java多线程设计模式
java语言已经内置了多线程支持,所有实现Runnable接口的类都可被启动一个新线程,新线程会执行该实例的run()方法,当run()方法执行完毕后,线程就结束了。一旦一个线程执行完毕,这个实例就不能再重新启动,只能重新生成一个新实例,再启动一个新线程。
Thread类是实现了Runnable接口的一个实例,它代表一个线程的实例,并且,启动线程的唯一方法就是通过Thread类的start()实例方法:
Thread t = new Thread();
t.start();
start()方法是一个native方法,它将启动一个新线程,并执行run()方法。Thread类默认的run()方法什么也不做就退出了。注意:直接调用run()方法并不会启动一个新线程,它和调用一个普通的java方法没有什么区别。
因此,有两个方法可以实现自己的线程:
方法1:自己的类extend Thread,并复写run()方法,就可以启动新线程并执行自己定义的run()方法。例如:
public class MyThread extends Thread {
public run() {
System.out.println("MyThread.run()");
}
}
在合适的地方启动线程:new MyThread().start();
方法2:如果自己的类已经extends另一个类,就无法直接extends Thread,此时,必须实现一个Runnable接口:
public class MyThread extends OtherClass implements Runnable {
public run() {
System.out.println("MyThread.run()");
}
}
为了启动MyThread,需要首先实例化一个Thread,并传入自己的MyThread实例:
MyThread myt = new MyThread();
Thread t = new Thread(myt);
t.start();
事实上,当传入一个Runnable target参数给Thread后,Thread的run()方法就会调用target.run(),参考JDK源代码:
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}
线程还有一些Name, ThreadGroup, isDaemon等设置,由于和线程设计模式关联很少,这里就不多说了。
由于同一进程内的多个线程共享内存空间,在Java中,就是共享实例,当多个线程试图同时修改某个实例的内容时,就会造成冲突,因此,线程必须实现共享互斥,使多线程同步。
最简单的同步是将一个方法标记为synchronized,对同一个实例来说,任一时刻只能有一个synchronized方法在执行。当一个方法正在执行某个synchronized方法时,其他线程如果想要执行这个实例的任意一个synchronized方法,都必须等待当前执行 synchronized方法的线程退出此方法后,才能依次执行。
但是,非synchronized方法不受影响,不管当前有没有执行synchronized方法,非synchronized方法都可以被多个线程同时执行。
此外,必须注意,只有同一实例的synchronized方法同一时间只能被一个线程执行,不同实例的synchronized方法是可以并发的。例如,class A定义了synchronized方法sync(),则不同实例a1.sync()和a2.sync()可以同时由两个线程来执行。
多线程同步的实现最终依赖锁机制。我们可以想象某一共享资源是一间屋子,每个人都是一个线程。当A希望进入房间时,他必须获得门锁,一旦A获得门锁,他进去后就立刻将门锁上,于是B,C,D...就不得不在门外等待,直到A释放锁出来后,B,C,D...中的某一人抢到了该锁(具体抢法依赖于 JVM的实现,可以先到先得,也可以随机挑选),然后进屋又将门锁上。这样,任一时刻最多有一人在屋内(使用共享资源)。
Java语言规范内置了对多线程的支持。对于Java程序来说,每一个对象实例都有一把“锁”,一旦某个线程获得了该锁,别的线程如果希望获得该锁,只能等待这个线程释放锁之后。获得锁的方法只有一个,就是synchronized关键字。例如:
public class SharedResource {
private int count = 0;
public int getCount() { return count; }
public synchronized void setCount(int count) { this.count = count; }
}
同步方法public synchronized void setCount(int count) { this.count = count; } 事实上相当于:
public void setCount(int count) {
synchronized(this) { // 在此获得this锁
this.count = count;
} // 在此释放this锁
}
红色部分表示需要同步的代码段,该区域为“危险区域”,如果两个以上的线程同时执行,会引发冲突,因此,要更改SharedResource的内部状态,必须先获得SharedResource实例的锁。
退出synchronized块时,线程拥有的锁自动释放,于是,别的线程又可以获取该锁了。
为了提高性能,不一定要锁定this,例如,SharedResource有两个独立变化的变量:
public class SharedResouce {
private int a = 0;
private int b = 0;
public synchronized void setA(int a) { this.a = a; }
public synchronized void setB(int b) { this.b = b; }
}
若同步整个方法,则setA()的时候无法setB(),setB()时无法setA()。为了提高性能,可以使用不同对象的锁:
public class SharedResouce {
private int a = 0;
private int b = 0;
private Object sync_a = new Object();
private Object sync_b = new Object();
public void setA(int a) {
synchronized(sync_a) {
this.a = a;
}
}
public synchronized void setB(int b) {
synchronized(sync_b) {
this.b = b; }
}
}
通常,多线程之间需要协调工作。例如,浏览器的一个显示图片的线程displayThread想要执行显示图片的任务,必须等待下载线程 downloadThread将该图片下载完毕。如果图片还没有下载完,displayThread可以暂停,当downloadThread完成了任务后,再通知displayThread“图片准备完毕,可以显示了”,这时,displayThread继续执行。
以上逻辑简单的说就是:如果条件不满足,则等待。当条件满足时,等待该条件的线程将被唤醒。在Java中,这个机制的实现依赖于wait/notify。等待机制与锁机制是密切关联的。例如:
synchronized(obj) {
while(!condition) {
obj.wait();
}
obj.doSomething();
}
当线程A获得了obj锁后,发现条件condition不满足,无法继续下一处理,于是线程A就wait()。
在另一线程B中,如果B更改了某些条件,使得线程A的condition条件满足了,就可以唤醒线程A:
synchronized(obj) {
condition = true;
obj.notify();
}
需要注意的概念是:
# 调用obj的wait(), notify()方法前,必须获得obj锁,也就是必须写在synchronized(obj) {...} 代码段内。
# 调用obj.wait()后,线程A就释放了obj的锁,否则线程B无法获得obj锁,也就无法在synchronized(obj) {...} 代码段内唤醒A。
# 当obj.wait()方法返回后,线程A需要再次获得obj锁,才能继续执行。
# 如果A1,A2,A3都在obj.wait(),则B调用obj.notify()只能唤醒A1,A2,A3中的一个(具体哪一个由JVM决定)。
# obj.notifyAll()则能全部唤醒A1,A2,A3,但是要继续执行obj.wait()的下一条语句,必须获得obj锁,因此,A1,A2,A3只有一个有机会获得锁继续执行,例如A1,其余的需要等待A1释放obj锁之后才能继续执行。
# 当B调用obj.notify/notifyAll的时候,B正持有obj锁,因此,A1,A2,A3虽被唤醒,但是仍无法获得obj锁。直到B退出synchronized块,释放obj锁后,A1,A2,A3中的一个才有机会获得锁继续执行。
前面讲了wait/notify机制,Thread还有一个sleep()静态方法,它也能使线程暂停一段时间。sleep与wait的不同点是: sleep并不释放锁,并且sleep的暂停和wait暂停是不一样的。obj.wait会使线程进入obj对象的等待集合中并等待唤醒。
但是wait()和sleep()都可以通过interrupt()方法打断线程的暂停状态,从而使线程立刻抛出InterruptedException。
如果线程A希望立即结束线程B,则可以对线程B对应的Thread实例调用interrupt方法。如果此刻线程B正在wait/sleep/join,则线程B会立刻抛出InterruptedException,在catch() {} 中直接return即可安全地结束线程。
需要注意的是,InterruptedException是线程自己从内部抛出的,并不是interrupt()方法抛出的。对某一线程调用 interrupt()时,如果该线程正在执行普通的代码,那么该线程根本就不会抛出InterruptedException。但是,一旦该线程进入到 wait()/sleep()/join()后,就会立刻抛出InterruptedException。
详解PipedInputStream和PipedOutputStream_动力节点Java学院整理
详解PipedInputStream和PipedOutputStream_动⼒节点Java学
院整理
java 管道介绍
在java中,PipedOutputStream和PipedInputStream分别是管道输出流和管道输⼊流。
它们的作⽤是让多线程可以通过管道进⾏线程间的通讯。在使⽤管道通信时,必须将PipedOutputStream和PipedInputStream配套使⽤。
使⽤管道通信时,⼤致的流程是:我们在线程A中向PipedOutputStream中写⼊数据,这些数据会⾃动的发送到与PipedOutputStream对应的
PipedInputStream中,进⽽存储在PipedInputStream的缓冲中;此时,线程B通过读取PipedInputStream中的数据。就可以实现,线程A和线
程B的通信。
PipedOutputStream和PipedInputStream源码分析
下⾯介绍PipedOutputStream和PipedInputStream的源码。在阅读它们的源码之前,建议先看看源码后⾯的⽰例。待理解管道的作⽤和⽤法
之后,再看源码,可能更容易理解。
1. PipedOutputStream 源码分析(基于jdk1.7.40)
package java.io;
import java.io.*;
public class PipedOutputStream extends OutputStream {
// 与PipedOutputStream通信的PipedInputStream对象
private PipedInputStream sink;
// 构造函数,指定配对的PipedInputStream
public PipedOutputStream(PipedInputStream snk) throws IOException {
connect(snk);
}
// 构造函数
Java多线程详解——一篇文章搞懂Java多线程
Java多线程详解——⼀篇⽂章搞懂Java多线程
⽬录
1. 基本概念
程序(program)程序是为完成特定任务、⽤某种语⾔编写的⼀组指令的集合。即指⼀段静态的代码(还没有运⾏起来),静态对象。进程(process)进程是程序的⼀次执⾏过程,也就是说程序运⾏起来了,加载到了内存中,并占⽤了cpu的资源。这是⼀个动态的过程:有⾃⾝的产⽣、存在和消亡的过程,这也是进程的⽣命周期。进程是系统资源分配的单位,系统在运⾏时会为每个进程分配不同的内存区域。线程(thread)进程可进⼀步细化为线程,是⼀个程序内部的执⾏路径。若⼀个进程同⼀时间并⾏执⾏多个线程,那么这个进程就是⽀持多线程的。线程是cpu调度和执⾏的单位,每个线程拥有独⽴的运⾏栈和程序计数器(pc),线程切换的开销⼩。⼀个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间——》他们从同⼀堆中分配对象,可以访问相同的变量和对象。这就使得相乘间通信更简便、搞笑。但索格线程操作共享的系统资源可能就会带来安全隐患(隐患为到底哪个线程操作这个数据,可能⼀个线程正在操作这个数据,有⼀个线程也来操作了这个数据v)。
配合JVM内存结构了解(只做了解即可)
class⽂件会通过类加载器加载到内存空间。其中内存区域中每个线程都会有虚拟机栈和程序计数器。每个进程都会有⼀个⽅法区和堆,多个线程共享同⼀进程下的⽅法区和堆。CPU单核和多核的理解单核的CPU是⼀种假的多线程,因为在⼀个时间单元内,也只能执⾏⼀个线程的任务。同时间段内有多个线程需要CPU去运⾏时,CPU也只能交替去执⾏多个线程中的⼀个线程,但是由于其执⾏速度特别快,因此感觉不出来。多核的CPU才能更好的发挥多线程的效率。对于Java应⽤程序java.exe来讲,⾄少会存在三个线程:main()主线程,gc()垃圾回收线程,异常处理线程。如过发⽣异常时会影响主线程。Java线程的分类:⽤户线程 和 守护线程
Java的gc()垃圾回收线程就是⼀个守护线程守护线程是⽤来服务⽤户线程的,通过在start()⽅法前调⽤thread.setDaemon(true)可以吧⼀个⽤户线程变成⼀个守护线程。并⾏和并发
java多线程调用方法
- 1 - java多线程调用方法
Java是一种广泛使用的编程语言,它支持多线程编程,使得程序员能够更加高效地利用计算机资源。在Java中,多线程编程是一种非常常见的编程方式,它可以让程序在不同的线程中同时执行不同的任务,从而提高程序的运行效率和性能。
然而,在实际编程中,多线程编程并不是一件容易的事情。由于多线程编程涉及到线程之间的同步和互斥问题,如果处理不当,就会导致程序出现各种问题,比如死锁、数据竞争等。因此,程序员需要掌握一些基本的多线程编程技巧和方法,以确保程序的正确性和稳定性。
本文将介绍Java多线程调用方法的相关知识,包括如何创建线程、如何启动线程、如何停止线程、如何等待线程结束等。希望能为读者提供一些帮助和指导。
一、创建线程
在Java中,创建线程有两种方式:继承Thread类和实现Runnable接口。继承Thread类是一种比较简单的方式,只需要定义一个类,继承Thread类并重写run()方法即可。例如:
```
public class MyThread extends Thread {
public void run() {
// 线程执行的代码
} - 2 - }
```
实现Runnable接口是一种更加灵活的方式,它允许多个线程共享同一个Runnable对象,从而实现资源共享。例如:
```
public class MyRunnable implements Runnable {
public void run() {
// 线程执行的代码
}
}
```
在创建线程时,需要注意以下几点:
1. 线程的启动必须在主线程中进行,否则会导致程序出现异常。
2. 线程的启动必须调用start()方法,而不是run()方法。如果调用run()方法,会导致线程在主线程中执行,而不是在新线程中执行。
Java中常用的设计模式23种JAVA设计模式项目实战教程java数据结构算法
Java中常⽤的设计模式23种JAVA设计模式项⽬实战教程java数据结构算法
Java中常⽤的设计模式 23种JAVA设计模式项⽬实战教程java数据结构算法58套Java⾼级架构师视频教程,微服务,⾼并发,分布式,⾼可⽤,⾼性能,集群架构,设计模式,数据结构,中间件,并发编程,虚拟机,⾼可扩展,服务器,数据库,性能调优,负载均衡,安全架构,全⽂检索,权限管理Spring Boot,Spring Cloud⼤型分布式综合电商项⽬实战等视频教程
JAVA⾼级架构师技术包含:JAVA架构设计,系统架构,缓存架构,分布式架构,安全架构,微服务,⾼并发,⾼可⽤,⾼可扩展,⾼性能,集群搭建,设计模式,数据结构,中间件,并发编程,JVM虚拟机,性能调优,负载均衡,单点登录,⽇志分析,全⽂检索,任务调度,权限管理,⼯作流,⽹络编程,脚本编程,分布式事务,分库分表,团队协作,持续集成,⾃动化部署,服务器,数据库,图形数据库,项⽬实战,SSM框架,SpringBoot,SpringCloud,Maven,Mybatis,Docker,K8S,Devops,Jenkins,Elasticsearch,Nginx,Tomcat,RabbitMQ,RocketMQ,ActiveMQ,Kafka,Dubbo,Solr,SSO,CAS,OA,Ehcache,Memcached,Activiti,Quartz,Shiro,Git,Netty ,NIO,Linux,Shell,IDEA,Spring,Springmvc,SpringSecurity,SpringData,VueJS,RectJS,AngularJS,NodeJS,Hadoop,Hbase,Spark,HttpClient,Json,Nosql,Mysql,Redis,MongoDB,Zookeeper,Mycat,Oracle,健康项⽬实战,秒杀系统实战,电商项⽬实战,在线教育实战,P2P⾦融项⽬实战,⼤型分布式综合电商项⽬实战等视频教程......
java面试具体场景的解决方案
java面试具体场景的解决方案
Java面试具体场景的解决方案
在Java面试中,面试官通常会针对不同的场景提出不同的问题,这些问题旨在考察面试者的技能和经验。以下是一些常见的Java面试场景及其解决方案。
1. 多线程
多线程是Java中的一个重要概念,因此在面试中经常会涉及到多线程相关的问题。面试者需要了解Java中的线程模型、线程安全、线程同步等概念,并能够使用Java提供的多线程API编写高效的多线程程序。
解决方案:面试者需要熟悉Java中的线程模型,了解线程的生命周期、线程状态转换等概念。同时,需要掌握Java提供的多线程API,如Thread、Runnable、Lock、Condition等,并能够使用这些API编写高效的多线程程序。此外,面试者还需要了解线程安全和线程同步的概念,掌握Java中的同步机制,如synchronized关键字、volatile关键字等。
2. 数据库操作
在Java开发中,数据库操作是一个非常重要的环节。面试者需要了解数据库的基本概念、SQL语句的使用、JDBC的使用等,并能够使用Java编写高效的数据库操作程序。
解决方案:面试者需要熟悉数据库的基本概念,如数据库的类型、表的结构、SQL语句的使用等。同时,需要掌握JDBC的使用,了解JDBC的API、连接池、事务等概念,并能够使用JDBC编写高效的数据库操作程序。此外,面试者还需要了解ORM框架,如Hibernate、MyBatis等,并能够使用这些框架简化数据库操作。
3. 设计模式
设计模式是Java开发中的一个重要概念,它可以帮助开发者解决常见的设计问题,提高代码的可维护性和可扩展性。面试者需要了解常见的设计模式,如单例模式、工厂模式、观察者模式等,并能够在实际开发中应用这些模式。
解决方案:面试者需要了解常见的设计模式,掌握它们的原理、优缺点、适用场景等,并能够在实际开发中应用这些模式。此外,面试者还需要了解反射机制、注解等Java高级特性,这些特性可以帮助开发者更好地应用设计模式。
三年java程序员面试题
三年java程序员面试题
作为一名Java程序员,面试题通常涵盖了广泛的知识领域,包括Java核心概念、面向对象编程、集合框架、多线程、异常处理、IO操作、数据库连接、设计模式等。以下是一些可能出现的面试题及其回答:
1. 什么是Java的基本数据类型?
Java的基本数据类型包括整型(byte、short、int、long)、浮点型(float、double)、字符型(char)、布尔型(boolean)。
2. Java中的自动装箱和拆箱是什么?
自动装箱是指将基本数据类型自动转换为对应的包装类,拆箱则是将包装类自动转换为基本数据类型。例如,int可以自动装箱为Integer,Integer可以自动拆箱为int。
3. 什么是Java中的面向对象编程?
面向对象编程是一种编程范式,它将程序设计看作是一组对象的集合,这些对象通过相互发送消息来进行通信。Java是一种面向对象的编程语言,它支持封装、继承和多态等特性。
4. Java中的异常处理机制是什么?
Java的异常处理机制通过try-catch-finally语句块来实现。当可能发生异常的代码位于try块中时,可以通过catch块捕获并处理异常。无论是否发生异常,finally块中的代码都会被执行。
5. 什么是Java的多线程?如何创建和管理线程?
Java的多线程是指在一个程序中同时执行多个线程,每个线程都有自己的执行路径。可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程,并使用start()方法启动线程。线程的管理包括线程的优先级、线程的同步与互斥、线程的生命周期等。
6. Java中的集合框架有哪些?
Java的集合框架包括List、Set、Map等接口及其实现类。常用的实现类有ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet、HashMap、TreeMap等。
Java多线程程序设计详细解析
Java多线程程序设计详细解析
2006-09-27 13:00作者:蒋涛出处:csdn blog责任编辑:方舟
一、理解多线程
多线程是这样一种机制,它允许在程序中并发执行多个指令流,每个指令流都称为一个线程,彼此间互相独立。
线程又称为轻量级进程,它和进程一样拥有独立的执行控制,由操作系统负责调度,区别在于线程没有独立的存储空间,而是和所属进程中的其它线程共享一个存储空间,这使得线程间的通信远较进程简单。
多个线程的执行是并发的,也就是在逻辑上“同时”,而不管是否是物理上的“同时”。如果系统只有一个CPU,那么真正的“同时”是不可能的,但是由于CPU的速度非常快,用户感觉不到其中的区别,因此我们也不用关心它,只需要设想各个线程是同时执行即可。
多线程和传统的单线程在程序设计上最大的区别在于,由于各个线程的控制流彼此独立,使得各个线程之间的代码是乱序执行的,由此带来的线程调度,同步等问题,将在以后探讨。
二、在Java中实现多线程
我们不妨设想,为了创建一个新的线程,我们需要做些什么?很显然,我们必须指明这个线程所要执行的代码,而这就是在Java中实现多线程我们所需要做的一切!
真是神奇!Java是如何做到这一点的?通过类!作为一个完全面向对象的语言,Java提供了类ng.Thread来方便多线程编程,这个类提供了大量的方法来方便我们控制自己的各个线程,我们以后的讨论都将围绕这个类进行。
那么如何提供给 Java 我们要线程执行的代码呢?让我们来看一看 Thread 类。Thread 类最重要的方法是run(),它为Thread类的方法start()所调用,提供我们的线程所要执行的代码。为了指定我们自己的代码,只需要覆盖它!
方法一:继承 Thread 类,覆盖方法 run(),我们在创建的 Thread 类的子类中重写 run() ,加入线程所要执行的代码即可。下面是一个例子:
银行java八股文面试题
银行java八股文面试题
银行面试中常见的 Java 八股文面试题包括但不限于:
1. 介绍一下 Java 的特点和优势。
2. 什么是面向对象编程,Java 中如何实现面向对象编程?
3. Java 中的异常处理机制是怎样的?常见的异常类有哪些?
4. 什么是多线程?Java 中如何实现多线程?
5. 请解释一下 Java 中的集合框架,以及常用的集合类。
6. 什么是反射(Reflection)?Java 中如何使用反射机制?
7. 请简要介绍一下 Java 中常用的设计模式。
8. 什么是 JDBC?如何在 Java 中使用 JDBC 进行数据库操作?
9. 请解释一下 Java 中的静态关键字以及静态变量和静态方法的特点。
10. 什么是 Servlet 和 JSP?它们在 Java Web 开发中的作用是什么?
这些是银行面试中常见的 Java 八股文面试题之一,希望对您有所帮助。
java重要知识点
java重要知识点
Java是一种广泛应用的编程语言,具有许多重要的知识点。本文将介绍Java的一些重要知识点,包括面向对象编程、异常处理、多线程、集合框架和IO流等方面。
一、面向对象编程
面向对象编程是Java的核心特性之一。Java支持类和对象的概念,通过封装、继承和多态实现面向对象的编程风格。封装可以隐藏对象的实现细节,提供公共接口给外部使用;继承可以实现代码的重用和派生新的类;多态可以实现基于继承的方法重写和方法重载。
二、异常处理
异常处理是Java中的重要概念。Java提供了异常处理机制,通过try-catch-finally块来捕获和处理异常。通过抛出异常,可以在代码中处理错误和异常情况,提高程序的健壮性和可靠性。
三、多线程
多线程是Java的重要特性之一。Java中的线程可以同时执行多个任务,提高程序的并发性能。通过创建线程对象,可以实现并发执行任务的效果。多线程编程可以提高程序的响应能力,但也需要注意线程同步和资源竞争的问题。
四、集合框架
集合框架是Java中重要的数据结构。Java提供了一系列的集合类和接口,包括List、Set、Map等,用于存储和操作数据。集合框架提供了各种数据结构和算法,方便开发人员进行数据处理和操作。
五、IO流
IO流是Java中用于输入和输出的重要概念。Java提供了各种类型的IO流,包括字节流和字符流,用于读取和写入文件或网络数据。通过IO流,可以实现数据的读取和写入操作,实现与外部环境的数据交互。
六、网络编程
网络编程是Java的重要应用领域之一。Java提供了一套完整的网络编程API,包括Socket、ServerSocket和URL等类,用于实现网络通信。通过网络编程,可以实现客户端和服务器之间的数据传输和通信。
七、数据库连接
Java与数据库的连接是开发中常见的需求。Java提供了一系列的数据库连接API,如JDBC,用于连接和操作数据库。通过数据库连接,可以实现与数据库的数据交互,实现数据的读取、写入和更新等操作。
