多线程教学课件Java程序设计案例教程.pptx

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1、多线程 教学课件Java程序设计案例教程7.1 线程概述人们在日常生活中，很多事情都是可以同时进行的。例如，一个人可以一边听音乐，一边打扫房间，可以一边吃饭，一边看电视。在使用计算机时，很多任务也是可以同时进行的。例如，可以一边浏览网页，一边打印文档，还可以一边聊天，一边复制文件等。7.1 线程概述计算机能够同时完成多项任务，例如，让浏览器执行0.001秒，让QQ执行0.001秒，这就是多线程技术。计算机中的CPU即使是单核也可以同时运行多个任务，因为操作系统执行多个任务时就是让CPU对多个任务轮流交替执行。Java是支持多线程的语言之一，它内置了对多线程技术的支持，可以使程序同时执行多个执行

2、片段。7.1.1 进程在学习线程之前，需要先了解什么是进程。在一个操作系统中，每个独立执行的程序都可称之为一个进程，也就是“正在运行的程序”。目前大部分计算机上安装的都是多任务操作系统，即能够同时执行多个应用程序，最常见的有Windows、Linux、Unix等。在本教材使用的Windows操作系统下，使用快捷键【Ctrl+Alt+Delete】，选择【启动任务管理器】选项可以打开任务管理器面板，在窗口的【进程】选项卡中可以看到当前在运行的程序，也就是系统所有的进程，如GoogleChrome、腾讯QQ等。7.1.1 进程任务管理器窗口如下图。7.1.1 进程在多任务操作系统中，表面上看是支持

3、进程并发执行的，例如可以一边听音乐一边聊天。但实际上这些进程并不是同时运行的。在计算机中，所有的应用程序都是由CPU执行的，对于一个CPU而言，在某个时间点只能运行一个程序，也就是说只能执行一个进程。操作系统会为每一个进程分配一段有限的CPU使用时间，CPU在这段时间中执行某个进程，然后会在下一段时间切换到另一个进程中去执行。由于CPU运行速度很快，能在极短的时间内在不同的进程之间进行切换，所以给人以同时执行多个程序的感觉。7.1.2 线程通过前面的学习可以知道，每个运行的程序都是一个进程，在一个进程中还可以有多个执行单元同时运行，这些执行单元可以看作程序执行的一条条路径，被称为线程。操作系统

4、中的每一个进程中都至少存在一个线程。例如当一个Java程序启动时，就会产生一个进程，该进程中会默认创建一个线程，在这个线程上会运行main()方法中的代码。7.1.2 线程在前面章节所接触过的程序中，代码都是按照调用顺序依次往下执行，没有出现两段程序代码交替运行的效果，这样的程序称作单线程程序。如果希望程序中实现多段程序代码交替运行的效果，则需要创建多个线程，即多线程程序。所谓的多线程是指一个进程在执行过程中可以产生多个单线程，这些单线程程序在运行时是相互独立的，它们可以并发执行。7.1.2 线程上图所示的多条线程，看似是同时执行的，其实不然，它们和进程一样，也是由CPU轮流执行的，只不过CP

5、U运行速度很快，故而给人同时执行的感觉。进程与线程是包含关系，但是多任务即可以由多线程实现，也可以由单进程内的多线程实现，还可以混合多进程+多线程。具体采用哪种方式，要考虑到进程和线程的特点。7.1.2 线程和多线程相比，多进程稳定性比多线程高，因为在多进程的情况下，一个进程崩溃不会影响其他进程，而在多线程的情况下，任何一个线程崩溃会直接导致整个进程崩溃。除此之外，多进程也有一些缺点，具体如下：创建进程比创建线程开销大，尤其是在Windows系统上。进程间通信比线程间通信要慢，因为线程间通信就是读写同一个变量，速度很快。7.2 多线程的创建在Java中提供了两种多线程实现方式，一种是继承jav

6、a.lang包下的Thread类，覆写Thread类的run()方法，在run()方法中实现运行在线程上的代码；另一种是实现java.lang.Runnable接口，同样是在run()方法中实现运行在线程上的代码。接下来就对创建多线程的两种方式分别进行讲解，并比较它们的优缺点。7.2.1 继承Thread类创建多线程在学习多线程之前，先看熟悉的单线程程序。7.2.1 继承Thread类创建多线程程序运行结果如下图。7.2.1 继承Thread类创建多线程从运行结果可以看出，程序一直打印“MyThread类的run()方法在运行”，这是因为该程序是一个单线程程序，第5行代码调用MyThread类

7、的run()方法时，遇到的是死循环，循环会一直进行。因此，MyThread类的打印语句将被无限执行，而main()方法中的打印语句无法得到执行。7.2.1 继承Thread类创建多线程如果希望程序中两个while循环中的打印语句能够并发执行，就需要实现多线程。为此Java提供了一个线程类Thread，通过继承Thread类，并重写Thread类中的run()方法便可实现多线程。在Thread类中，提供了一个start()方法用于启动新线程，线程启动后，虚拟机会自动调用run()方法，如果子类重写了该方法便会执行子类中的方法。7.2.1 继承Thread类创建多线程将继承Thread类的多线程实

8、现步骤分为以下4步：（1）需要定义一个类，然后让这个类去继承Thread类，Thread类就是Java的线程类。（2）重写run方法。（3）创建定义的类的对象。（4）启动线程。7.2.1 继承Thread类创建多线程接下来，通过修改程序中的案例来演示如何通过继承Thread类的方式来实现多线程。7.2.1 继承Thread类创建多线程程序运行结果如下图。7.2.1 继承Thread类创建多线程上述代码利用两个while来模拟多线程环境，从运行结果，可以看到两个循环中的语句都有输出，说明该文件实现了多线程。7.2.1 继承Thread类创建多线程为了使读者更好地理解单线程和多线程的执行过程，接下

9、来通过一个图例分析一下单线程和多线程的区别。7.2.1 继承Thread类创建多线程从上图可以看出，单线程的程序在运行时，会按照代码的调用顺序执行，而在多线程中，main()方法和MyThread类的run()方法却可以同时运行，互不影响，这正是单线程和多线程的区别。7.2.2 实现Runnable接口创建多线程通过继承Thread类可以实现多线程，但是这种方式有一定的局限性。因为Java只支持单继承，一个类一旦继承了某个父类就无法再继承Thread类，比如学生类Student继承了Person类，就无法通过继承Thread类创建线程。7.2.2 实现Runnable接口创建多线程为了克服这种

10、弊端，Thread类提供了另外一个构造方法Thread(Runnabletarget)，其中Runnable是一个接口，它只有一个run()方法。当通过Thread(Runnabletarget)构造方法创建线程对象时，只需为该方法传递一个实现了Runnable接口的实例对象，这样创建的线程将调用实现了Runnable接口的类中的run()方法作为运行代码，而不需要调用Thread类中的run()方法。7.2.2 实现Runnable接口创建多线程我们可以将第二种创建多线程方式分为以下3步：（1）定义一个任务类，然后这个类去实现Runnable接口。Runnable接口就是一个任务接口，在该接

11、口中定义了一个方法，就是run方法，这个方法就是用来封装要被线程所执行的代码。（2）重写run方法。（3）创建Thread对象，在创建这个对象之前需要先创建任务类对象，然后把这个任务类对象作为Thread的构造方法参数传递过去。（4）启动线程。7.2.2 实现Runnable接口创建多线程接下来通过一个案例来演示如何通过实现Runnable接口的方式来创建多线程。7.2.2 实现Runnable接口创建多线程程序运行结果如下图。7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析既然直接继承Thread类和实现Runnable接口都能实现多线程，那么这两种实现多线程的方式在实际应用中又有什么区别呢？接下来

12、通过一种应用场景来分析。假设售票厅有四个窗口可发售某日某次列车的100张车票，这时，100张车票可以看做共享资源，四个售票窗口需要创建四个线程。为了更直观显示窗口的售票情况，可以通过Thread的currentThread()方法得到当前的线程的实例对象，然后调用getName()方法可以获取到线程的名称。7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析首先通过继承Thread类的方式创建多线程。7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析程序运行结果如下图。7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析上述程序中每个线程都有自己的名字，主线程默认的名字是“main”，用户创建的第一个线程的名字默认为“Thre

13、ad-0”，第二个线程的名字默认为“Thread-1”，以此类推。如果希望指定线程的名称，可以通过调用setName(Stringname)方法或者是构造方法为线程设置名称。接下来修改上述代码，利用构造方法的方式为每个线程设置名称：7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析程序运行结果如下图。从运行结果可以看出，每张票都被打印了四次。出现这种现象的原因是四个线程没有共享100张票，而是各自出售了100张票。在程序中创建了四个TicketWindow对象，就等于创建了四个售票程序，每个程序中都有100张票，每个线程在独立地处理各自的资源。7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析7.2.3 两种实现

14、多线程方式的对比分析由于现实中铁路系统的票资源是共享的，因此上面的运行结果显然不合理。所以说第一种方式售票是存在问题的，但是这个问题可不可以解决？也是可以解决的，将tickets被四个TicketWindow对象所共享就可以了，即将tickets前面使用static关键字修饰：7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析下面使用多线程的第二种实现方式完成购票系统。为了保证资源共享，在程序中只创建一个售票对象，然后开启多个线程去运行同一个售票对象的售票方法。简单来说就是四个线程运行同一个售票程序。通过Runnable接口的方式来实现多线程的创建。修改上述程序，并使用构造方法Thread(Runnab

15、letarget,Stringname)在创建线程对象时指定线程的名称：7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析程序运行结果如下图。7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析上述程序中，第1021行代码创建了一个TicketWindow对象并实现Runnable接口，然后在main方法中创建了四个线程，在每个线程上都去调用这个TicketWindow对象中的run()方法，这样就可以确保四个线程访问的是同一个tickets变量，共享100张车票。7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析这里tickets变量没有用static修饰，也能实现共享100张车票。

16、所以这两种实现多线程的方式的区别就可以看出来了。通过继承Thread类可以实现多线程，通过实现Runnable接口也可以实现多线程，实现Runnable接口相对于继承Thread类来说，具有以下优势：（1）适合多个相同程序代码的线程去处理同一个资源的情况，把线程同程序代码、数据有效的分离，很好的体现了面向对象的设计思想。（2）可以避免由于Java的单继承带来的局限性。在开发中经常碰到这样一种情况，就是使用一个已经继承了某一个类的子类创建线程，由于一个类不能同时有两个父类，因此不能使用继承Thread类的方式，只能采用实现Runnable接口的方式。7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析小提示

17、：JDK8简化了多线程的创建方法，在创建线程时指定线程要调用的方法，格式如下。Thread t=new Thread()-/main方法代码 );7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析下面我们通过一个案例来讲解，如下所示。7.2.3 两种实现多线程方式的对比分析运行结果如下：7.3 线程的生命周期及状态转换在Java中，任何对象都有生命周期，线程也不例外，它也有自己的生命周期。当Thread对象创建完成时，线程的生命周期便开始了。当run()方法中代码正常执行完毕或者线程抛出一个未捕获的异常（Exception）或者错误（Error）时，线程的生命周期便会结束。线程整个生命周期可以分为五个阶

18、段，分别是新建状态（New）、就绪状态（Runnable）、运行状态（Running）、阻塞状态（Blocked）和死亡状态（Terminated），线程的不同状态表明了线程当前正在进行的活动。7.3 线程的生命周期及状态转换在程序中，通过一些操作，可以使线程在不同状态之间转换。7.3 线程的生命周期及状态转换上图展示了线程各种状态的转换关系，箭头表示可转换的方向，其中，单箭头表示状态只能单向的转换，例如，线程只能从新建状态转换到就绪状态，反之则不能；双箭头表示两种状态可以互相转换，例如，就绪状态和运行状态可以互相转换。7.3 线程的生命周期及状态转换接下来针对线程生命周期中的五种状态分别进行

19、详细讲解，具体如下：1新建状态(New)创建一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态，此时它不能运行，和其他Java对象一样，仅仅由Java虚拟机为其分配了内存，没有表现出任何线程的动态特征。2就绪状态(Runnable)当线程对象调用了start()方法后，该线程就进入就绪状态。处于就绪状态的线程位于线程队列中，此时它只是具备了运行的条件，能否获得CPU的使用权并开始运行，还需要等待系统的调度。简单来说，线程对象具有CPU的执行资格，但是没有获取CPU的使用权。7.3 线程的生命周期及状态转换3运行状态(Running)如果处于就绪状态的线程获得了CPU的使用权，并开始执行run()方法中的

20、线程执行体，则该线程处于运行状态。一个线程启动后，它可能不会一直处于运行状态，当运行状态的线程使用完系统分配的时间后，系统就会剥夺该线程占用的CPU资源，让其他线程获得执行的机会。需要注意的是，只有处于就绪状态的线程才可能转换到运行状态。7.3 线程的生命周期及状态转换4阻塞状态(Blocked)一个正在执行的线程在某些特殊情况下，如被人为挂起或执行耗时的输入/输出操作时，会让出CPU的使用权并暂时中止自己的执行，进入阻塞状态。线程进入阻塞状态后，就不能进入排队队列。只有当引起阻塞的原因被消除后，线程才可以转入就绪状态。7.3 线程的生命周期及状态转换下面就列举一下线程由运行状态转换成阻塞状态

21、的原因，以及如何从阻塞状态转换成就绪状态。当线程试图获取某个对象的同步锁时，如果该锁被其他线程所持有，则当前线程会进入阻塞状态，如果想从阻塞状态进入就绪状态必须得获取到其他线程所持有的锁。当线程调用了一个阻塞式的IO方法时，该线程就会进入阻塞状态，如果想进入就绪状态就必须要等到这个阻塞的IO方法返回。7.3 线程的生命周期及状态转换 当线程调用了某个对象的wait()方法时，也会使线程进入阻塞状态，如果想进入就绪状态就需要使用notify()方法唤醒该线程。当线程调用了Thread的sleep(longmillis)方法时，也会使线程进入阻塞状态，在这种情况下，只需等到线程睡眠的时间到了以后，

22、线程就会自动进入就绪状态。当在一个线程中调用了另一个线程的join()方法时，会使当前线程进入阻塞状态，在这种情况下，需要等到新加入的线程运行结束后才会结束阻塞状态，进入就绪状态。7.3 线程的生命周期及状态转换线程从阻塞状态只能进入就绪状态，而不能直接进入运行状态，也就是说结束阻塞的线程需要重新进入可运行池中，等待系统的调度。注 意7.3 线程的生命周期及状态转换5死亡状态(Terminated)当线程调用stop()方法或run()方法正常执行完毕后，或者线程抛出一个未捕获的异常(Exception)、错误(Error)，线程就进入死亡状态。一旦进入死亡状态，线程将不再拥有运行的资格，也不

23、能再转换到其他状态。前面介绍过，程序中的多个线程是并发执行的，某个线程若想被执行必须要得到CPU 的使用权。Java 虚拟机会按照特定的机制为程序中的每个线程分配 CPU 的使用权，这种机制被称为线程的调度。7.4 线程的调度7.4 线程的调度在计算机中，线程调度有两种模型，分别是分时调度模型和抢占式调度模型。所谓分时调度模型是指让所有的线程轮流获得CPU的使用权，并且平均分配每个线程占用的CPU的时间片。抢占式调度模型是指让可运行池中优先级高的线程优先占用CPU，而对于优先级相同的线程，随机选择一个线程使其占用CPU，当它失去了CPU的使用权后，再随机选择其他线程获取CPU使用权。Java虚

24、拟机默认采用抢占式调度模型，通常情况下程序员不需要去关心它，但在某些特定的需求下需要改变这种模式，由程序自己来控制CPU的调度。7.4.1 线程的优先级在应用程序中，如果要对线程进行调度，最直接的方式就是设置线程的优先级。优先级越高的线程获得CPU执行的机会越大，而优先级越低的线程获得CPU执行的机会越小。线程的优先级用110之间的整数来表示，数字越大优先级越高。7.4.1 线程的优先级除了可以直接使用数字表示线程的优先级，还可以使用Thread类中提供的三个静态常量表示线程的优先级，如下表。Thread类的静的静态常量常量功能描述功能描述static int MAX_PRIORITY表示线程

25、的最高优先级，值为10static int MIN_PRIORITY表示线程的最低优先级，值为1static int NORM_PRIORITY表示线程的普通优先级，值为57.4.1 线程的优先级程序在运行期间，处于就绪状态的每个线程都有自己的优先级，例如，main线程具有普通优先级。然而线程优先级不是固定不变的，可以通过Thread类的setPriority(int newPriority)方法进行设置，setPriority()方法中的参数newPriority接收的是110之间的整数或者Thread类的三个静态常量。7.4.1 线程的优先级接下来通过一个案例演示不同优先级的两个线程在程序

26、中的运行情况。7.4.1 线程的优先级7.4.1 线程的优先级程序运行结果如下所示。从运行结果可以看出，优先级越高的线程获取 CPU 切换时间片的概率越大。7.4.1 线程的优先级虽然Java中提供了10个线程优先级，但是这些优先级需要操作系统的支持，不同的操作系统对优先级的支持是不一样的，不会和Java中线程优先级一一对应，因此，在设计多线程应用程序时，其功能的实现一定不能依赖于线程的优先级，而只能把线程优先级作为一种提高程序效率的手段。注 意7.4.2 线程休眠在前面已经讲过线程的优先级，优先级高的程序会先执行，而优先级低的程序会后执行。如果希望人为地控制线程，使正在执行的线程暂停，将CP

27、U让给别的线程，这时可以使用静态方法sleep(long millis)，该方法可以让当前正在执行的线程暂停一段时间，进入休眠等待状态。当前线程调用sleep(long millis)方法后，在指定时间(单位毫秒)内该线程是不会执行的，这样其他的线程就可以得到执行的机会了。7.4.2 线程休眠sleep(long millis)方法声明会抛出InterruptedException异常，因此在调用该方法时应该捕获异常，或者声明抛出该异常。7.4.2 线程休眠接下来通过一个案例来演示一下sleep(long millis)方法在程序中的使用。7.4.2 线程休眠7.4.2 线程休眠程序运行结果如

28、下图。7.4.2 线程休眠在主线程与SleepThread类线程中分别调用了Thread的sleep(500)方法让其线程休眠，目的是让一个线程在打印一次后休眠500毫秒，从而使另一个线程获得执行的机会，这样就可以实现两个线程的交替执行。从运行结果可以看出，主线程输出2后，SleepThread类线程没有交替输出3，而是主线程接着输出了3和4，这说明了当i等于3时，SleepThread类线程进入了休眠等待状态。对于主线程也一样，当i等于5时，主线程会休眠2000毫秒。7.4.2 线程休眠sleep()是静态方法，只能控制当前正在运行的线程休眠，而不能控制其他线程休眠。当休眠时间结束后，线程就

29、会返回到就绪状态，而不是立即开始运行。注 意【任务7-1】龟兔赛跑众所周知的“龟兔赛跑”故事，兔子因为太过自信，比赛中途休息而导致乌龟赢得了比赛。本案例要求编写一个程序模拟龟兔赛跑，乌龟的速度为 1 米/1000 毫秒，兔子的速度为 5 米/500 毫秒，等兔子跑到第 600 米时选择休息 10 000 毫秒，结果乌龟赢得了比赛。7.4.3 线程让步在篮球比赛中，我们经常会看到两队选手互相抢篮球，当某个选手抢到篮球后就可以拍一会，之后他会把篮球让出来，其他选手重新开始抢篮球，这个过程就相当于Java程序中的线程让步。所谓的线程让步是指正在执行的线程，在某些情况下将CPU资源让给其他线程执行。7

30、.4.3 线程让步线程让步可以通过yield()方法来实现，该方法和sleep()方法有点相似，都可以让当前正在运行的线程暂停，区别在于yield()方法不会阻塞该线程，它只是将线程转换成就绪状态，让系统的调度器重新调度一次。当某个线程调用yield()方法之后，只有与当前线程优先级相同或者更高的线程才能获得执行的机会。7.4.3 线程让步接下来通过一个案例来演示yield()方法的使用。7.4.3 线程让步7.4.3 线程让步程序运行结果如下图。从上图运行结果可以看出，当线程 B 输出 3 时，线程 B 做出了让步，线程 A 抢占到 CPU的执行权，输出线程 A-0，然而当线程 A=3 时，

31、做出了让步，但是线程 A 又一次抢占到 CPU 的执行权，继而输出线程 A-4。所以，我们不能试图通过线程让步来控制业务的执行顺序。7.4.4 线程插队现实生活中经常能碰到“插队”的情况，同样，在Thread类中也提供了一个join()方法来实现这个“功能”。当在某个线程中调用其他线程的join()方法时，调用的线程将被阻塞，直到被join()方法加入的线程执行完成后它才会继续运行。7.4.4 线程插队接下来通过案例来演示join()方法的使用。7.4.4 线程插队7.4.4 线程插队程序运行结果如下图。由上图运行结果可以看出，当 main 输入 2 时，线程一插队了，直到线程一结束，main

32、线程才继续执行【任务7-2】Svip优先办理服务在日常的工作生活中，无论哪个行业都会设置一些 Svip 用户，Svip 用户具有超级优先权，在办理业务时，Svip 用户具有最大的优先级。本任务要求编写一个模拟 Svip 优先办理业务的程序，在正常的业务办理中，插入一个 Svip 用户，优先为 Svip 用户办理业务。本案例在实现时，可以通过多线程实现。7.5 多线程同步多线程的并发执行可以提高程序的效率，但是，当多个线程去访问同一个资源时，也会引发一些安全问题。例如，当统计一个班级的学生数目时，如果有同学进进出出，则很难统计正确。为了解决这样的问题，需要实现多线程的同步，即限制某个资源在同一时

33、刻只能被一个线程访问。前面讲解的售票案例，极有可能碰到“意外”情况，如一张票被打印多次，或者打印出的票号为 0 甚至负数。这些“意外”都是由多线程操作共享资源 ticket 所导致的线程安全问题。接下来对售票案例进行修改，模拟四个窗口出售 10 张票，并在售票的代码中使用 sleep()方法，令每次售票时线程休眠 10 毫秒（真实售票会有网络延时，所以休眠10 毫秒）。7.5.1 线程安全问题7.5.1 线程安全问题7.5.1 线程安全问题7.5.1 线程安全问题程序运行结果如下图。7.5.1 线程安全问题从上图的运行结果看出，出现了卖 0 号和-1 号票的不正常现象，然而在实际生活中，售票程

34、序中只有当票号大于 0 时才会进行售票。运行结果中之所以出现了负数的票号是因为多线程在售票时出现了安全问题。出现这样的安全问题的原因是在售票程序的while 循环中添加了 sleep()方法，使线程产生延迟。7.5.1 线程安全问题在运行结果中，最后打印售出的票出现了0和负数，这种现象是不应该出现的，因为售票程序中只有当票号大于0时才会进行售票。运行结果中之所以出现了负数的票号是因为多线程在售票时出现了安全问题。7.5.1 线程安全问题出现这样的安全问题的原因是在售票程序的while循环中添加了sleep()方法，由于线程有延迟，当票号减为1时，假设线程1此时出售1号票，对票号进行判断后，进入

35、while循环，在售票之前通过sleep()方法让线程休眠，这时线程二会进行售票，由于此时票号仍为1，因此线程二也会进入循环，同理，四个线程都会进入while循环，休眠结束后，四个线程都会进行售票，这样就相当于将票号减了四次，结果中出现了0、-1、-2这样的票号。7.5.2 同步代码块线程安全问题其实就是由多个线程同时处理共享资源所导致的，要想解决线程安全问题，必须得保证在任何时刻只能有一个线程访问共享资源。也就是说，我们需要让下列代码在任意时刻只能有一个线程执行，共享资源如下：7.5.2 同步代码块为了实现这种限制，Java中提供了同步机制。当多个线程使用同一个共享资源时，可以将处理共享资源

36、的代码放在一个使用synchronized关键字修饰的代码块中，这个代码块被称作同步代码块。使用synchronized关键字创建同步代码块的语法格式如下：synchronized(lock)操作共享资源代码块7.5.2 同步代码块上面的格式中，lock 是一个锁对象，它是同步代码块的关键。这个 lock 对象相当于一把锁，只有获取到这把锁的线程才能进入到共享资源代码块里面去执行相关的代码，没有获取到这把锁的线程只能在外面等待。等当前线程执行完同步代码块后，所有的线程开始抢夺这把锁，抢到锁的线程将进入同步代码块，执行其中的代码。如此循环往复，直到共享资源被处理完为止。这个过程就好比一个公用电话

37、亭，只有前一个人打完电话出来后，后面的人才可以打。7.5.2 同步代码块接下来将售票的代码放到synchronized区域中。7.5.2 同步代码块7.5.2 同步代码块程序运行结果如下图。7.5.2 同步代码块上述代码中，将有关 tickets 变量的操作全部都放到同步代码块中。为了保证线程的持续执行，将同步代码块放在死循环中，直到 ticket0 时跳出循环。从运行结果可以看出，售出的票不再出现 0 和负数的情况，这是因为售票的代码实现了同步，之前出现的线程安全问题得以解决。运行结果中并没有出现线程二和线程三售票的语句，出现这样的现象是很正常的，因为线程在获得锁对象时有一定的随机性，在整个

38、程序的运行期间，线程二和线程三始终未获得锁对象，所以未能显示它们的输出结果。7.5.2 同步代码块同步代码块中的锁对象可以是任意类型的对象，但多个线程共享的锁对象必须是唯一的。“任意”说的是共享锁对象的类型。锁对象的创建代码不能放到run()方法中，否则每个线程运行到run()方法都会创建一个新对象，这样每个线程都会有一个不同的锁，每个锁都有自己的标志位，这样线程之间便不能产生同步的效果。注 意7.5.3 同步方法同步代码块可以有效解决线程的安全问题，当把共享资源的操作放在synchronized定义的区域内时，便为这些操作加了同步锁。在方法前面同样可以使用synchronized关键字来修饰

39、，被修饰的方法为同步方法，它能实现和同步代码块同样的功能，具体语法格式如下：synchronized 返回值类型 方法名(参数1,.)被synchronized修饰的方法在某一时刻只允许一个线程访问，访问该方法的其他线程都会发生阻塞，直到当前线程访问完毕后，其他线程才有机会执行该方法。7.5.3 同步方法接下来通过一个案例演示同步方法的使用。7.5.3 同步方法7.5.3 同步方法程序运行结果如下图。7.5.3 同步方法上述代码中，将售票代码抽取为售票方法 saleTicket()，并用 synchronized 关键字把saleTicket()修饰为同步方法。从上图所示的运行结果可以看出，同

40、样没有出现 0 号和负数号的票，说明同步方法实现了和同步代码块一样的效果。7.5.3 同步方法读者可能会有这样的疑问：同步代码块的锁是自己定义的任意类型的对象，那么同步方法是否也存在锁？如果有，它的锁是什么呢？答案是肯定的，同步方法也有锁，它的锁就是当前调用该方法的对象，也就是this指向的对象。这样做的好处是，同步方法被所有线程所共享，方法所在的对象相对于所有线程来说是唯一的，从而保证了锁的唯一性。当一个线程执行该方法时，其他的线程就不能进入该方法中，直到这个线程执行完该方法为止。从而达到了线程同步的效果。7.5.3 同步方法有时候需要同步的方法是静态方法，静态方法不需要创建对象就可以直接用

41、“类名.方法名()”的方式调用。这时候读者就会有一个疑问，如果不创建对象，静态同步方法的锁就不会是this，那么静态同步方法的锁是什么？Java中静态方法的锁是该方法所在类的class对象，该对象在装载该类时自动创建，该对象可以直接用类名.class的方式获取。7.5.3 同步方法同步代码块和同步方法解决多线程问题有好处也有弊端。同步解决了多个线程同时访问共享数据时的线程安全问题，只要加上同一个锁，在同一时间内只能有一条线程执行。但是线程在执行同步代码时每次都会判断锁的状态，非常消耗资源，效率较低。7.5.4 死锁问题有这样一个场景：一个中国人和一个美国人在一起吃饭，美国人拿了中国人的筷子，中

42、国人拿了美国人的刀叉，两个人开始争执不休：中国人：“你先给我筷子，我再给你刀叉！”美国人：“你先给我刀叉，我再给你筷子！”7.5.4 死锁问题结果可想而知，两个人都吃不到饭。这个例子中的中国人和美国人相当于不同的线程，筷子和刀叉就相当于锁。两个线程在运行时都在等待对方的锁，这样便造成了程序的停滞，这种现象称为死锁。7.5.4 死锁问题接下来通过中国人和美国人吃饭的案例来模拟死锁问题。7.5.4 死锁问题7.5.4 死锁问题7.5.4 死锁问题程序运行结果如下图。7.5.4 死锁问题上述代码创建了中国人和美国人这两个线程，由上图的运行结果所示，线程中国人拥有了刀和叉这把锁，但是没有筷子这把锁。线

43、程美国人反之。两个线程都需要对方所占用的锁，但是都无法释放自己所拥有的锁，于是这两个线程都处于挂起状态，从而造成了死锁。所以后期在进行代码编写的时候，大家尽量不要写这种同步代码块嵌套的代码，这样的话就可以大大的避免死锁现象的出现。【任务7-3】模拟银行存取钱在银行办理业务时，通常银行会开多个窗口，客户排队等候，窗口办理完业务，会呼叫下一个用户办理业务。本案例要求编写一个程序模拟银行存取钱业务办理。假如有两个用户在存取钱，两个用户分别操作各自的账户，并在控制台打印存取钱的数量以及账户的余额。【任务7-4】小朋友就餐一圆桌前坐着5位小朋友，两个人中间有一只筷子，桌子中央有面条。小朋友边吃边玩，当饿

44、了的时候拿起左右两只筷子吃饭，必须拿到两只筷子才能吃饭。但是，小朋友在吃饭过程中，可能会发生5个小朋友都拿起自己右手边的筷子，这样每个小朋友都因缺少左手边的筷子而没有办法吃饭。本案例要求编写一个程序解决小朋友就餐问题，使每个小朋友都能成功就餐。7.6 本章小结本章详细介绍了多线程的基础知识，首先从进程与线程两部分讲解了线程的概述；其次介绍了线程创建的两种方式，又对比了两种创建线程方式的优缺点；接着讲解了线程的生命周期与状态转换；然后从线程的优先级、休眠、让步和插队四方面讲解了线程的调度；最后从多线性的线程安全、同步代码块、同步方法和如何解决死锁问题几方面介绍了多线程的同步。通过本章的学习，大家对Java中的多线程已经有了初步的认识，熟练掌握好这些知识，对以后的编程开发大有禆益。