摘要

有关线程的一系列知识点

正文

参考文章多线程基础 - 廖雪峰的官方网站

第一章 多线程

我们在之前，学习的程序在没有跳转语句的前提下，都是由上至下依次执行，那现在想要设计一个程序，边打游戏边听歌，怎么设计？

要解决上述问题,咱们得使用多进程或者多线程来解决.

1.1 并发与并行

  • 并发：指两个或多个事件在同一个时间段内发生。交替执行，就相当于一个人吃俩馒头，这个吃一口，那个吃一口，效率低。
  • 并行：指两个或多个事件在同一时刻发生。同时执行，两个人吃两个馒头，效率高。

在操作系统中，安装了多个程序，并发指的是在一段时间内宏观上有多个程序同时运行，这在单 CPU 系统中，每一时刻只能有一道程序执行，即微观上这些程序是分时的交替运行，只不过是给人的感觉是同时运行，那是因为分时交替运行的时间是非常短的。

而在多个 CPU 系统中，则这些可以并发执行的程序便可以分配到多个处理器上（CPU），实现多任务并行执行，即利用每个处理器来处理一个可以并发执行的程序，这样多个程序便可以同时执行。目前电脑市场上说的多核 CPU，便是多核处理器，核 越多，并行处理的程序越多，能大大的提高电脑运行的效率。

注意：单核处理器的计算机肯定是不能并行的处理多个任务的，只能是多个任务在单个CPU上并发运行。同理,线程也是一样的，从宏观角度上理解线程是并行运行的，但是从微观角度上分析却是串行运行的，即一个线程一个线程的去运行，当系统只有一个CPU时，线程会以某种顺序执行多个线程，我们把这种情况称之为线程调度。

1.2 线程与进程

介绍进程与线程之前，先来介绍一下cpu。

cpu：中央处理器，对数据进行计算，指挥电脑中的软件和硬件干活

cpu分类：

  • AMD
  • Intel：见博客intel命名规则

进程与线程：

  • 进程：是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间，一个应用程序可以同时运行多个进程；进程也是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。

  • 线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。

    简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程

我们可以再电脑底部任务栏，右键----->打开任务管理器,可以查看当前任务的进程：

进程

线程

线程调度:

  • 分时调度

    所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间。

  • 抢占式调度

    优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个(线程随机性)，Java使用的为抢占式调度。

    • 设置线程的优先级

    • 抢占式调度详解

      大部分操作系统都支持多进程并发运行，现在的操作系统几乎都支持同时运行多个程序。比如：现在我们上课一边使用编辑器，一边使用录屏软件，同时还开着画图板，dos窗口等软件。此时，这些程序是在同时运行，”感觉这些软件好像在同一时刻运行着“。

      实际上，CPU(中央处理器)使用抢占式调度模式在多个线程间进行着高速的切换。对于CPU的一个核而言，某个时刻，只能执行一个线程，而 CPU的在多个线程间切换速度相对我们的感觉要快，看上去就是在同一时刻运行。 其实，多线程程序并不能提高程序的运行速度，但能够提高程序运行效率，让CPU的使用率更高。

1.3 利用Thread类的子类创建线程

Java使用java.lang.Thread类代表线程，所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。每个线程的作用是完成一定的任务，实际上就是执行一段程序流即一段顺序执行的代码。Java使用线程执行体来代表这段程序流。Java中通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤如下：

  1. 定义Thread类的子类，并重写该类的run()方法，该run()方法的方法体就代表了线程需要完成的任务,因此把run()方法称为线程执行体。
  2. 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象
  3. 调用线程对象的start()方法来启动该线程

多线程原理-随机打印结果

程序启动运行main时候，java虚拟机启动一个进程，主线程main在main()调用时候被创建。随着调用mt的对象的start方法，另外一个新的线程也就启动了，这样，整个线程就在多线程下运行。

通过这张图我们可以很清晰的看到多线程的执行流程，那么为什么可以完成并发执行（多核下可以并行执行，单核只能并发执行）呢？

多线程执行是，在栈内存中，其实每一个执行线程都有一片自己所属的栈内存空间。进行方法的压栈和弹栈。

多线程原理-内存图解

当执行线程的任务结束了，线程自动在栈内存中释放了。但是当所有的执行线程都结束了，那么线程也就结束了。

代码如下：

测试类：

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public class Demo01 {
	public static void main(String[] args) {
		//创建自定义线程对象
		MyThread mt = new MyThread("新的线程！");
		//开启新线程
		mt.start();
		//在主方法中执行for循环
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			System.out.println("main线程！"+i);
		}
	}
}

自定义线程类：

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public class MyThread extends Thread {
	//定义指定线程名称的构造方法
	public MyThread(String name) {
		//调用父类的String参数的构造方法，指定线程的名称
		super(name);
	}
	/**
	 * 重写run方法，完成该线程执行的逻辑
	 */
	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			System.out.println(getName()+"：正在执行！"+i);
		}
	}
}

1.4 利用Runnable接口对象创建线程

实现步骤：

  1. 创建一个Runnable接口的子类
  2. 在实现类中重写Runnable接口的run方法
  3. 创建Runnable实现类的对象
  4. 创建Thread类的对象，构造方法中传递Runnable实现类的对象
  5. 调用Thread类中的start方法，开启新的线程

代码实现：

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class RunnableImpl implements Runnable {

	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<20;i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
		}
	}
	
}
class RunnableImpl1 implements Runnable{

	@Override
	public void run() {
		for(int i=0;i<20;i++) {
			System.out.println("hello world");
		}
	}
	
}
public class Demo02Runnable {
	public static void main(String[] args) {
		RunnableImpl impl=new RunnableImpl();
//		Thread t=new Thread(impl);//输出结果中打印线程名称
		
		Thread t=new Thread(new RunnableImpl1());//输出结果打印helloworld 
		
		
		t.start();
		for(int i=0;i<20;i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+i);
		}
		//两个线程会抢夺资源，顺序不一定
	}
}

1.5 Thread和Runnable的区别

如果一个类继承Thread，则不适合资源共享。但是如果实现了Runnable接口的话，则很容易的实现资源共享。

实现Runnable接口创建多线程的好处

  1. 避免了单继承的局限性 一个类只能继承一个类（一个儿子只能有一个亲爹），类继承了Thread接口就不能继承其他的类。 实现了Runnable接口，还能继承其他的类，实现其他的接口

  2. 增强了程序的可扩展性，降低了程序的耦合性（也叫解耦）

    实现Runnable接口的方式，把设置线程任务和开启新线程进行了分离，即解耦。

    实现类中，重写run方法：用来设置线程任务。

    创建Thread类对象，调用start方法：用来开启新线程

补充：在java中，每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程，一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类的时候，实际上都会启动一个jvm，每一个jvm其实就是在操作系统中启动了一个进程。

1.6 匿名内部类方式实现线程的创建

匿名：没有名字

内部类：写在其他类内部的类

匿名内部类的作用：简化代码

  1. 把子类继承父类，重写父类的方法；创建子类对象，合成一步完成。
  2. 把实现类实现接口，重写接口中的方法；创建实现类对象，合成一步完成。

匿名内部类最终产物：

子类/实现类对象。而这个类他没有名字，所以叫匿名内部类

格式：

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new 父类/接口 （）{
    括号中重写父类/接口中的方法
}

代码演示：

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public class Demo04InnerClassThread {
	public static void main(String[] args) {
		// 线程的父类是Thread
		new Thread() {

			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				for (int i = 0; i < 20; i++) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "Thread" + i);
				}
			}

		}.start();
		// 实现接口
		//使用多态
//		Runnable r=new Runnable() {
//
//			@Override
//			public void run() {
//				// TODO Auto-generated method stub
//				
//			}
//			
//		};
//		//上面那个相当于Runnable r=new RunnableImpl();
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				for (int i = 0; i < 20; i++) {
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "Runnable" + i);
				}
			}
		}).start();
	}
}

第二章 线程安全

2.1 线程安全

就比方说，电影院卖票。

一共100张票，如果一个窗口（单线程）卖的话，不会出现问题。单线程程序是不会出现线程安全问题的。

如果多线程，一号窗口卖票1-33，二号窗口卖票34-66，三号卖票67-100，也不会出现问题。多线程程序，如果没有访问共享数据，也不会产生问题。

如果多线程，都是卖1-100号票。如果三个窗口卖的是同一张票，就会出现线程安全问题——多线程访问了共享的数据，会产生线程安全问题。

下面来模拟电影院售票

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package demo28;

//实现卖票案例
class RunnableImpl implements Runnable {

	// 定义一个多线程共享的票源
	private int ticket = 5;

	// 设置线程任务：卖票
	@Override
	public void run() {
		// 使用死循环让卖票操作重复执行
		while (true) {
			// 先判断票是否存在
			if (ticket > 0) {
				// 提高安全问题出现的概率，让程序睡眠
				try {
					Thread.sleep(10);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
				// 票存在，卖票，票--
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + (ticket--) + "张票");
			} else {
				System.out.println("票已经卖完了！");
				break;

			}
		}
	}

}

public class Demo01 {
	public static void main(String[] args) {
		// 模拟卖票，创建3个线程，同时开启，对共享的票进行出售

		// 创建Runnable接口的实现类对象
		RunnableImpl r = new RunnableImpl();
		// 创建Thread方法，构造方法中传递RunnableImpl
		Thread t0 = new Thread(r);
		Thread t1 = new Thread(r);
		Thread t2 = new Thread(r);
		// 调用start方法开启多线程
		t0.start();
		t1.start();
		t2.start();
		// 三个线程用了同一个Runnable实现类，所以不会出现线程安全问题

	}
}

出现了线程安全问题——出现了重复的票，和不存在的票。

那么，是怎么产生的呢？

出现不存在的票的

开启了三个线程，三个线程 t0,t1,t2 一起抢夺cpu的执行权，谁抢到谁执行。

t0线程抢到了cpu的执行权，进入到run方法中执行；执行到if语句，sleep，就失去了cpu的执行权。

t2线程也抢到了cpu的执行权，进入到run方法中执行；执行到if语句，sleep，就是去了cpu的执行权。

t1线程也抢到了cpu的执行权，进入到run方法中执行；执行到if语句，sleep，就是去了cpu的执行权

t2睡眠结束，抢到了cpu的执行权，继续执行卖票。正在卖第1张电影票，此时执行--运算。那么ticket就成了0。继续判断0>0，不满足，然后终止执行。

t1睡眠结束，抢到了cpu的执行权，继续执行卖票。正在卖第0张电影票，此时执行--运算。那么ticket就成了-1。继续判断，不满足，然后终止执行。

t0睡眠结束，抢到了cpu的执行权，继续执行卖票。正在卖第-1张电影票，此时执行--运算。那么ticket就成了-2。继续判断，不满足，然后终止执行。

出现重复的票

t0,t1,t2同时在执行，正在卖ticket张票，假设此时ticket=100。但是此时，ticket都还没有执行--操作，所以就会出现了重复的票。

注意：这种线程安全是不能产生的。我们可以让一个线程在访问共享数据的时候，无论是否失去了cpu的执行权，其他线程只能等待。等待当前线程卖票结束，其他线程再进行卖票，就ok了。

2.2 线程同步

出现了线程安全问题，那么，如何解决呢？

为了保证每个线程都能正常执行原子操作，java引入了线程同步机制。

那么怎么去使用呢？有三种方式完成同步操作：

  1. 同步代码块
  2. 同步方法
  3. 锁机制

2.3 解决方法一：同步代码块

解决线程安全问题的第一种方式：同步代码块

卖票案例出现了线程安全问题，出现了重复的票和不存在的票。

可以通过同步代码块解决这个问题。

格式：

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sysnchronized(锁对象){
    //会出现线程安全问题的代码（访问了共享数据的代码）
}

格式：1. 同步代码块中的锁对象，可以使任意的对象。2.必须保证多个线程使用的锁对象是同一个。3.锁对象的作用：把同步代码块锁住，只让一个线程在同步代码块中执行。

代码演示：

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class RunnableImpl1 implements Runnable {

	// 定义一个多线程共享的票源
	private int ticket = 5;

	// 创建一个锁对象。要放在外面，如果放在run方法内，每次执行run方法，都会创建一个锁对象，就不能保证唯一了。
	Object obj = new Object();

	// 设置线程任务：卖票
	@Override
	public void run() {
		// 使用死循环让卖票操作重复执行
		while (true) {
			// 同步代码块，保证只让一个线程在代码块中执行
			synchronized (obj) {
				// 先判断票是否存在
				if (ticket > 0) {
					// 提高安全问题出现的概率，让程序睡眠
					try {
						Thread.sleep(10);
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
					// 票存在，卖票，票--
					System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + (ticket--) + "张票");
				} else {
					System.out.println("票已经卖完了！");
					break;
				}
			}
		}
	}

}

public class Demo02Synchronized {
	public static void main(String[] args) {
		// 模拟卖票，创建3个线程，同时开启，对共享的票进行出售

		// 创建Runnable接口的实现类对象
		RunnableImpl1 r = new RunnableImpl1();
		// 创建Thread方法，构造方法中传递RunnableImpl
		Thread t0 = new Thread(r);
		Thread t1 = new Thread(r);
		Thread t2 = new Thread(r);
		// 调用start方法开启多线程
		t0.start();
		t1.start();
		t2.start();
		// 三个线程用了同一个Runnable实现类，所以不会出现线程安全问题
	}
}

同步技术的原理：

使用了一个锁对象，这个锁对象叫做同步锁，也叫对象锁，也叫对象监视器。

3个线程一起抢夺cpu的执行权。

t0抢到了cpu的执行权，执行run方法。会遇到synchronized同步代码块，这是t0会检查同步代码块是否有锁对象。发现有，就会获取到锁对象，进入到同步中执行 。

t1抢到了cpu的执行权，执行run方法。会遇到synchronized同步代码块，这是t1会检查同步代码块是否有锁对象。发现没有，t1就会进入到阻塞状态，一直等待t0线程归还锁对象，一直到t0线程执行完同步中的代码，会把锁对象归还给同步代码块，t1才能获取到锁对象，进入到同步中执行。

总结：同步中的线程，没有执行完毕，不会释放锁。同步外的线程，没有锁进不去同步。

同步保证了只能有一个线程在同步中执行共享数据。

保证了安全。

程序的频繁的判断锁，获取锁，释放锁，程序的效率会降低。

2.4 解决方法二：同步方法

解决线程安全问题的第二种方式：同步方法

使用步骤：

  1. 把访问了共享数据的代码抽取出来，放到一个方法中。
  2. 在方法上添加synchronzed修饰符

格式：

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修饰符 synchronized 返回值类型 方法名（参数列表）{
    //可能会出现线程安全问题的代码（访问了共享数据的代码）
}

定义一个同步方法

同步方法也会把方法内部的代码锁住

只让一个线程执行

那么，同步方法的锁对象是谁？

就是实现类对象new RunnableImpl2，也就是this

下面代码演示一下：

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class RunnableImpl2 implements Runnable {
	private int ticket = 5;

	@Override
	public void run() {
		System.out.println(this);
		while(true) {
			payTicket();
		}
	}
	public synchronized void payTicket() {
		if(ticket>0) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + (ticket--) + "张票");
		}else {
			System.exit(0);
		}
	}
	
}

public class Demo03SynchronizedMethod {
	public static void main(String[] args) {
		RunnableImpl2 r = new RunnableImpl2();
		System.out.println("main-->"+r);
		Thread t0 = new Thread(r);
		Thread t1 = new Thread(r);
		Thread t2 = new Thread(r);
	
		t0.start();
		t1.start();
		t2.start();
	}
}

输出的结果：

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main-->demo28.RunnableImpl2@68de145
demo28.RunnableImpl2@68de145
Thread-0-->5张票
demo28.RunnableImpl2@68de145
Thread-2-->4张票
Thread-2-->3张票
Thread-2-->2张票
Thread-2-->1张票

验证一下，直接将同步代码块中传入this对象

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class RunnableImpl2 implements Runnable {
	private int ticket = 5;

	@Override
	public void run() {
		System.out.println(this);
		while(true) {
			payTicket();
		}
	}
	public void payTicket() {
		synchronized (this) {
			System.out.println(this);
			if(ticket>0) {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + (ticket--) + "张票");
			}else {
				System.exit(0);
			}
		}
	}
	
}

public class Demo03SynchronizedMethod {
	public static void main(String[] args) {
		RunnableImpl2 r = new RunnableImpl2();
		System.out.println("main-->"+r);
		Thread t0 = new Thread(r);
		Thread t1 = new Thread(r);
		Thread t2 = new Thread(r);
	
		t0.start();
		t1.start();
		t2.start();
	}
}

同样也能保证线程安全。

如果把同步方法改成静态同步方法，那么相应的变量也要改成静态变量。

静态的锁对象，不能是this，this是创建对象之后产生的，静态方法优先于对象。

静态方法的锁对象是本类的class属性---->class文件对象（反射中会提到）

解决方法：将锁对象改为RunnableImpl.class即可

下面给出例子

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...
	public static void payTicket() {
		synchronized (RunnableImpl3.class) {//静态方法中用this就会报错了
			if(ticket>0) {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->" + (ticket--) + "张票");
			}else {
				System.exit(0);
			}
		}
	}
...

2.5 解决方法三：Lock锁

解决线程安全问题的第三种方式：Lock锁

java.util.concurrent.locks 接口 Lock

Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。此实现允许更灵活的结构，可以具有差别很大的属性，可以支持多个相关的 Condition 对象。

Lock接口中的方法，lock和unlock，一个用来获取锁，一个用来释放锁

Lock接口的实现类：ReentrantLock

使用步骤：

  1. 在成员位置创建一个ReentrantLock对象
  2. 在可能出现线程安全问题的代码前，调用Lock接口中的lock方法，让他获取锁。
  3. 在可能出现线程安全问题的代码后，调用Lock接口中的unlock方法，让他释放锁。
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@Override
	public void run() {
		while(true) {
			l.lock();
			if(ticket>0) {
				try {
					Thread.sleep(10);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在卖出第"+ticket--+"张票");
			}else {
				System.out.println("票卖完了");
				System.exit(0);
			} 
			l.unlock();
		}
		
	}

养成个好点的习惯

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l.lock();
try{
    //todo
}catch(){
    //todo
}finally{
   l.unlock();//无论程序是否异常，都会释放锁对象，这样可以提高程序的效率 
}

第三章 线程状态

3.1 线程状态概述

线程状态，线程可以处于下列状态之一：

NEW:至今尚未启动的线程处于这种状态。

RUNNABLE:正在java虚拟机中执行的线程处于这种状态

BLOCKED:受阻塞并等待某个监视器锁的线程处于这种状态。

WAITING:无限期地等待另一个线程来执行某一特定操作的线程处于这种状态。

TIMED_WAITING:有指定等待的时间，等待另一个线程来执行的线程处于这种状态。

TERMINATED:已退出的线程处于这种状态。

3.2 Timed Waiting（计时等待）

代码演示：

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public class MyThread extends Thread {
    public void run(){
        for(int i=0;i<100;i++){
            System.out.println("-----------"+i);
            try{
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("线程睡眠1秒");
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args){
        new MyThread().start();
    }
}

通过案例可以发现，sleep方法的使用比较简单，但是还有几个注意点：

  1. 进入TIMED_WAITING状态的一种常见情形调用的sleep方法，单独的线程也可以调用，不一定非要有协作关系。
  2. 为了让其他线程有机会执行，可以将Thread.sleep()的调用放线程run()之内。这样才能保证该线程执行过程中会睡眠。
  3. sleep与锁无关，线程睡眠到期自动苏醒，并返回到Runnable（可运行）状态。

sleep()中指定的时间是线程不会运行的最短时间。因此，sleep()方法不能保证该线程睡眠到期后就开始立刻执行。

3.3 BLOCKED（锁阻塞）

受阻塞并且正在等待监视器锁的某一线程的线程状态。处于受阻塞状态的某一线程正在等待监视器锁，以便进入一个同步的块/方法，或者在调用 Object.wait 之后再次进入同步的块/方法。

3.4 Waiting（无限等待）

某一等待线程的线程状态。某一线程因为调用下列方法之一而处于等待状态：

  • 不带超时值的 Object.wait

  • 不带超时值的 Thread.join

  • LockSupport.park

处于等待状态的线程正等待另一个线程，以执行特定操作。 例如，已经在某一对象上调用了 Object.wait() 的线程正等待另一个线程，以便在该对象上调用 Object.notify() 或 Object.notifyAll()。已经调用了 Thread.join() 的线程正在等待指定线程终止。

进入到TimedWaiting（计时等待）有两种方式

  1. 使用sleep(Long millis)方法，在毫秒值结束之后，线程睡醒，进入到Runnable/Blocked状态。
  2. 使用wait(Long m)方法，wait方法如果在毫秒值结束之后，还没有被notify，就会自动唤醒。

3.5 案例

等待唤醒案例：线程之间的通信

创建一个顾客线程（消费者）：告知老板要的包子的种类和数量，调用wait方法，放弃cpu的执行，进入到waiting状态（无限等待状态）

创建一个老板线程（生产者）：花了5秒做包子，做好包子之后，调用notify方法，唤醒顾客吃包子。

注意事项：

  1. 顾客和老板线程，必须使用同步代码块包裹起来。保证等待和唤醒只能有一个在执行。
  2. 同步使用的锁对象，必须保证是唯一的。只有锁对象才能调用wait和notify方法一个

一个顾客一个老板：

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public class Demo01WaitAndNotify {
	public static void main(String[] args) {
		//创建锁对象，保证锁对象唯一
		Object obj=new Object();
		//创建一个顾客线程（消费者）
		new Thread() {

			@Override
			public void run() {
				while(true) {
					//保证等待和唤醒的线程只能有一个执行，需要使用同步技术
					synchronized(obj) {
						System.out.println("告知老板要的包子的种类和数量");
						try {
							obj.wait();
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
						//唤醒之后执行的代码
						System.out.println("包子已经做好了，开吃！");
					}
				}
			}
			
		}.start();
		//创建一个老板线程（生产者）
		new Thread() {

			@Override
			public void run() {
				while(true) {
					try {
						Thread.sleep(2000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
					synchronized(obj) {
						System.out.println("老板花5s时间做包子");
						obj.notify();
					}
				}
			}
			
		}.start();
	}
}

多个顾客，一个老板：

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public class Demo02WaitAndNotify {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建锁对象，保证锁对象唯一
		Object obj = new Object();
		// 创建一个顾客线程（消费者）
		new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				while (true) {
					// 保证等待和唤醒的线程只能有一个执行，需要使用同步技术
					synchronized (obj) {
						System.out.println("顾客1告知老板要的包子的种类和数量");
						try {
							obj.wait();
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
						// 唤醒之后执行的代码
						System.out.println("顾客1的包子已经做好了，顾客1开吃！\n");
					}
				}
			}

		}.start();
		new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				while (true) {
					// 保证等待和唤醒的线程只能有一个执行，需要使用同步技术
					synchronized (obj) {
						System.out.println("顾客2告知老板要的包子的种类和数量");
						try {
							obj.wait();
						} catch (InterruptedException e) {
							e.printStackTrace();
						}
						// 唤醒之后执行的代码
						System.out.println("顾客2包子已经做好了，顾客2开吃！\n");
					}
				}
			}

		}.start();
		new Thread() {
			@Override
			public void run() {
				while (true) {
					// 保证等待和唤醒的线程只能有一个执行，需要使用同步技术
					//制作包子需要2s
					try {
						Thread.sleep(2000);
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
					synchronized (obj) {
						System.out.println("包子已经做好了");
//						obj.notify();//一次只能唤醒一个进程，如果有多个等待进程，随机唤醒一个
						obj.notifyAll();//一次唤醒多个进程
					}
				}
			}

		}.start();
	}
}

3.6 补充知识点

一条有意思的tips: 我们在翻阅API的时候会发现Timed Waiting（计时等待） 与 Waiting（无限等待） 状态联系还是很紧密的， 比如Waiting（无限等待） 状态中wait方法是空参的，而timed waiting（计时等待） 中wait方法是带参的。 这种带参的方法，其实是一种倒计时操作，相当于我们生活中的小闹钟，我们设定好时间，到时通知，可是 如果提前得到（唤醒）通知，那么设定好时间在通知也就显得多此一举了，那么这种设计方案其实是一举两 得。如果没有得到（唤醒）通知，那么线程就处于Timed Waiting状态,直到倒计时完毕自动醒来；如果在倒 计时期间得到（唤醒）通知，那么线程从Timed Waiting状态立刻唤醒。

第四章 等待唤醒机制

4.1 线程间通信

**概念：**多个线程在处理同一个资源，但是处理的动作（线程的任务）却不相同。

比如：线程A用来生成包子的，线程B用来吃包子的，包子可以理解为同一资源，线程A与线程B处理的动作，一个是生产，一个是消费，那么线程A与线程B之间就存在线程通信问题。

为什么要处理线程间通信：

多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的，当我们需要多个线程来共同完成一件任务，并且我们希望他们有规律的执行, 那么多线程之间需要一些协调通信，以此来帮我们达到多线程共同操作一份数据。

如何保证线程间通信有效利用资源：

多个线程在处理同一个资源，并且任务不同时，需要线程通信来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或操作。 就是多个线程在操作同一份数据时， 避免对同一共享变量的争夺。也就是我们需要通过一定的手段使各个线程能有效的利用资源。而这种手段即—— 等待唤醒机制。

4.2 等待唤醒机制

什么是等待唤醒机制

这是多个线程间的一种协作机制。谈到线程我们经常想到的是线程间的竞争（race），比如去争夺锁，但这并不是故事的全部，线程间也会有协作机制。就好比在公司里你和你的同事们，你们可能存在在晋升时的竞争，但更多时候你们更多是一起合作以完成某些任务。

就是在一个线程进行了规定操作后，就进入等待状态（wait()）， 等待其他线程执行完他们的指定代码过后 再将其唤醒（notify()）;在有多个线程进行等待时， 如果需要，可以使用 notifyAll()来唤醒所有的等待线程。

wait/notify 就是线程间的一种协作机制。

等待唤醒中的方法

等待唤醒机制就是用于解决线程间通信的问题的，使用到的3个方法的含义如下：

  1. wait：线程不再活动，不再参与调度，进入 wait set 中，因此不会浪费 CPU 资源，也不会去竞争锁了，这时的线程状态即是 WAITING。它还要等着别的线程执行一个特别的动作，也即是“通知（notify）”在这个对象上等待的线程从wait set 中释放出来，重新进入到调度队列（ready queue）中
  2. notify：则选取所通知对象的 wait set 中的一个线程释放；例如，餐馆有空位置后，等候就餐最久的顾客最先入座。
  3. notifyAll：则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。

注意：

哪怕只通知了一个等待的线程，被通知线程也不能立即恢复执行，因为它当初中断的地方是在同步块内，而此刻它已经不持有锁，所以她需要再次尝试去获取锁（很可能面临其它线程的竞争），成功后才能在当初调用 wait 方法之后的地方恢复执行。

总结如下：

  • 如果能获取锁，线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态；
  • 否则，从 wait set 出来，又进入 entry set，线程就从 WAITING 状态又变成 BLOCKED 状态

调用wait和notify方法需要注意的细节

  1. wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用。因为：对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对象调用的wait方法后的线程。
  2. wait方法与notify方法是属于Object类的方法的。因为：锁对象可以是任意对象，而任意对象的所属类都是继承了Object类的。
  3. wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为：必须要通过锁对象调用这2个方法。

4.3 生产者与消费者问题

等待唤醒机制其实就是经典的“生产者与消费者”的问题。

就拿生产包子消费包子来说等待唤醒机制如何有效利用资源：

java 
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包子铺线程生产包子，吃货线程消费包子。当包子没有时（包子状态为false），吃货线程等待，包子铺线程生产包子（即包子状态为true），并通知吃货线程（解除吃货的等待状态）,因为已经有包子了，那么包子铺线程进入等待状态。接下来，吃货线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况。如果吃货获取到锁，那么就执行吃包子动作，包子吃完（包子状态为false），并通知包子铺线程（解除包子铺的等待状态）,吃货线程进入等待。包子铺线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况。

案例

资源类

包子类

设置包子的属性：皮、馅、包子的状态（有true，无false）

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public class BaoZi {
	String pi;
	String xian;
	boolean flag=false;
}

生产者类

包子铺类（是一个线程类，可以继承Thread）

设置线程任务（run）:生产包子

对包子的状态进行判断

  • true为有包子，包子铺调用wait方法进入等待状态
  • false是没有包子，包子铺生产包子，修改包子的状态为true，唤醒吃货线程吃包子
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public class BaoZiPu extends Thread {
	private BaoZi bz;

	public BaoZiPu(BaoZi bz) {
		this.bz = bz;
	}

	@Override
	public void run() {
		int count = 0;
		while (true) {
			synchronized (bz) {
				if (bz.flag) {
					try {
						bz.wait();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}
				// 线程被唤醒之后，生产包子
				if (count % 2 == 0) {
					bz.pi = "薄皮";
					bz.xian = "人肉馅";
				} else {
					bz.pi = "冰皮";
					bz.xian = "狗肉馅";
				}
				count++;
				System.out.println("包子铺正在生产" + bz.pi + bz.xian + "的包子");
				try {
					Thread.sleep(1000);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
				bz.flag = true;
				bz.notify();
				System.out.println(bz.pi + bz.xian + "的包子生产好了");
			}
		}

	}

}

消费者类

吃货类，是一个线程类，可以继承Thread

设置线程任务（run）:吃包子

对包子的状态进行判断

  • false没有包子，吃货线程调用wait方法进入等待状态
  • true有包子，吃货吃包子，吃货吃完包子，修改包子的状态为false
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public class ChiHuo extends Thread {
	private BaoZi bz;

	public ChiHuo(BaoZi bz) {
		super();
		this.bz = bz;
	}

	@Override
	public void run() {
		while(true) {
			synchronized(bz) {
				if(!bz.flag) {
					try {
						bz.wait();
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}
				}//线程被唤醒之后，吃包子
				System.out.println("吃货正在吃"+bz.pi+bz.xian+"的包子");
				bz.flag=false;
				bz.notify();
				System.out.println(bz.pi+bz.xian+"包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子");
				System.out.println("-------------------------------------");
			}
		}
	}
	
}

测试类

包含main方法，程序执行的入口，启动程序。

创建包子对象

创建包子铺线程，开启

创建吃货线程，开启

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public class Demo01Practice {
	public static void main(String[] args) {
		 BaoZi bz=new BaoZi();
		 new BaoZiPu(bz).start();
		 new ChiHuo(bz).start();
	}
}

运行结果

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包子铺正在生产薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅的包子生产好了
吃货正在吃薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子
-------------------------------------
包子铺正在生产冰皮狗肉馅的包子
冰皮狗肉馅的包子生产好了
吃货正在吃冰皮狗肉馅的包子
冰皮狗肉馅包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子
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包子铺正在生产薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅的包子生产好了
吃货正在吃薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子
-------------------------------------
包子铺正在生产冰皮狗肉馅的包子
冰皮狗肉馅的包子生产好了
吃货正在吃冰皮狗肉馅的包子
冰皮狗肉馅包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子
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包子铺正在生产薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅的包子生产好了
吃货正在吃薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子
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包子铺正在生产冰皮狗肉馅的包子
冰皮狗肉馅的包子生产好了
吃货正在吃冰皮狗肉馅的包子
冰皮狗肉馅包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子
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包子铺正在生产薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅的包子生产好了
吃货正在吃薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子
-------------------------------------
包子铺正在生产冰皮狗肉馅的包子
冰皮狗肉馅的包子生产好了
吃货正在吃冰皮狗肉馅的包子
冰皮狗肉馅包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子
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包子铺正在生产薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅的包子生产好了
吃货正在吃薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子
-------------------------------------
包子铺正在生产冰皮狗肉馅的包子
冰皮狗肉馅的包子生产好了
吃货正在吃冰皮狗肉馅的包子
冰皮狗肉馅包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子
-------------------------------------
包子铺正在生产薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅的包子生产好了
吃货正在吃薄皮人肉馅的包子
薄皮人肉馅包子已经吃完了，包子铺赶紧生产包子
-------------------------------------
包子铺正在生产冰皮狗肉馅的包子

第五章 线程池

5.1 线程池思想概述

我们使用线程的时候就去创建一个线程，这样实现起来非常简便，但是就会有一个问题：

如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率，因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。

那么有没有一种办法使得线程可以复用，就是执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务？

在Java中可以通过线程池来达到这样的效果。今天我们就来详细讲解一下Java的线程池。

5.2 线程池概念

  • **线程池：**其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。

由于线程池中有很多操作都是与优化资源相关的，我们在这里就不多赘述。我们通过一张图来了解线程池的工作原理：

合理利用线程池能够带来三个好处：

  1. 降低资源消耗。减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。
  2. 提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。
  3. 提高线程的可管理性。可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。

5.3 线程池的使用

Java里面线程池的顶级接口是java.util.concurrent.Executor，但是严格意义上讲Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是java.util.concurrent.ExecutorService。

要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优的，因此在java.util.concurrent.Executors线程工厂类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。官方建议使用Executors工程类来创建线程池对象。

Executors类中有个创建线程池的方法如下：

  • public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)：返回线程池对象。(创建的是有界线程池,也就是池中的线程个数可以指定最大数量)

获取到了一个线程池ExecutorService 对象，那么怎么使用呢，在这里定义了一个使用线程池对象的方法如下：

  • public Future<?> submit(Runnable task):获取线程池中的某一个线程对象，并执行

    Future接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用。

使用线程池中线程对象的步骤：

  1. 创建线程池对象。
  2. 创建Runnable接口子类对象。(task)
  3. 提交Runnable接口子类对象。(take task)
  4. 关闭线程池(一般不做)。

Runnable实现类代码：

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public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("我要一个教练");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("教练来了： " + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("教我游泳,交完后，教练回到了游泳池");
    }
}

线程池测试类：

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public class ThreadPoolDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程池对象
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);//包含2个线程对象
        // 创建Runnable实例对象
        MyRunnable r = new MyRunnable();

        //自己创建线程对象的方式
        // Thread t = new Thread(r);
        // t.start(); ---> 调用MyRunnable中的run()

        // 从线程池中获取线程对象,然后调用MyRunnable中的run()
        service.submit(r);
        // 再获取个线程对象，调用MyRunnable中的run()
        service.submit(r);
        service.submit(r);
        // 注意：submit方法调用结束后，程序并不终止，是因为线程池控制了线程的关闭。
        // 将使用完的线程又归还到了线程池中
        // 关闭线程池
        //service.shutdown();
    }
}

第六章 Lambda表达式

6.1 函数式编程思想概述

在数学中，函数就是有输入量、输出量的一套计算方案，也就是“拿什么东西做什么事情”。相对而言，面向对象过分强调“必须通过对象的形式来做事情”，而函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法——强调做什么，而不是以什么形式做。

面向对象的思想:

​ 做一件事情,找一个能解决这个事情的对象,调用对象的方法,完成事情.

函数式编程思想:

​ 只要能获取到结果,谁去做的,怎么做的都不重要,重视的是结果,不重视过程

6.2 冗余的Runnable代码

传统写法

当需要启动一个线程去完成任务时，通常会通过java.lang.Runnable接口来定义任务内容，并使用java.lang.Thread类来启动该线程。代码如下：

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public class Demo01Runnable {
	public static void main(String[] args) {
    	// 匿名内部类
		Runnable task = new Runnable() {
			@Override
			public void run() { // 覆盖重写抽象方法
				System.out.println("多线程任务执行！");
			}
		};
		new Thread(task).start(); // 启动线程
	}
}

本着“一切皆对象”的思想，这种做法是无可厚非的：首先创建一个Runnable接口的匿名内部类对象来指定任务内容，再将其交给一个线程来启动。

代码分析

对于Runnable的匿名内部类用法，可以分析出几点内容：

  • Thread类需要Runnable接口作为参数，其中的抽象run方法是用来指定线程任务内容的核心；
  • 为了指定run的方法体，不得不需要Runnable接口的实现类；
  • 为了省去定义一个RunnableImpl实现类的麻烦，不得不使用匿名内部类；
  • 必须覆盖重写抽象run方法，所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍，且不能写错；
  • 而实际上，似乎只有方法体才是关键所在。

6.3 编程思想转换

做什么，而不是怎么做

我们真的希望创建一个匿名内部类对象吗？不。我们只是为了做这件事情而不得不创建一个对象。我们真正希望做的事情是：将run方法体内的代码传递给Thread类知晓。

传递一段代码——这才是我们真正的目的。而创建对象只是受限于面向对象语法而不得不采取的一种手段方式。那，有没有更加简单的办法？如果我们将关注点从“怎么做”回归到“做什么”的本质上，就会发现只要能够更好地达到目的，过程与形式其实并不重要。

生活举例

当我们需要从北京到上海时，可以选择高铁、汽车、骑行或是徒步。我们的真正目的是到达上海，而如何才能到达上海的形式并不重要，所以我们一直在探索有没有比高铁更好的方式——搭乘飞机。

而现在这种飞机（甚至是飞船）已经诞生：2014年3月Oracle所发布的Java 8（JDK 1.8）中，加入了Lambda表达式的重量级新特性，为我们打开了新世界的大门。

6.4 体验Lambda的更优写法

借助Java 8的全新语法，上述Runnable接口的匿名内部类写法可以通过更简单的Lambda表达式达到等效：

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public class Demo02LambdaRunnable {
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(() -> System.out.println("多线程任务执行！")).start(); // 启动线程
	}
}

这段代码和刚才的执行效果是完全一样的，可以在1.8或更高的编译级别下通过。从代码的语义中可以看出：我们启动了一个线程，而线程任务的内容以一种更加简洁的形式被指定。

不再有“不得不创建接口对象”的束缚，不再有“抽象方法覆盖重写”的负担，就是这么简单！

6.5 回顾匿名内部类

Lambda是怎样击败面向对象的？在上例中，核心代码其实只是如下所示的内容：

java 
1

() -> System.out.println("多线程任务执行！")

为了理解Lambda的语义，我们需要从传统的代码起步。

使用实现类

要启动一个线程，需要创建一个Thread类的对象并调用start方法。而为了指定线程执行的内容，需要调用Thread类的构造方法：

  • public Thread(Runnable target)

为了获取Runnable接口的实现对象，可以为该接口定义一个实现类RunnableImpl：

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public class RunnableImpl implements Runnable {
	@Override
	public void run() {
		System.out.println("多线程任务执行！");
	}
}

然后创建该实现类的对象作为Thread类的构造参数：

java 
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public class Demo03ThreadInitParam {
	public static void main(String[] args) {
		Runnable task = new RunnableImpl();
		new Thread(task).start();
	}
}

使用匿名内部类

这个RunnableImpl类只是为了实现Runnable接口而存在的，而且仅被使用了唯一一次，所以使用匿名内部类的语法即可省去该类的单独定义，即匿名内部类：

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public class Demo04ThreadNameless {
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				System.out.println("多线程任务执行！");
			}
		}).start();
	}
}

匿名内部类的好处与弊端

一方面，匿名内部类可以帮我们省去实现类的定义；另一方面，匿名内部类的语法——确实太复杂了！

语义分析

仔细分析该代码中的语义，Runnable接口只有一个run方法的定义：

  • public abstract void run();

即制定了一种做事情的方案（其实就是一个函数）：

  • 无参数：不需要任何条件即可执行该方案。
  • 无返回值：该方案不产生任何结果。
  • 代码块（方法体）：该方案的具体执行步骤。

同样的语义体现在Lambda语法中，要更加简单：

java 
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() -> System.out.println("多线程任务执行！")
  • 前面的一对小括号即run方法的参数（无），代表不需要任何条件；
  • 中间的一个箭头代表将前面的参数传递给后面的代码；
  • 后面的输出语句即业务逻辑代码。

6.6 Lambda标准格式

Lambda省去面向对象的条条框框，格式由3个部分组成：

  • 一些参数
  • 一个箭头
  • 一段代码

Lambda表达式的标准格式为：

text 
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(参数类型 参数名称) -> { 代码语句 }

格式说明：

  • 小括号内的语法与传统方法参数列表一致：无参数则留空；多个参数则用逗号分隔。
  • ->是新引入的语法格式，代表指向动作。
  • 大括号内的语法与传统方法体要求基本一致。

6.7 练习：使用Lambda标准格式（无参无返回）

题目

给定一个厨子Cook接口，内含唯一的抽象方法makeFood，且无参数、无返回值。如下：

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public interface Cook {
    void makeFood();
}

在下面的代码中，请使用Lambda的标准格式调用invokeCook方法，打印输出“吃饭啦！”字样：

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public class Demo05InvokeCook {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO 请在此使用Lambda【标准格式】调用invokeCook方法
    }

    private static void invokeCook(Cook cook) {
        cook.makeFood();
    }
}

解答

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public static void main(String[] args) {
    invokeCook(() -> {
      	System.out.println("吃饭啦！");
    });
}

备注：小括号代表Cook接口makeFood抽象方法的参数为空，大括号代表makeFood的方法体。

6.8 Lambda的参数和返回值

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需求:
    使用数组存储多个Person对象
    对数组中的Person对象使用Arrays的sort方法通过年龄进行升序排序

下面举例演示java.util.Comparator<T>接口的使用场景代码，其中的抽象方法定义为：

  • public abstract int compare(T o1, T o2);

当需要对一个对象数组进行排序时，Arrays.sort方法需要一个Comparator接口实例来指定排序的规则。假设有一个Person类，含有String name和int age两个成员变量：

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public class Person { 
    private String name;
    private int age;
    
    // 省略构造器、toString方法与Getter Setter 
}

传统写法

如果使用传统的代码对Person[]数组进行排序，写法如下：

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import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class Demo06Comparator {
    public static void main(String[] args) {
      	// 本来年龄乱序的对象数组
        Person[] array = {
        	new Person("古力娜扎", 19),
        	new Person("迪丽热巴", 18),
       		new Person("马尔扎哈", 20) };

      	// 匿名内部类
        Comparator<Person> comp = new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                return o1.getAge() - o2.getAge();
            }
        };
        Arrays.sort(array, comp); // 第二个参数为排序规则，即Comparator接口实例

        for (Person person : array) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

这种做法在面向对象的思想中，似乎也是“理所当然”的。其中Comparator接口的实例（使用了匿名内部类）代表了“按照年龄从小到大”的排序规则。

代码分析

下面我们来搞清楚上述代码真正要做什么事情。

  • 为了排序，Arrays.sort方法需要排序规则，即Comparator接口的实例，抽象方法compare是关键；
  • 为了指定compare的方法体，不得不需要Comparator接口的实现类；
  • 为了省去定义一个ComparatorImpl实现类的麻烦，不得不使用匿名内部类；
  • 必须覆盖重写抽象compare方法，所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍，且不能写错；
  • 实际上，只有参数和方法体才是关键。

Lambda写法

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import java.util.Arrays;

public class Demo07ComparatorLambda {
    public static void main(String[] args) {
        Person[] array = {
          	new Person("古力娜扎", 19),
          	new Person("迪丽热巴", 18),
          	new Person("马尔扎哈", 20) };

        Arrays.sort(array, (Person a, Person b) -> {
          	return a.getAge() - b.getAge();
        });

        for (Person person : array) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

6.9 练习：使用Lambda标准格式（有参有返回）

题目

给定一个计算器Calculator接口，内含抽象方法calc可以将两个int数字相加得到和值：

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public interface Calculator {
    int calc(int a, int b);
}

在下面的代码中，请使用Lambda的标准格式调用invokeCalc方法，完成120和130的相加计算：

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public class Demo08InvokeCalc {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO 请在此使用Lambda【标准格式】调用invokeCalc方法来计算120+130的结果ß
    }

    private static void invokeCalc(int a, int b, Calculator calculator) {
        int result = calculator.calc(a, b);
        System.out.println("结果是：" + result);
    }
}

解答

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public static void main(String[] args) {
    invokeCalc(120, 130, (int a, int b) -> {
      	return a + b;
    });
}

备注：小括号代表Calculator接口calc抽象方法的参数，大括号代表calc的方法体。

6.10 Lambda省略格式

可推导即可省略

Lambda强调的是“做什么”而不是“怎么做”，所以凡是可以根据上下文推导得知的信息，都可以省略。例如上例还可以使用Lambda的省略写法：

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public static void main(String[] args) {
  	invokeCalc(120, 130, (a, b) -> a + b);
}

省略规则

在Lambda标准格式的基础上，使用省略写法的规则为：

  1. 小括号内参数的类型可以省略；
  2. 如果小括号内有且仅有一个参，则小括号可以省略；
  3. 如果大括号内有且仅有一个语句，则无论是否有返回值，都可以省略大括号、return关键字及语句分号。

备注：掌握这些省略规则后，请对应地回顾本章开头的多线程案例。

6.11 练习：使用Lambda省略格式

题目

仍然使用前文含有唯一makeFood抽象方法的厨子Cook接口，在下面的代码中，请使用Lambda的省略格式调用invokeCook方法，打印输出“吃饭啦！”字样：

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public class Demo09InvokeCook {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO 请在此使用Lambda【省略格式】调用invokeCook方法
    }

    private static void invokeCook(Cook cook) {
        cook.makeFood();
    }
}

解答

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public static void main(String[] args) {
  	invokeCook(() -> System.out.println("吃饭啦！"));
}

6.12 Lambda的使用前提

Lambda的语法非常简洁，完全没有面向对象复杂的束缚。但是使用时有几个问题需要特别注意：

  1. 使用Lambda必须具有接口，且要求接口中有且仅有一个抽象方法。 无论是JDK内置的Runnable、Comparator接口还是自定义的接口，只有当接口中的抽象方法存在且唯一时，才可以使用Lambda。
  2. 使用Lambda必须具有上下文推断。 也就是方法的参数或局部变量类型必须为Lambda对应的接口类型，才能使用Lambda作为该接口的实例。

备注：有且仅有一个抽象方法的接口，称为“函数式接口”。