JUC系列——JUC入门及多线程并发
2024-06-23 22:21:14
文章目录
- 前言
- 一、JUC简介
- 1、出自哪位大神之手？
- 2、JUC是什么？
- 二、JUC主要解决什么问题？
- 1、进程 、线程
- 2、并发、并行
- 3、JAVA创建线程的方式（模拟三种线程实现方式）
- 1）继承Thread类（线程的初级用法）
- 2）实现Runnable 接口（线程的初级用法）
- 3）内部类方式（线程的中级用法）
- 4） 使用lamada 表达式实现（高级用法，也是企业中最常使用的方法）
- 总结
前言
随着JAVA程序员越来越卷，导致现在他们需要不断的学习更深的知识来达到卷的资本。本期系统教程主要介绍JUC，这一章就让我们从头来认识一下它吧，做为一名资深的JAVA程序员，你必需知道什么是JUC，JUC是用来做什么的，怎么用。这也是大厂面试必问技术之一。
一、JUC简介
1、出自哪位大神之手？
- JUC 是美国的一位大学教师 Doug Lea (道格·利)设计并开发出来的。
- Doug Lea 服务于纽约州立大学Oswego分校计算机学系的教师。
- Doug Lea 是 JCP（JAVA社区项目）中的一员。
- 让我们瞻仰一下大神的容貌，多向大神学习。
2、JUC是什么？
- JUC是 JDK中java.util.concurrent 包的简称（中文简称：并发工具包），它包含三个包：
- java.util.concurrent
- java.util.concurrent.atomic
- java.util.concurrent.locks
- 是2004年10月发布的JDK1.5新增用来编写并发相关的基础api。
- 目前JUC泛指JAVA多线程开发技术。
二、JUC主要解决什么问题？
JUC 主要解决的问题是：在高内聚低耦合的前提下，线程如何操作 资源类可以达到高并发高可用的效果？
先来学习一下几个基本概念
1、进程 、线程
- 进程：
- 操作系统可调配的最小单元。
- 有自己独立的空间。
- 比如：系统中运行的QQ、CF、王者，它们都是独立的进程。
- 线程：
- 线程是进程可中可调配的最小单元。
- 一个进程内可以包含多个线程。
- 如：360卫士里包含了许多功能，杀毒、下载软件等，它们是一个进程内不同的线程。
2、并发、并行
- 并发：
- 同一个功能被同时调用。
- 同一段程序被同时调用。
- 并行：
- 不同的功能被同时调用。
- 不同的程序被同时调用。
JUC就是解决多线程执行中遇到的问题，所以我们再来看一下JAVA里是怎么创建线程和操作线程的
3、JAVA创建线程的方式（模拟三种线程实现方式）
模拟一个多线程的需求：火车售票员 A、B、C三个人同时出售一列火车的10张票，售完为止。
1）继承Thread类（线程的初级用法）
使用JUC中的Lock实现不现线程对同一资源的操作
售票员类：
package com.juc.study;import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** 火车售票员*/
public class TrainConductor extends Thread {public TrainConductor() {}public TrainConductor(String name) {super(name);}/*** 售票*/public void saleTickets() {// JUC中的锁，是轻量级的锁，实现类是可重入锁，// 意味着只要有人释放锁，另外一个人就可以重新拿到锁并执行。Lock lock = new ReentrantLock();lock.lock();try {if(Ticket.nums > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 卖出第：" + (Ticket.nums--) + "张，\t 还剩下：" + Ticket.nums);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}@Overridepublic void run() {for(int i = 70; i > 0; i--) {saleTickets();}}
}火车票类：
package com.juc.study;public class Ticket {public static int nums = 10;}
执行类：
import com.juc.study.Ticket;
import com.juc.study.TrainConductor;public class TestJUC {public static void main(String[] args) {// 新建三个售票员TrainConductor trainConductorA = new TrainConductor("A");TrainConductor trainConductorB = new TrainConductor("B");TrainConductor trainConductorC = new TrainConductor("C");// 开始售票trainConductorA.start();trainConductorB.start();trainConductorC.start();}}
执行结果：
A 卖出第：9张， 还剩下：8
C 卖出第：8张， 还剩下：7
B 卖出第：10张， 还剩下：8
C 卖出第：6张， 还剩下：5
C 卖出第：4张， 还剩下：3
A 卖出第：7张， 还剩下：6
C 卖出第：3张， 还剩下：2
C 卖出第：1张， 还剩下：0
A 卖出第：2张， 还剩下：1
B 卖出第：5张， 还剩下：4
2）实现Runnable 接口（线程的初级用法）
与继承Thead类的写法有点区别，大家注意观察
售票员类：
package com.juc.study;import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** 售票员类*/
public class TrainConductorRunnable implements Runnable{/*** 售票*/public void saleTickets() {// JUC中的锁，是轻量级的锁，实现类是可重入锁，// 意味着只要有人释放锁，另外一个人就可以重新拿到锁并执行。Lock lock = new ReentrantLock();lock.lock();try {if(Ticket.nums > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 卖出第：" + (Ticket.nums--) + "张，\t 还剩下：" + Ticket.nums);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}@Overridepublic void run() {for(int i = 70; i > 0; i--) {saleTickets();}}
}火车票类（无变化）：
package com.juc.study;public class Ticket {public static int nums = 10;}执行类：
import com.juc.study.Ticket;
import com.juc.study.TrainConductor;
import com.juc.study.TrainConductorRunnable;public class TestJUC {public static void main(String[] args) {// 新建三个售票员TrainConductorRunnable trainConductorA = new TrainConductorRunnable();TrainConductorRunnable trainConductorB = new TrainConductorRunnable();TrainConductorRunnable trainConductorC = new TrainConductorRunnable();// 新建三个线程Thread t1 = new Thread(trainConductorA, "A");Thread t2 = new Thread(trainConductorB, "B");Thread t3 = new Thread(trainConductorC, "C");// 开始售票t1.start();t2.start();t3.start();}}执行结果：
A 卖出第：9张， 还剩下：7
C 卖出第：8张， 还剩下：7
A 卖出第：7张， 还剩下：6
B 卖出第：10张， 还剩下：7
A 卖出第：5张， 还剩下：4
C 卖出第：6张， 还剩下：5
A 卖出第：3张， 还剩下：2
B 卖出第：4张， 还剩下：3
A 卖出第：1张， 还剩下：0
C 卖出第：2张， 还剩下：1
3）内部类方式（线程的中级用法）
使用内部类实现是不需要继承Thread类或实现Runnable接口，大家仔细看
火车售票员类：
package com.juc.study;import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** 火车售票员（采用内部类的形式实现）*/
public class TrainConductorInner {/*** 售票*/public void saleTickets() {// JUC中的锁，是轻量级的锁，实现类是可重入锁，// 意味着只要有人释放锁，另外一个人就可以重新拿到锁并执行。Lock lock = new ReentrantLock();lock.lock();try {if(Ticket.nums > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 卖出第：" + (Ticket.nums--) + "张，\t 还剩下：" + Ticket.nums);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}}火车票类（无变化）：
package com.juc.study;public class Ticket {public static int nums = 10;}执行类：
import com.juc.study.Ticket;
import com.juc.study.TrainConductorInner;public class TestJUC {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread("A") {@Overridepublic void run() {for(int i = 70; i > 0; i--) {TrainConductorInner a = new TrainConductorInner();a.saleTickets();}}};t1.start();Thread t2 = new Thread("B") {@Overridepublic void run() {for(int i = 70; i > 0; i--) {TrainConductorInner b = new TrainConductorInner();b.saleTickets();}}};t2.start();Thread t3 = new Thread("C") {@Overridepublic void run() {for(int i = 70; i > 0; i--) {TrainConductorInner c = new TrainConductorInner();c.saleTickets();}}};t3.start();}}4） 使用lamada 表达式实现（高级用法，也是企业中最常使用的方法）
lamada表达式写完之后有点长，如果看不懂可以给它格式化一下
火车售票员类(仍然使用内部类，没变化)：
package com.juc.study;import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/*** 火车售票员（采用内部类的形式实现）*/
public class TrainConductorInner {/*** 售票*/public void saleTickets() {// JUC中的锁，是轻量级的锁，实现类是可重入锁，// 意味着只要有人释放锁，另外一个人就可以重新拿到锁并执行。Lock lock = new ReentrantLock();lock.lock();try {if(Ticket.nums > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 卖出第：" + (Ticket.nums--) + "张，\t 还剩下：" + Ticket.nums);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}}火车票类（没变化）：
package com.juc.study;public class Ticket {public static int nums = 10;}执行类（这里使用lamada表达式）：
import com.juc.study.Ticket;
import com.juc.study.TrainConductorInner;public class TestJUC {public static void main(String[] args) {new Thread(()->{for(int i = 70; i > 0; i--){TrainConductorInner a = new TrainConductorInner(); a.saleTickets();}}, "A").start();new Thread(()->{for(int i = 70; i > 0; i--){TrainConductorInner b = new TrainConductorInner(); b.saleTickets();}}, "B").start();new Thread(()->{for(int i = 70; i > 0; i--){TrainConductorInner c = new TrainConductorInner(); c.saleTickets();}}, "C").start();}}总结
最重要的一句话：在高内聚低耦合的前提下，线程操作资源类达到高并发高可用的效果就是JUC的任务。
JUC的入门就到这里，到这里大家应该会对JUC有点感觉了，感觉是不是挺好玩的，后面的章节更精彩，敬请期待。。。。。。
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