 over m2 begin m2 over如果去掉static：
- 如果m1()和m2()不是静态方法，t1和t2可以同时执行
- 因为非静态synchronized方法使用对象锁，mc1和mc2有不同的对象锁
这就是为什么m2方法
需要等待m1方法执行结束的原因。
Lock锁实现线程安全
1.Lock是接口，从JDK5开始引入的。
2.Lock接口下有一个实现类：可重入锁（ReentrantLock）
注意：要想使用ReentrantLock达到线程安全，假设要让t1 t2 t3线程同步，就需要让t1 t2 t3共享同一个lock。
3.Lock 和 synchronized 哪个好？Lock更好。为什么？因为更加灵活。package com.powernode.javase.thread23;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class SingletonTest {
// 静态变量
private static Singleton s1;
private static Singleton s2;
public static void main(String[] args) {
// 获取某个类。这是反射机制中的内容。
/*Class stringClass = String.class;
Class singletonClass = Singleton.class;
Class dateClass = java.util.Date.class;*/
// 创建线程对象t1
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
s1 = Singleton.getSingleton();
}
});
// 创建线程对象t2
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
s2 = Singleton.getSingleton();
}
});
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
try {
t1.join();
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
try {
t2.join();
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
// 判断这两个Singleton对象是否一样。
System.out.println(s1);
System.out.println(s2);
System.out.println(s1 == s2);
}
}
/**
* 懒汉式单例模式
*/
public class Singleton {
private static Singleton singleton;
private Singleton() {
System.out.println("构造方法执行了！");
}
// 非线程安全的。
/*public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}*/
// 线程安全的：第一种方案（同步方法），找类锁。
/*public static synchronized Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}*/
// 线程安全的：第二种方案（同步代码块），找的类锁
/*public static Singleton getSingleton() {
// 这里有一个知识点是反射机制中的内容。可以获取某个类。
synchronized (Singleton.class){
if (singleton == null) {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
singleton = new Singleton();
}
}
return singleton;
}*/
// 线程安全的：这个方案对上一个方案进行优化，提升效率。
/*public static Singleton getSingleton() {
if(singleton == null){
synchronized (Singleton.class){
if (singleton == null) {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}*/
// 使用Lock来实现线程安全
// Lock是接口，从JDK5开始引入的。
// Lock接口下有一个实现类：可重入锁（ReentrantLock）
// 注意：要想使用ReentrantLock达到线程安全，假设要让t1 t2 t3线程同步，就需要让t1 t2 t3共享同一个lock。
// Lock 和 synchronized 哪个好？Lock更好。为什么？因为更加灵活。
private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public static Singleton getSingleton() {
if(singleton == null){
try {
// 加锁
lock.lock();
if (singleton == null) {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
singleton = new Singleton();
}
} finally {
// 解锁（需要100%保证解锁，怎么办？finally）
lock.unlock();
}
}
return singleton;
}
}总结:
1. 初始状态
singleton静态变量为null- 两个线程 T1 和 T2 同时启动
2. 第一次空检查
if(singleton == null) // 两个线程都通过这个检查3. 锁竞争阶段
- T1 先获取到锁：
lock.lock()- T2 尝试获取锁时被阻塞，进入等待状态
4. T1 的执行流程
// 在锁保护下再次检查 if (singleton == null) { // 仍然为null Thread.sleep(2000); // 模拟创建对象的耗时操作 singleton = new Singleton(); // 创建单例实例 } // 在finally块中释放锁 lock.unlock();5.T2 的执行流程
- 当 T1 释放锁后，T2 获取到锁
- 再次检查
singleton == null，此时为false（因为 T1 已经创建了实例）- 直接返回已存在的实例，释放锁
死锁
死锁的四个必要条件：
- ✅ 互斥条件：资源不能被共享，只能由一个线程占用
- ✅ 请求与保持条件：线程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求
- ✅ 不剥夺条件：线程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺
- ✅ 循环等待条件：t1等待t2，t2等待t1
package com.powernode.javase.thread19;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
Object o1 = new Object();
Object o2 = new Object();
// 创建线程对象
Thread t1 = new Thread(new MyRunable(o1,o2));
Thread t2 = new Thread(new MyRunable(o1,o2));
t1.setName("t1");
t2.setName("t2");
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
class MyRunable implements Runnable {
private Object o1;
private Object o2;
public MyRunable(Object o1, Object o2) {
this.o1 = o1;
this.o2 = o2;
}
@Override
public void run() {
if("t1".equals(Thread.currentThread().getName())) {
synchronized (o1) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
synchronized (o2) {
}
}
}else if("t2".equals(Thread.currentThread().getName())) {
synchronized (o2) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
synchronized (o1) {
}
}
}
}
}死锁形成的详细步骤：
- t1线程执行：
- 首先获取
o1的锁- 睡眠1秒钟
- 尝试获取
o2的锁- t2线程执行：
- 首先获取
o2的锁- 睡眠1秒钟
- 尝试获取
o1的锁- 死锁条件：
- t1持有o1，等待o2
- t2持有o2，等待o1
- 两个线程互相等待对方释放锁，形成循环等待
卖票问题
package com.powernode.javase.thread20;
/**
* 模拟三个窗口卖票。
*/
public class SellTicket {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个对象，这样让多个线程共享同一个对象
MyRunnable mr = new MyRunnable();
// 创建三个线程，模拟三个窗口
Thread t1 = new Thread(mr);
t1.setName("1");
Thread t2 = new Thread(mr);
t2.setName("2");
Thread t3 = new Thread(mr);
t3.setName("3");
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
// 实例变量(多线程共享)
private int ticketTotal = 100;
@Override
public void run() {
// 实现核心业务：卖票
while (true) {
// synchronized 是线程同步机制。
// synchronized 又被称为互斥锁！
synchronized (this) {
if (ticketTotal <= 0) {
System.out.println("票已售完...");
break; // 停止售票
}
// 票还有（ticketTotal > 0）
// 一般出票都需要一个时长，模拟一下
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
// 出票了
System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票，还剩" + (--ticketTotal) + "张票");
}
}
}
}窗口1售出一张票，还剩99张票
...
窗口3售出一张票，还剩35张票
...
窗口2售出一张票，还剩34张票
...
票已售完...
票已售完...
票已售完...线程通信
1. 内容是关于：线程通信。
2. 线程通信涉及到三个方法：
wait()、notify()、notifyAll()
3. 以上三个方法都是Object类的方法。
4. 其中wait()方法重载了三个：
wait():调用此方法，线程进入“等待状态”
wait(毫秒)：调用此方法，线程进入“超时等待状态”
wait(毫秒, 纳秒)：调用此方法，线程进入“超时等待状态”
5. 调用wait方法和notify相关方法的，不是通过线程对象去调用，而是通过共享对象去调用。
6. 例如调用了：obj.wait()，什么效果？
obj是多线程共享的对象。
当调用了obj.wait()之后，在obj对象上活跃的所有线程进入无期限等待。直到调用了该共享对象的 obj.notify() 方法进行了唤醒。
而且唤醒后，会接着上一次调用wait()方法的位置继续向下执行。
7. obj.wait()方法调用之后，会释放之前占用的对象锁。
8. 关于notify和notifyAll方法：
共享对象.notify(); 调用之后效果是什么？唤醒优先级最高的等待线程。如果优先级一样，则随机唤醒一个。
共享对象.notifyAll(); 调用之后效果是什么？唤醒所有在该共享对象上等待的线程。
9.wait()和sleep的区别？
相同点：都会阻塞。
不同点：
wait是Object类的实例方法。sleep是Thread的静态方法。
wait只能用在同步代码块或同步方法中。sleep随意。
wait方法执行会释放对象锁。sleep不会。
wait结束时机是notify唤醒，或达到指定时间。sleep结束时机是到达指定时间。
线程交替输出(1)
题目描述：
两个线程交替输出t1-->1 t2-->2 t1-->3 t2-->4 t1-->5 t2-->6 t1-->7 t2-->8 t1-->9 t2-->10 t1-->11 t2-->12 t1-->13 t2-->14 ....
package com.powernode.javase.thread21;
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个对象，这样让多个线程共享同一个对象
MyRunnable mr = new MyRunnable();
// 创建二个线程
Thread t1 = new Thread(mr);
t1.setName("t1");
Thread t2 = new Thread(mr);
t2.setName("t2");
// 启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
class MyRunnable implements Runnable {
// 实例变量：多线程共享
private int count = 0;
private Object obj = new Object();
@Override
public void run() {
while (true) {
//synchronized (this) {
synchronized (obj) {
// 记得唤醒t1线程
// t2线程执行过程中把t1唤醒了。但是由于t2仍然占用对象锁，所以即使t1醒了，也不会往下执行。
//this.notify();
obj.notify();
if (count >= 100) break;
// 模拟延迟
try {
Thread.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 程序执行到这里count一定是小于100
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>" + (++count));
// 让其中一个线程等待，这个等待的线程可能是t1，也可能是t2
// 假设是t1线程等待。
// t1线程进入无期限的等待，并且等待的时候，不占用对象锁。
//this.wait();
try {
obj.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}循环模式:
1. 线程A: [获取锁] → notify() → 业务逻辑 → wait() → [释放锁]
2. 线程B: [获取锁] → notify() → 业务逻辑 → wait() → [释放锁]
3. 重复步骤1
输出结果示例:
t1==>1
t2==>2
...
t1==>99
t2==>100线程状态转换流程
线程交替输出(2)
新题目：
- t1-->A
- t2-->B
- t3-->C
- t1-->A
- t2-->B
- t3-->C
- ....
- t1-->A
- t2-->B
- t3-->C
package com.powernode.javase.thread22;
public class ThreadTest {
// 共享对象（t1 t2 t3线程共享的一个对象，都去争夺这一把锁）
private static final Object lock = new Object();
// 给一个初始值，这个初始值表示第一次输出的时候，t1先输出。
private static boolean t1Output = true;
private static boolean t2Output = false;
private static boolean t3Output = false;
public static void main(String[] args) {
// 创建三个线程
// t1线程：负责输出A
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (lock) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
while (!t1Output) { // 只要不是t1线程输出
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
// 程序到这里说明：该t1线程输出了，并且t1线程被唤醒了。
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -->A");
// 该布尔标记的值
t1Output = false;
t2Output = true;
t3Output = false;
// 唤醒所有线程
lock.notifyAll();
}
}
}
}).start();
// t2线程：负责输出B
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (lock) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
while (!t2Output) { // 只要不是t2线程输出
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
// 程序到这里说明：该t2线程输出了，并且t2线程被唤醒了。
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -->B");
// 该布尔标记的值
t1Output = false;
t2Output = false;
t3Output = true;
// 唤醒所有线程
lock.notifyAll();
}
}
}
}).start();
// t3线程：负责输出C
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (lock) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
while (!t3Output) { // 只要不是t3线程输出
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
// 程序到这里说明：该t3线程输出了，并且t3线程被唤醒了。
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -->C");
// 该布尔标记的值
t1Output = true;
t2Output = false;
t3Output = false;
// 唤醒所有线程
lock.notifyAll();
}
}
}
}).start();
}
}Thread-0 -->A
Thread-1 -->B
Thread-2 -->C
...
Thread-0 -->A
Thread-1 -->B
Thread-2 -->C总结:
- 初始状态：只有T1可以执行，T2和T3在wait()中等待
- T1执行阶段：
- 获取锁后检查
t1Output=true，直接输出"A"- 修改标记：
t1Output=false, t2Output=true, t3Output=false- 唤醒所有线程，释放锁
- T2执行阶段：
- 获取锁后检查
t2Output=true，直接输出"B"- 修改标记：
t1Output=false, t2Output=false, t3Output=true- 唤醒所有线程，释放锁
- T3执行阶段：
- 获取锁后检查
t3Output=true，直接输出"C"- 修改标记：
t1Output=true, t2Output=false, t3Output=false（回到初始状态）- 唤醒所有线程，释放锁
- 循环重复：这个过程重复10次，确保A→B→C的顺序输出各10次
同步机制核心：
- 锁保护：synchronized确保同一时间只有一个线程执行
- 条件等待：while循环+wait()防止虚假唤醒
- 状态切换：布尔标记控制执行顺序
- 通知机制：notifyAll()唤醒所有等待线程
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2025/11/23 17:15
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