Java多線程的常見例子

原地址：http://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/52524545

一.相關知識：

Java多線程程序設計到的知識：

（一）對同一個數量進行操作

（二）對同一個對象進行操作

（三）回調方法使用

（四）線程同步，死鎖問題

（五）線程通信

等等

二．示例一：三個售票窗口同時出售20張票;

程序分析：1.票數要使用同一個靜態值

2.爲保證不會出現賣出同一個票數，要java多線程同步鎖。

設計思路：1.創建一個站臺類Station，繼承Thread，重寫run方法，在run方法裏面執行售票操作！售票要使用同步鎖：即有一個站臺賣這張票時，其他站臺要等這張票賣完！

2.創建主方法調用類

（一）創建一個站臺類，繼承Thread

package com.xykj.threadStation;
 
public class Station extends Thread {
 
        // 通過構造方法給線程名字賦值
        public Station(String name) {
             super(name);// 給線程名字賦值
        }
         
        // 爲了保持票數的一致，票數要靜態
        static int tick = 20;
         
        // 創建一個靜態鑰匙
        static Object ob = "aa";//值是任意的
         
        // 重寫run方法，實現買票操作
        @Override
        public void run() {
            while (tick > 0) {
                synchronized (ob) {// 這個很重要，必須使用一個鎖，
                    // 進去的人會把鑰匙拿在手上，出來後才把鑰匙拿讓出來
                    if (tick > 0) {
                        System.out.println(getName() + "賣出了第" + tick + "張票");
                        tick--;
                    } else {
                        System.out.println("票賣完了");
                    }
                }
                try {
                     sleep(1000)；//休息一秒
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
             
            }
    }
 
}

（二）創建主方法調用類

package com.xykj.threadStation;
 
public class MainClass {
    /**
     * java多線程同步鎖的使用
     * 示例：三個售票窗口同時出售10張票
     * */
    public static void main(String[] args) {
        //實例化站臺對象，併爲每一個站臺取名字
         Station station1=new Station("窗口1");
         Station station2=new Station("窗口2");
         Station station3=new Station("窗口3");
     
        // 讓每一個站臺對象各自開始工作
         station1.start();
         station2.start();
         station3.start();
     
    }
 
}

程序運行結果：

三．示例二：兩個人AB通過一個賬戶A在櫃檯取錢和B在ATM機取錢！

程序分析：錢的數量要設置成一個靜態的變量。兩個人要取的同一個對象值

（一）創建一個Bank類

public class Bank {
 
    // 假設一個賬戶有1000塊錢
    static int money = 1000;
     
    // 櫃檯Counter取錢的方法
    public void Counter(int money) {// 參數是每次取走的錢
        Bank.money -= money;//取錢後總數減少
        System.out.println("A取走了" + money + "還剩下" + (Bank.money));
    }
     
    // ATM取錢的方法
    public void ATM(int money) {// 參數是每次取走的錢
        Bank.money -= money;//取錢後總數減少
        System.out.println("B取走了" + money + "還剩下" + (Bank.money));
    }
     
}

（二）創建一個PersonA類

package com.xykj.bank;
 
public class PersonA extends Thread {
    // 創建銀行對象
    Bank bank;
     
    // 通過構造器傳入銀行對象，確保兩個人進入的是一個銀行
    public PersonA(Bank bank) {
         this.bank = bank;
    }
    
    //重寫run方法，在裏面實現使用櫃檯取錢
    @Override
        public void run() {
            while (Bank.money >= 100) {
                bank.Counter(100);// 每次取100塊
            try {
                sleep(100);// 取完休息0.1秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

（三）創建一個PersonB類

package com.xykj.bank;
 
public class PersonB extends Thread {
    // 創建銀行對象
    Bank bank;
     
    // 通過構造器傳入銀行對象，確保兩個人進入的是一個銀行
    public PersonB(Bank bank) {
        this.bank = bank;
    }
     
    // 重寫run方法，在裏面實現使用櫃檯取錢
    @Override
    public void run() {
        while (Bank.money >= 200) {
            bank.ATM(200);// 每次取200塊
            try {
                sleep(100);// 取完休息0.1秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
         
    }
}

（四）創建主方法的調用類

package com.xykj.bank;
 
public class MainClass {
    /**
     * 兩個人AB通過一個賬戶A在櫃檯取錢和B在ATM機取錢
     * */
    public static void main(String[] args) {
        // 實力化一個銀行對象
        Bank bank = new Bank();
        // 實例化兩個人，傳入同一個銀行的對象
        PersonA pA = new PersonA(bank);
        PersonB pB = new PersonB(bank);
        // 兩個人開始取錢
        pA.start();
        pB.start();
         
    }
 
}

運行結果：

四．示例三：龜兔賽跑問題

龜兔賽跑：20米 //只要爲了看到效果，所有距離縮短了

要求：

1.兔子每秒0.5米的速度，每跑2米休息10秒，

2.烏龜每秒跑0.1米，不休息

3.其中一個跑到終點後另一個不跑了！

程序設計思路：

1.創建一個Animal動物類，繼承Thread，編寫一個running抽象方法，重寫run方法，把running方法在run方法裏面調用。

2.創建Rabbit兔子類和Tortoise烏龜類，繼承動物類

3.兩個子類重寫running方法

4.本題的第3個要求涉及到線程回調。需要在動物類創建一個回調接口，創建一個回調對象

（一）創建Animal動物類

package com.xykj.rabbit_tortoise;
 
public abstract class Animal extends Thread{

    public double length=20;//比賽的長度
    
    public abstract void runing();//抽象方法需要子類實現
    
    //在父類重寫run方法，在子類只要重寫running方法就可以了
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        while (length>0) {
             runing();
        }
    }
    
    //在需要回調數據的地方（兩個子類需要），聲明一個接口
    public static interface Calltoback{
        public void win();
    }
    
    //2.創建接口對象
    public Calltoback calltoback;
    
}

（二）創建Rabbit兔子類

package com.xykj.rabbit_tortoise;
 
public class Rabbit extends Animal {
     
    public Rabbit() {
        setName("兔子");// Thread的方法，給線程賦值名字
    }
     
    // 重寫running方法，編寫兔子的奔跑操作
    @Override
    public void runing() {
        // 跑的距離
        double dis = 0.5;
        length -= dis;//跑完後距離減少
        if (length <= 0) {
            length = 0;
            System.out.println("兔子獲得了勝利");
            //給回調對象賦值，讓烏龜不要再跑了
            if (calltoback != null) {
                calltoback.win();
            }
        }
        System.out.println("兔子跑了" + dis + "米，距離終點還有" + (int)length + "米");
         
        if (length % 2 == 0) {// 兩米休息一次
            try {
                sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

（三）創建Tortoise烏龜類

 
package com.xykj.rabbit_tortoise;
 
public class Tortoise extends Animal {
     
    public Tortoise() {
        setName("烏龜");// Thread的方法，給線程賦值名字
    }
     
    // 重寫running方法，編寫烏龜的奔跑操作
    @Override
    public void runing() {
        // 跑的距離
        double dis = 0.1;
        length -= dis;
        if (length <= 0) {
            length = 0;
            System.out.println("烏龜獲得了勝利");
            // 讓兔子不要在跑了
            if (calltoback != null) {
                calltoback.win();
            }
        }
        System.out.println("烏龜跑了" + dis + "米，距離終點還有" + (int) length + "米");
        try {
            sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

（四）創建一個讓動物線程停止的類，這裏要實現回調接口

package com.xykj.rabbit_tortoise;
 
import com.xykj.rabbit_tortoise.Animal.Calltoback;
 
public class LetOneStop implements Calltoback {

    // 動物對象
    Animal an;
    
    // 獲取動物對象，可以傳入兔子或烏龜的實例
    public LetOneStop(Animal an) {
        this.an = an;
    }
    
    //讓動物的線程停止
    @Override
    public void win() {
        // 線程停止
        an.stop();
    }
     
}

（五）創建一個主方法調用類

package com.xykj.rabbit_tortoise;
 
public class MainClass {
    /**
     * 龜兔賽跑：20米      
     * */
    public static void main(String[] args) {
        //實例化烏龜和兔子
        Tortoise tortoise = new Tortoise();
        Rabbit rabbit = new Rabbit();
        //回調方法的使用，誰先調用calltoback方法，另一個就不跑了
        LetOneStop letOneStop1 = new LetOneStop(tortoise);
        rabbit.calltoback = letOneStop1;//讓兔子的回調方法裏面存在烏龜對象的值，可以把烏龜stop
        LetOneStop letOneStop2 = new LetOneStop(rabbit);
        tortoise.calltoback = letOneStop2;//讓烏龜的回調方法裏面存在兔子對象的值，可以把兔子stop
        //開始跑
        tortoise.start();
        rabbit.start();
     
    }
 
}

可以看到結果兔子贏了。

一般來說兔子獲得了勝利是在最後輸出的，

但是，由於線程一直在執行所以會出現：

“兔子跑了0.5米，距離終點還有0米”還沒來得及輸出完，

而“兔子獲得了勝利”已經輸出完畢了。

五．實例四:

在一個KFC內，服務員負責生產食物，消費者負責消費食物；

當生產到一定數量可以休息一下，直到消費完食物，再馬上生產，一直循環

程序涉及到的內容：

1.這設計到java模式思想：生產者消費者模式

2.要保證操作對象的統一性，即消費者和服務者都是跟同一個KFC發生關係的，KFC只能new一次

3.this.notifyAll();和 this.wait();一個是所有喚醒的意思，一個是讓自己等待的意思；

比如本題中，生產者生產完畢後，先所有喚醒（包括消費者和生產者），再讓所有自己（生產者）等待

這時，消費者開始消費，直到食材不夠，先所有喚醒（包括消費者和生產者），再讓所有自己（消費者）等待

一直執行上面的操作的循環

4.生產者和消費者都要繼承Thread，才能實現多線程的啓動

程序設計的步驟思路：

1.創建一個食物類Food，有存放/獲取食物的名稱的方法

2.創建一個KFC類，有生產食物和消費食物的方法

3.創建一個客戶類Customer，繼承Thread，重寫run方法，在run方法裏面進行消費食物操作

4.創建一個服務員類Waiter，繼承Thread，重寫run方法，在run方法裏面進行生產食物的操作

5.創建主方法的調用類

（一）創建一個食物類Food

package com.xykj.producer_consumer;
 
public class Food {
    String name="";
    //通過構造方法傳入食物的名字
    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）創建一個KFC類

package com.xykj.producer_consumer;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class KFC {

    //食物的種類
    String[] names = { "薯條", "燒板", "雞翅", "可樂" };
    
    //生產的最大值，到達後可以休息
    static final int Max = 20;
    
    //存放食物的集合
    List<Food> foods = new ArrayList<Food>();
     
    // 生產食物的方法
    public void prod(int index) {
        synchronized (this) {
            // 如果食物數量大於20
            while (foods.size() > Max) {
                System.out.println("食材夠了");
                this.notifyAll();//這個喚醒是針對生產者和消費者，有all
                try {
                    String name=Thread.currentThread().getName();
                    this.wait();//這個喚醒是針對生產者，沒有all
                    System.out.println("生產者："+name);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
             
            // 開始生產食物食物//有一點要注意的
            System.out.println("開始生產食物");
            for (int i = 0; i < index; i++) {
                Food food = new Food(names[(int) (Math.random() * 4)]);
                foods.add(food);
                System.out.println("生產了" + food.getName() + foods.size());
            }
        }
    }
     
    // 消費食物的方法
    public void consu(int index) { 
        synchronized (this) {
            while (foods.size() < index) {
                System.out.println("食材不夠了");
                this.notifyAll();//這個喚醒是針對生產者和消費者，有all
                try {
                    String name=Thread.currentThread().getName();
                    this.wait();//這個喚醒是針對消費者，沒有all
                    System.out.println("消費者："+name);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 足夠消費
            System.out.println("開始消費");
            for (int i = 0; i < index; i++) {
                Food food = foods.remove(foods.size() - 1);
                System.out.println("消費了一個" + food.getName() + foods.size());
            }
        }
    }
}

（三）創建一個客戶類Customer

package com.xykj.producer_consumer;
 
public class Customers extends Thread{
    KFC kfc;
    //KFC要傳入，保證每一個服務員和用戶在同一個KFC對象內
    public Customers(KFC kfc) {
        this.kfc=kfc;
    }
    @Override
    public void run() {
        int size=(int)(Math.random()*5);//每次要消費的食物的數量
        while (true) {
            kfc.consu(size);//在消費的方法裏面傳入參數
        }
     
    }
}

（四）創建一個服務員類Waiter

package com.xykj.producer_consumer;
 
public class Waiter extends Thread{
    KFC kfc;
    //KFC要傳入，保證每一個服務員和用戶在同一個KFC對象內
    public Waiter(KFC kfc) {
        this.kfc=kfc;
    }
    @Override
    public void run() {
        int size=(int)(Math.random()*5)+5;//每次生產的數量
        while (true) {
            kfc.prod(size);//傳入每次生產的數量
        }
     
    }
}

（五）創建主方法的調用類

package com.xykj.producer_consumer;
 
public class MainClass {
    /**
     * 生產者消費者模式
     *
     * */
    public static void main(String[] args) {
    
        // 只實例化一個KFC對象，保證每一個服務員和用戶在同一個KFC對象內
        KFC kfc = new KFC();
        
        //實例化4個客戶對象
        Customers c1 = new Customers(kfc);
        Customers c2 = new Customers(kfc);
        Customers c3 = new Customers(kfc);
        Customers c4 = new Customers(kfc);
        
        //實例化3個服務員對象
        Waiter waiter1 = new Waiter(kfc);
        Waiter waiter2 = new Waiter(kfc);
        Waiter waiter3 = new Waiter(kfc);
        
        //讓所有的對象的線程都開始工作
        waiter1.start();
        waiter2.start();
        waiter3.start();
        c1.start();
        c2.start();
        c3.start();
        c4.start();
    }
     
}

六．示例五：設計四個線程對象對同一個數據進行操作，

兩個線程執行減操作，兩個線程執行加操作。

程序分析：1.創建一個ThreadAddSub類繼承Thread，重寫run方法

2.在run方法裏面實現加和減的操作，每次操作後睡眠1秒

3.創建主方法調用類

（一）創建一個ThreadAddSub類

package com.xykj.add;
 
public class ThreadAddSub extends Thread {
    //判斷要進行的操作
    boolean operate = true;
    //要操作的數
    static int sum = 0;
     
    // 把操作運算通過構造方法傳進來
    public ThreadAddSub(boolean operate) {
        super();
        this.operate = operate;
    }
     
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        while (true) {
            if (operate) {
                sum+=5;
                System.out.println("加後，sum="+sum);
            } else {
                sum-=4;
                System.out.println("減後，sum="+sum);
            }
            try {
                sleep(500);// 睡眠0.5秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
     
    }
}

（二）創建主方法調用類

emptypackage com.xykj.add;
 
public class MainClass {
    /**
     * (線程同步)
     * */
    public static void main(String[] args) {
    
        //創建一個存放ThreadAddSub對象的數組
        ThreadAddSub[] tSub=new ThreadAddSub[4];
        for (int i = 0; i < tSub.length; i++) {
        
        //把實例化ThreadAddSub對象賦值到數組內
        //第一三個是true，二四個是false
        tSub[i]=new ThreadAddSub(i%2==0?true:false);
        
        //讓線程開始工作
        tSub[i].start();
        }
     
    }
 
}

線程示例總結：

代碼塊鎖是一個防止數據發生錯誤的一個重要手段。

對象的統一性是非常重要的，這要想到對象的傳入問題，

要操作的對象只能new一次，其他的操作都是對這個傳入的對象進行的，

才能保證數據一致性，完整性和正確性。

練習題目：

1. （多線程）代碼實現火車站4個賣票窗口同時買票的場景，輸出示例：
窗口1賣票
窗口2賣票
窗口1賣票
...
2. （線程同步）代碼實現火車站4個窗口同時賣100張票的代碼邏輯，同一個窗口不能賣同一
張張票。
3. （線程通信）小明打算去提款機上取錢，發現卡上沒錢，這時候他告知媽媽去存錢，媽媽
存了錢了，告知小明存好了可以取錢了。(PS:小明分多次取錢，每次取100，當發現錢不夠
100，就等待媽媽存錢，小明他媽每次存2000，當發現錢小於100就存錢，就存錢，並且
通知小明去取錢，當大於100就等待小明錢不夠是再存)
4. (線程同步)設計四個線程對象對同一個數據進行操作，兩個線程執行減操作，兩個線程執行
加操作。
5. （線程通信）製作兩個線程對象，要求用同步塊的方式使第一個線程運行2次，然後將自己
阻塞起來，喚醒第二個線程，第二個線程再運行2次，然後將自己阻塞起來，喚醒第一個線
程……兩個線程交替執行。
6. （線程同步）設計4個線程，其中兩個線程每次對j增加1，另外兩個線程對j每次減少1。
7. （線程通信）子線程循環10次，接着主線程循環100，接着又回到子線程循環10次，接着
再回到主線程又循環100，如此循環50次。

Java多線程的常見例子

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