一.相关知识:
(一)对同一个数量进行操作
(二)对同一个对象进行操作
(三)回调方法使用
(四)线程同步,死锁问题
(五)线程通信
等等
二.示例一:三个售票窗口同时出售20张票;
程序分析:
1.票数要使用同一个静态值
2.为保证不会出现卖出同一个票数,要java多线程同步锁。
设计思路:
1.创建一个站台类station,继承thread,重写run方法,在run方法里面执行售票操作!售票要使用同步锁:即有一个站台卖这张票时,其他站台要等这张票卖完!
2.创建主方法调用类
(一)创建一个站台类,继承thread
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
|
package com.xykj.threadstation; public class station extends thread { // 通过构造方法给线程名字赋值 public station(string name) { super (name); // 给线程名字赋值 } // 为了保持票数的一致,票数要静态 static int tick = 20 ; // 创建一个静态钥匙 static object ob = "aa" ; //值是任意的 // 重写run方法,实现买票操作 @override public void run() { while (tick > 0 ) { synchronized (ob) { // 这个很重要,必须使用一个锁, // 进去的人会把钥匙拿在手上,出来后才把钥匙拿让出来 if (tick > 0 ) { system.out.println(getname() + "卖出了第" + tick + "张票" ); tick--; } else { system.out.println( "票卖完了" ); } } try { sleep( 1000 ); //休息一秒 } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } } } } |
(二)创建主方法调用类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
|
package com.xykj.threadstation; public class mainclass { /** * java多线程同步锁的使用 * 示例:三个售票窗口同时出售10张票 * */ public static void main(string[] args) { //实例化站台对象,并为每一个站台取名字 station station1= new station( "窗口1" ); station station2= new station( "窗口2" ); station station3= new station( "窗口3" ); // 让每一个站台对象各自开始工作 station1.start(); station2.start(); station3.start(); } } |
程序运行结果:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
|
窗口 1 卖出了第 20 张票 窗口 2 卖出了第 19 张票 窗口 3 卖出了第 18 张票 窗口 3 卖出了第 17 张票 窗口 1 卖出了第 16 张票 窗口 2 卖出了第 15 张票 窗口 3 卖出了第 14 张票 窗口 1 卖出了第 13 张票 窗口 2 卖出了第 12 张票 窗口 2 卖出了第 11 张票 窗口 1 卖出了第 10 张票 窗口 3 卖出了第 9 张票 窗口 3 卖出了第 8 张票 窗口 1 卖出了第 7 张票 窗口 2 卖出了第 6 张票 窗口 3 卖出了第 5 张票 窗口 1 卖出了第 4 张票 窗口 2 卖出了第 3 张票 窗口 3 卖出了第 2 张票 窗口 1 卖出了第 1 张票 票卖完了 |
可以看到票数是不会有错的!
三.示例二:两个人ab通过一个账户a在柜台取钱和b在atm机取钱!
程序分析:钱的数量要设置成一个静态的变量。两个人要取的同一个对象值
(一)创建一个bank类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
|
package com.xykj.bank; public class bank { // 假设一个账户有1000块钱 static int money = 1000 ; // 柜台counter取钱的方法 public void counter( int money) { // 参数是每次取走的钱 bank.money -= money; //取钱后总数减少 system.out.println( "a取走了" + money + "还剩下" + (bank.money)); } // atm取钱的方法 public void atm( int money) { // 参数是每次取走的钱 bank.money -= money; //取钱后总数减少 system.out.println( "b取走了" + money + "还剩下" + (bank.money)); } } |
(二)创建一个persona类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
|
package com.xykj.bank; public class persona extends thread { // 创建银行对象 bank bank; // 通过构造器传入银行对象,确保两个人进入的是一个银行 public persona(bank bank) { this .bank = bank; } //重写run方法,在里面实现使用柜台取钱 @override public void run() { while (bank.money >= 100 ) { bank.counter( 100 ); // 每次取100块 try { sleep( 100 ); // 取完休息0.1秒 } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } } } } |
(三)创建一个personb类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
|
package com.xykj.bank; public class personb extends thread { // 创建银行对象 bank bank; // 通过构造器传入银行对象,确保两个人进入的是一个银行 public personb(bank bank) { this .bank = bank; } // 重写run方法,在里面实现使用柜台取钱 @override public void run() { while (bank.money >= 200 ) { bank.atm( 200 ); // 每次取200块 try { sleep( 100 ); // 取完休息0.1秒 } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } } } } |
(四)创建主方法的调用类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
|
package com.xykj.bank; public class mainclass { /** * 两个人ab通过一个账户a在柜台取钱和b在atm机取钱 * */ public static void main(string[] args) { // 实力化一个银行对象 bank bank = new bank(); // 实例化两个人,传入同一个银行的对象 persona pa = new persona(bank); personb pb = new personb(bank); // 两个人开始取钱 pa.start(); pb.start(); } } |
运行结果:
可以看到取完就停止运行了。
四.示例三:龟兔赛跑问题
龟兔赛跑:20米//只要为了看到效果,所有距离缩短了
要求:
1.兔子每秒0.5米的速度,每跑2米休息10秒,
2.乌龟每秒跑0.1米,不休息
3.其中一个跑到终点后另一个不跑了!
程序设计思路:
1.创建一个animal动物类,继承thread,编写一个running抽象方法,重写run方法,把running方法在run方法里面调用。
2.创建rabbit兔子类和tortoise乌龟类,继承动物类
3.两个子类重写running方法
4.本题的第3个要求涉及到线程回调。需要在动物类创建一个回调接口,创建一个回调对象
(一)创建animal动物类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
|
package com.xykj.rabbit_tortoise; public abstract class animal extends thread{ public double length= 20 ; //比赛的长度 public abstract void runing(); //抽象方法需要子类实现 //在父类重写run方法,在子类只要重写running方法就可以了 @override public void run() { super .run(); while (length> 0 ) { runing(); } } //在需要回调数据的地方(两个子类需要),声明一个接口 public static interface calltoback{ public void win(); } //2.创建接口对象 public calltoback calltoback; } |
(二)创建rabbit兔子类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
|
package com.xykj.rabbit_tortoise; public class rabbit extends animal { public rabbit() { setname( "兔子" ); // thread的方法,给线程赋值名字 } // 重写running方法,编写兔子的奔跑操作 @override public void runing() { // 跑的距离 double dis = 0.5 ; length -= dis; //跑完后距离减少 if (length <= 0 ) { length = 0 ; system.out.println( "兔子获得了胜利" ); //给回调对象赋值,让乌龟不要再跑了 if (calltoback != null ) { calltoback.win(); } } system.out.println( "兔子跑了" + dis + "米,距离终点还有" + ( int )length + "米" ); if (length % 2 == 0 ) { // 两米休息一次 try { sleep( 1000 ); } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } } } } |
(三)创建tortoise乌龟类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
|
package com.xykj.rabbit_tortoise; public class tortoise extends animal { public tortoise() { setname( "乌龟" ); // thread的方法,给线程赋值名字 } // 重写running方法,编写乌龟的奔跑操作 @override public void runing() { // 跑的距离 double dis = 0.1 ; length -= dis; if (length <= 0 ) { length = 0 ; system.out.println( "乌龟获得了胜利" ); // 让兔子不要在跑了 if (calltoback != null ) { calltoback.win(); } } system.out.println( "乌龟跑了" + dis + "米,距离终点还有" + ( int ) length + "米" ); try { sleep( 100 ); } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } } } |
(四)创建一个让动物线程停止的类,这里要实现回调接口
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
|
package com.xykj.rabbit_tortoise; import com.xykj.rabbit_tortoise.animal.calltoback; public class letonestop implements calltoback { // 动物对象 animal an; // 获取动物对象,可以传入兔子或乌龟的实例 public letonestop(animal an) { this .an = an; } //让动物的线程停止 @override public void win() { // 线程停止 an.stop(); } } |
(五)创建一个主方法调用类,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
|
package com.xykj.rabbit_tortoise; public class mainclass { /** * 龟兔赛跑:20米 * */ public static void main(string[] args) { //实例化乌龟和兔子 tortoise tortoise = new tortoise(); rabbit rabbit = new rabbit(); //回调方法的使用,谁先调用calltoback方法,另一个就不跑了 letonestop letonestop1 = new letonestop(tortoise); rabbit.calltoback = letonestop1; //让兔子的回调方法里面存在乌龟对象的值,可以把乌龟stop letonestop letonestop2 = new letonestop(rabbit); tortoise.calltoback = letonestop2; //让乌龟的回调方法里面存在兔子对象的值,可以把兔子stop //开始跑 tortoise.start(); rabbit.start(); } } |
运行结果:
可以看到结果兔子赢了。
一般来说兔子获得了胜利是在最后输出的,
但是,由于线程一直在执行所以会出现:
“兔子跑了0.5米,距离终点还有0米”还没来得及输出完,
而“兔子获得了胜利”已经输出完毕了。
五.实例四:
在一个kfc内,服务员负责生产食物,消费者负责消费食物;
当生产到一定数量可以休息一下,直到消费完食物,再马上生产,一直循环
程序涉及到的内容:
1.这设计到java模式思想:生产者消费者模式
2.要保证操作对象的统一性,即消费者和服务者都是跟同一个kfc发生关系的,kfc只能new一次
3.this.notifyall();和this.wait();一个是所有唤醒的意思,一个是让自己等待的意思;
比如本题中,生产者生产完毕后,先所有唤醒(包括消费者和生产者),再让所有自己(生产者)等待
这时,消费者开始消费,直到食材不够,先所有唤醒(包括消费者和生产者),再让所有自己(消费者)等待
一直执行上面的操作的循环
4.生产者和消费者都要继承thread,才能实现多线程的启动
程序设计的步骤思路:
1.创建一个食物类food,有存放/获取食物的名称的方法
2.创建一个kfc类,有生产食物和消费食物的方法
3.创建一个客户类customer,继承thread,重写run方法,在run方法里面进行消费食物操作
4.创建一个服务员类waiter,继承thread,重写run方法,在run方法里面进行生产食物的操作
5.创建主方法的调用类
(一)创建一个食物类food
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
|
package com.xykj.producer_consumer; public class food { string name= "" ; //通过构造方法传入食物的名字 public food(string name) { this .name=name; } //get、set 方法 public string getname() { return name; } public void setname(string name) { this .name = name; } } |
(二)创建一个kfc类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
|
package com.xykj.producer_consumer; import java.util.arraylist; import java.util.list; public class kfc { //食物的种类 string[] names = { "薯条" , "烧板" , "鸡翅" , "可乐" }; //生产的最大值,到达后可以休息 static final int max = 20 ; //存放食物的集合 list<food> foods = new arraylist<food>(); // 生产食物的方法 public void prod( int index) { synchronized ( this ) { // 如果食物数量大于20 while (foods.size() > max) { system.out.println( "食材够了" ); this .notifyall(); //这个唤醒是针对生产者和消费者,有all try { string name=thread.currentthread().getname(); this .wait(); //这个唤醒是针对生产者,没有all system.out.println( "生产者:" +name); } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } } // 开始生产食物食物//有一点要注意的 system.out.println( "开始生产食物" ); for ( int i = 0 ; i < index; i++) { food food = new food(names[( int ) (math.random() * 4 )]); foods.add(food); system.out.println( "生产了" + food.getname() + foods.size()); } } } // 消费食物的方法 public void consu( int index) { synchronized ( this ) { while (foods.size() < index) { system.out.println( "食材不够了" ); this .notifyall(); //这个唤醒是针对生产者和消费者,有all try { string name=thread.currentthread().getname(); this .wait(); //这个唤醒是针对消费者,没有all system.out.println( "消费者:" +name); } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } } // 足够消费 system.out.println( "开始消费" ); for ( int i = 0 ; i < index; i++) { food food = foods.remove(foods.size() - 1 ); system.out.println( "消费了一个" + food.getname() + foods.size()); } } } } |
(三)创建一个客户类customer
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
|
package com.xykj.producer_consumer; public class customers extends thread{ kfc kfc; //kfc要传入,保证每一个服务员和用户在同一个kfc对象内 public customers(kfc kfc) { this .kfc=kfc; } @override public void run() { int size=( int )(math.random()* 5 ); //每次要消费的食物的数量 while ( true ) { kfc.consu(size); //在消费的方法里面传入参数 } } } |
(四)创建一个服务员类waiter
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
|
package com.xykj.producer_consumer; public class waiter extends thread{ kfc kfc; //kfc要传入,保证每一个服务员和用户在同一个kfc对象内 public waiter(kfc kfc) { this .kfc=kfc; } @override public void run() { int size=( int )(math.random()* 5 )+ 5 ; //每次生产的数量 while ( true ) { kfc.prod(size); //传入每次生产的数量 } } } |
(五)创建主方法的调用类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
|
package com.xykj.producer_consumer; public class mainclass { /** * 生产者消费者模式 * * */ public static void main(string[] args) { // 只实例化一个kfc对象,保证每一个服务员和用户在同一个kfc对象内 kfc kfc = new kfc(); //实例化4个客户对象 customers c1 = new customers(kfc); customers c2 = new customers(kfc); customers c3 = new customers(kfc); customers c4 = new customers(kfc); //实例化3个服务员对象 waiter waiter1 = new waiter(kfc); waiter waiter2 = new waiter(kfc); waiter waiter3 = new waiter(kfc); //让所有的对象的线程都开始工作 waiter1.start(); waiter2.start(); waiter3.start(); c1.start(); c2.start(); c3.start(); c4.start(); } } |
六.示例五:设计四个线程对象对同一个数据进行操作
两个线程执行减操作,两个线程执行加操作。
程序分析:
1.创建一个threadaddsub类继承thread,重写run方法
2.在run方法里面实现加和减的操作,每次操作后睡眠1秒
3.创建主方法调用类
(一)创建一个threadaddsub类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
|
package com.xykj.add; public class threadaddsub extends thread { //判断要进行的操作 boolean operate = true ; //要操作的数 static int sum = 0 ; // 把操作运算通过构造方法传进来 public threadaddsub( boolean operate) { super (); this .operate = operate; } @override public void run() { super .run(); while ( true ) { if (operate) { sum+= 5 ; system.out.println( "加后,sum=" +sum); } else { sum-= 4 ; system.out.println( "减后,sum=" +sum); } try { sleep( 500 ); // 睡眠0.5秒 } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); } } } } |
(二)创建主方法调用类
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
|
emptypackage com.xykj.add; public class mainclass { /** * (线程同步) * */ public static void main(string[] args) { //创建一个存放threadaddsub对象的数组 threadaddsub[] tsub= new threadaddsub[ 4 ]; for ( int i = 0 ; i < tsub.length; i++) { //把实例化threadaddsub对象赋值到数组内 //第一三个是true,二四个是false tsub[i]= new threadaddsub(i% 2 == 0 ? true : false ); //让线程开始工作 tsub[i].start(); } } } |
线程示例总结:
代码块锁是一个防止数据发生错误的一个重要手段。
对象的统一性是非常重要的,这要想到对象的传入问题,
要操作的对象只能new一次,其他的操作都是对这个传入的对象进行的,
才能保证数据一致性,完整性和正确性。
练习题目:
1.(多线程)代码实现火车站4个卖票窗口同时买票的场景,输出示例:
窗口1卖票
窗口2卖票
窗口1卖票
...
2.(线程同步)代码实现火车站4个窗口同时卖100张票的代码逻辑,同一个窗口不能卖同一
张张票。
3.(线程通信)小明打算去提款机上取钱,发现卡上没钱,这时候他告知妈妈去存钱,妈妈
存了钱了,告知小明存好了可以取钱了。(ps:小明分多次取钱,每次取100,当发现钱不够
100,就等待妈妈存钱,小明他妈每次存2000,当发现钱小于100就存钱,就存钱,并且
通知小明去取钱,当大于100就等待小明钱不够是再存)
4.(线程同步)设计四个线程对象对同一个数据进行操作,两个线程执行减操作,两个线程执行
加操作。
5.(线程通信)制作两个线程对象,要求用同步块的方式使第一个线程运行2次,然后将自己
阻塞起来,唤醒第二个线程,第二个线程再运行2次,然后将自己阻塞起来,唤醒第一个线
程……两个线程交替执行。
6.(线程同步)设计4个线程,其中两个线程每次对j增加1,另外两个线程对j每次减少1。
7.(线程通信)子线程循环10次,接着主线程循环100,接着又回到子线程循环10次,接着
再回到主线程又循环100,如此循环50次。
总结
以上就是本文关于java多线程编程实例的全部内容,希望对大家学习java有所帮助,有什么问题可以随时留言,小编会及时回复大家的。感谢朋友们对本站的支持!
原文链接:http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/52524545