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java多线程编程 什么是多线程编程 多线程

什么是多线程编程?多线程同步有几种实现方法

admin admin 发表于2022-07-02 09:31:54 浏览86 评论0

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什么是多线程编程


多线程编程技术是Java语言的重要特点。多线程编程的含义是将程序任务分成几个并行的子任务。特别是在网络编程中,你会发现很多功能是可以并发执行的。 比如网络传输速度较慢、用户输入速度较慢,你可以用两个独立的线程去完成这两个功能,而不影响正常的显示或其它功能。   多线程是与单线程比较而言的,普通的Windows采用单线程程序结构,其工作原理是:主程序有一个消息循环,不断从消息队列中读入消息来决定下一步所要干的事情,一般是针对一个函数,只有等这个函数执行完之后,主程序才能接收另外的消息来执行。比如子函数功能是在读一个网络数据,或读一个文件,只有等读完这个数据或文件才能接收下一个消息。在执行这个子函数过程中你什么也不能干。但往往读网络数据和等待用户输入有很多时间处于等待状态,多线程利用这个特点将任务分成多个并发任务后,就可以解决这个问题。  Java中的线程类   1.扩展java.lang.Thread类,用它覆盖Thread类的run方法。   2.生成实现java.lang.Runnable接口的类并将其它的实例与java.lang.Thread实例相关联。   Thread类是负责向其它类提供线程支持的最主要的类,要使用一个类具有线程功能,在Java中只要简单地从Thread类派生一个子类就可以了扩展Thread类,如printThread.java。   Thread类最重要的方法是run方法。run方法是新线程执行的方法,因此生成java.lang.Thread的子类时,必须有相应的run方法。 //PrintThread.java public class PrintThread extends Thread//继承Tread类 private int count=0 //定义一个count变量用于统计打印的次数并共享变量 public static void mainString args//main方法开始 PrintThread p=new PrintThread//创建一个线程实例 p.start//执行线程 for{;;}//主线程main方法执行一个循环,for执行一个死循环count++ System.out.printcount+″:Main\n″//主线程中打印count +“main”变量的值,并换行 public void run//线程类必须有的run()方法for{;;}count++ System.out.printcount+″:Thread\n″   上面这段程序便是继承java.lang.Tread并覆盖run的方法。用Java 虚拟机启动程序时,这个程序会先生成一个线程并调用程序主类的main方法。这个程序中的main方法生成新线程,连接打印“Thread”。在启动线程之后,主线程继续打印“Main”。   编译并执行这个程序,然后立即按“Ctrl+C”键中断程序,你会看到上面所述的两个线程不断打印出:XXX:main…..XXX:Thread…. XXX代表的是数字,也就是上面count的值。在笔者的机器上,不同时刻这两个线程打印的次数不一样,先打印20个main(也就是先执行20次主线程)再打印出50次Thread,然后再打印main……   提示:为了便于查看该程序的执行结果,你可以将执行结果导入一个文本文件,然后打开这个文件查看各线程执行的情况。如运行: javac PrintThread.java Java PrintThread1.txt   第一个命令javac PrintThread.java是编译java程序,第二个是执行该程序并将结果导入1.txt文件。当然你可以直接执行命令:java

多线程同步有几种实现方法


一、java允许多线程并发控制,当多个线程同时操作一个可共享的资源变量时(如数据的增删改查),
将会导致数据不准确,相互之间产生冲突,因此加入同步锁以避免在该线程没有完成操作之前,被其他线程的调用, 从而保证了该变量的唯一性和准确性。
二、实现方法:
1、同步方法
即有synchronized关键字修饰的方法。
由于java的每个对象都有一个内置锁,当用此关键字修饰方法时,内置锁会保护整个方法。在调用该方法前,需要获得内置锁,否则就处于阻塞状态。
代码如: public synchronized void save(){}123
注: synchronized关键字也可以修饰静态方法,此时如果调用该静态方法,将会锁住整个类
2、同步代码块
即有synchronized关键字修饰的语句块。被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁,从而实现同步。
3、使用特殊域变量(volatile)实现线程同步
1)volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制;
2)使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新,
3)因此每次使用该域就要重新计算,而不是使用寄存器中的值
4)volatile不会提供任何原子操作,它也不能用来修饰final类型的变量
4、使用重入锁实现线程同步
在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。
ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁,它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义,并且扩展了其能力
5、使用局部变量实现线程同步
如果使用ThreadLocal管理变量,则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本,副本之间相互独立,这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本,而不会对其他线程产生影响。

PYTHON多线程同步的几种方法


Python进阶(二十六)-多线程实现同步的四种方式
临界资源即那些一次只能被一个线程访问的资源,典型例子就是打印机,它一次只能被一个程序用来执行打印功能,因为不能多个线程同时操作,而访问这部分资源的代码通常称之为临界区。
锁机制
threading的Lock类,用该类的acquire函数进行加锁,用realease函数进行解锁
import threadingimport timeclass Num:
def __init__(self):
self.num = 0
self.lock = threading.Lock() def add(self):
self.lock.acquire()#加锁,锁住相应的资源
self.num += 1
num = self.num
self.lock.release()#解锁,离开该资源
return num

n = Num()class jdThread(threading.Thread):
def __init__(self,item):
threading.Thread.__init__(self)
self.item = item def run(self):
time.sleep(2)
value = n.add()#将num加1,并输出原来的数据和+1之后的数据
print(self.item,value)for item in range(5):
t = jdThread(item)
t.start()
t.join()#使线程一个一个执行12345678910111213141516171819202122232425262728

当一个线程调用锁的acquire()方法获得锁时,锁就进入“locked”状态。每次只有一个线程可以获得锁。如果此时另一个线程试图获得这个锁,该线程就会变为“blocked”状态,称为“同步阻塞”(参见多线程的基本概念)。
直到拥有锁的线程调用锁的release()方法释放锁之后,锁进入“unlocked”状态。线程调度程序从处于同步阻塞状态的线程中选择一个来获得锁,并使得该线程进入运行(running)状态。
信号量
信号量也提供acquire方法和release方法,每当调用acquire方法的时候,如果内部计数器大于0,则将其减1,如果内部计数器等于0,则会阻塞该线程,知道有线程调用了release方法将内部计数器更新到大于1位置。
import threadingimport timeclass Num:
def __init__(self):
self.num = 0
self.sem = threading.Semaphore(value = 3) #允许最多三个线程同时访问资源

def add(self):
self.sem.acquire()#内部计数器减1
self.num += 1
num = self.num
self.sem.release()#内部计数器加1
return num

n = Num()class jdThread(threading.Thread):
def __init__(self,item):
threading.Thread.__init__(self)
self.item = item def run(self):
time.sleep(2)
value = n.add()
print(self.item,value)for item in range(100):
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