java 多线程

java中关于多线程的简单知识总结，希望能帮助到你。

java 多线程

• 进程和多线程概述
  • 什么是程序
    • 是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码。
  • 什么是进程
    • 程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序
  • 什么是多线程
    • 进程可进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路径
    • 每个线程，拥有自己独立的：栈、程序计数器
    • 多个线程，共享同一个进程中的结构：方法区、堆。
    • 多线程的优点
      • 1.提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验。 2.提高计算机系统CPU的利用率。 3.改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程，独立运行，利于理解和修改
• 并行和并发
  • 并行
    • 多个CPU同时执行多个任务。比如：多个人同时做不同的事
  • 并发
    • 一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如：秒杀、多个人做同一件事
• 创建多线程的方式
  • 多线程的创建，最后都是通过调用该 Thread对象的 start（方法来启动这个线程，而非直接调用run）
  • Thread类继承
    • 创建过程
      • 1.创建一个继承于Thread类的子类 2.重写Thread类的run() --> 将此线程执行的操作声明在run()中 3.创建Thread类的子类的对象 4.通过此对象调用start()：①启动当前线程 ② 调用当前线程的run()
    • 常用方法
      • 1·start():启动当前线程；调用当前线程的run()，只有Thread类和他的子类才能调用start()方法 2.run(): 通常需要重写Thread类中的此方法，将创建的线程要执行的操作声明在此方法中 3.currentThread():静态方法，返回执行当前代码的线程 4.getName():获取当前线程的名字 5.setName():设置当前线程的名字 6.yield():释放当前cpu的执行权,释放当前cpu的执行权 比如多个线程执行，多个线程交互打印，另个线程脱离执行权，开始打印其他线程 7.join():在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b完全执行完以后，线程a才结束阻塞状态。(习大大进食堂例子) 8.stop():已过时。当执行此方法时，强制结束当前线程。出现异常后要用try/catch来捕获 9.sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内，当前线程是阻塞状态。 10.isAlive():判断当前线程是否存活 11. 线程的优先级： MAX_PRIORITY：10 MIN _PRIORITY：1 NORM_PRIORITY：5 -->默认优先级 12.获取和设置当前线程的优先级： getPriority():获取线程的优先级 setPriority(int p):设置线程的优先级,要在start（）方法之前进行修改 
  • Runnable接口
    • 创建过程
      • 1.创建一个实现了Runnable接口的类 2.实现类去实现Runnable中的抽象方法：run() 3.创建实现类的对象 4.将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象 通过Thread类的对象调用start()//调用当前线程的Runnable类型的taraet（MThread）的run（）
      • 和Thread方式的区别
        • 1. 实现的方式没类的单继承性的局限性 ​2. 实现的方式更适合来处理多个线程共享数据的情况。(比如继承Thread中买票例子的变量static,特别是共享数据的时候)
  • 匿名类创建
    • 创建过程
      • new Thread(){重写run方法---共享数据}.start();
  • Callable接口（jdk5.0）
    • 创建过程
      • 1.创建一个实现Callable的实现类 2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中 3.创建Callable接口实现类的对象 4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象 5.将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start(). //获取Callable中call方法的返回值
    • 和Runnable对比
      • 1.call()可以返回值的。 2.call()可以抛出异常，被外面的操作捕获，获取异常的信息 3.Callable是支持泛型的
  • 线程池（jdk5.0）
    • 说明
      • 经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程对性能影响很大。提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
    • 创建过程
      • 1.提供指定线程数量的线程池 2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口（execute(new NumberThread())）或Callable接口实现类（submit(Callable callable)）的对象 3.关闭连接池
    • 实用方法
      • corePoolSize：核心池的大小 maximumPoolSize：最大线程数 keepAliveTime：线程没任务时最多保持多长时间后会终止
    • 线程池的相关api
      • Executors：工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池 Executors. newCachedThreadPool()：创建一个可根据需要创建新线程的线程池 Executors.newFⅸedthreadPool(n)；创建一个可重用固定线程数的线程池 EXecutors. newSingleThreadEXecutor()：创建一个只有一个线程的线程池 Executors. new thread Poo(n)：创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行
• 多线程生命周期（Thread类）
  • 五种状态
    • 新建
      • 当一个 Thread类或其子类的对象被声明并创建时
    • 就绪
      • 处于新建状态的线程被star()后，将进入线程队列等待CPU时间片，此时它已具备了运行的条件，只是没分配到CPU资源
    • 运行
      • 处于新建状态的线程被star()后，将进入线程队列等待CPU时间片，此时它已具备了运行的条件，只是没分配到CPU资源
    • 阻塞
      • 在某种特殊情况下，被人为挂起或执行输入输出操作时，让出CP∪并临时中止自己的执行，进入阻塞状态（阻塞之后，想要重启，需要返回到就绪阶段，重新就绪）
    • 死亡
      • 线程完成了它的全部工作或线程被提前强制性地中止或出现异常导致结束
• 线程同步
  • 当某个线程进入共享数据操作时，其他一个或者多个线程也同时进入操作，这样的操作会发生多线程安全隐患
  • 线程的同步方法
    • 同步代码块
      • synchronized(同步监视器){//同步监视器就是需要同步线程的公共对象 //需要被同步的代码 }
      • 说明
        • 1.操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码。 -->不能包含代码多了，也不能包含代码少了。 2.共享数据：多个线程共同操作的变量。比如：ticket就是共享数据。 3.同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁。 4.要求多个线程必须要共用同一把锁。 5.在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。在继承Thread类创建多线程的方式中，慎用this充当同步监视器，考虑使用当前类充当同步监视器。(不管用谁一定要保证他的唯一性)
    • 同步方法
      • public synchronized void show(String namer){ .... }
      • 注意点
        • 1.必须确保使用同一个资源的多个线程共用一把锁，这个非常重要，否则就无法保证共享资源的安全 2.一个线程类中的所有静态方法共用同一把锁（类名.class），所有非静态方法共用同一把锁（this），同步代码块（指定需谨慎） 3.同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明。 4.非静态的同步方法，同步监视器是：this 5.静态的同步方法，同步监视器是：当前类本身（注意是否加在synchronized之前static）
    • lock锁
      • 说明
        • 从JDK 5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制--通过显式定义同步锁对象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当。 锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象。 ReentrantLock类实现了Lock，它拥有与 synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是 Reentrantlock，可以显式加锁、释放锁。
      • //1.实例化ReentrantLock对象 private final ReenTrantLock lock = new ReenTrantLook(true);//设置lock锁 public void m (){ lock.lock//2.启动lock锁 try{ //保证线程同步的代码 }finally{ lock.unlock();//3.后解锁 }
      • synchronized 与 Lock的异同？
        • 相同：二者都可以解决线程安全问题 不同：synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器 Lock需要手动的启动同步（lock()，同时结束同步也需要手动的实现（unlock()） 使用的优先顺序： Lock---> 同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源 ) --->同步方法（在方法体之外)操作同步代码时，只能一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，效率低。
        • synchronized和Lock方式解决线程安全问题的对比
          • 1.相同：二者都可以解决线程安全问题 2.不同：synchronized机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器 3.Lock需要手动的启动同步（lock()，同时结束同步也需要手动的实现（unlock()）
  • 同步范围
    • 如何找是否存在线程安全问题·
      • （1）明确哪些代码是多线程运行的代码 （2）明确多个线程是否有共享数据 （3）明确多线程运行代码中是否有多条语句操作共享数据
    • 如何解决线程安全问题
      • 对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完，在执行过程中，其他线程不可以参与执行。 即所有操作共享数据的这些语句都要放在同步范围中 注意点： 范围太小：没锁住所有有安全问题的代码 范围太大：没发挥多线程的功能。
• 线程的通信
  • 为了解决线程的死锁问题，引入线程通讯
  • 死锁问题
    • 说明
      • 死锁的理解： 不同的线程分别占用对方需要的同步资源(锁，也就是同步监视器)不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁 说明： 出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所的线程都处于阻塞状态，无法继续
  • 线程通信涉及到的三个方法
    • wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。 notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。 notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。
  • 说明
    • wait()，notify()，notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。 wait()，notify()，notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。(调用者可以省略) 否则，会出现IllegalMonitorStateException异常 wait()，notify()，notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。
  • sleep() 和 wait()的异同
    • 相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。 不同点： 1）两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait() 2）调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中 3）关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。