java多线程编程实例

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：IT

一.相关知识：

Java多线程程序设计到的知识：

（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

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

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：

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

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

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

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

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

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

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

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

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，

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

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

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

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

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

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

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

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，感兴趣的朋友可以继续参阅本站：浅谈Java多线程的优点及代码示例、Java多线程之线程通信生产者消费者模式及等待唤醒机制代码详解、Java多线程编程实现socket通信示例代码等，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！

以上是 java多线程编程实例 的全部内容， 来源链接： utcz.com/p/215256.html

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