Java基础总结--多线程总结2

Posted 2020-10-07

----多线程通信-----
1.概述：多个线程处理同一个资源，但是各自的任务不相同
eg:线程1负责存储数据，线程2负责处理该数据。数据--就是同一个资源
怎样用java语言描述上面的例子：
* 资源是变化的--数据是变化的--将其封装为对象
* 存在两个任务不同的线程，需要2个run方法--所以封装在两个不同的线程类中
* 必须保证输入和输出处理的是同一个对象-输入输出构造方法传参数(参数为资源对象引用)
* 主函数里面，创建资源对象，线程类对象，启动线程
2.多线程通信依然会出现线程安全的问题
解决办法--同步，在存储资源加同步，但是依然会出错--确保需要同步的都同步
想想同步的前提：同一个锁--多个线程：在输入和输出线程都加同步一个锁保证同步的实现
注意：关于结果的一定分析：输入线程获得执行权，不断的进行赋值操作(会切换)，等到时
间片结束后，执行权到输出线程，然后输出线程也会执行一段时间，所以导致输出一大片相
同的情况的出现
3.线程的等待和唤醒机制(重要)----控制输入线程和输出线程的合作
输入-先判断有数据吗--无则输入，有则等待(存在执行权-要释放执行权和执行资格)-阻塞并
唤醒对方 wait()+notify()
输出-先判断有数据吗--有则取出，无则等待(存在执行权-要释放执行权和执行资格)-阻塞并
唤醒对方 wait()+notify()
输入线程与输出线程互相唤醒对方，阻塞是自我的阻塞
涉及到的方法：
wait():让线程处于阻塞状态，被wait的线程被存储在线程池当中
notify():唤醒线程池里面任意的一个线程
notifyAll()：唤醒线程池里面所有的线程-让线程具备执行资格
注意：
1.这些方法必须定义在同步中，因为这些方法是用于操作线程状态的方法，必须要明确到底
操作的是那个锁上的线程(wait/notify控制某个锁范围内的线程)。
所以调用wait/notify方法必须由多线程对应的锁调用：r.wait/notify
2.wait/notify是在Object里面定义的方法(原因：这些方法是监视器的方法，监视器可以是
任意的对象，所以定义在Object里面)，用来操作指定监视器上的线程。
3.wait--throws InterruptedException
4.对于资源的数据应该私有，对外提供访问的方法(保证资源数据同步，唤醒阻塞控制)；对
于线程体只仅仅的调用这些方法就可以，不需要再进行额外的处理线程安全以及顺序控制
锁在那里--wait、notify就在那里
5.注意：if是为真执行，wait后，run里面的内容不再继续向下执行

----等待唤醒机制的应用----生产者消费者问题-----
代码模拟一个生产者--一个消费者
1.Rescource
2.Producer
3.Consumer
代码模拟多生产者(t0,t1)--多消费者(t2,t3)
多生产多消费会出现错误原因---t0唤醒t1后，t1直接不进行标记的判断直接生产，导致
前一个产品未被消费，又生产了新的产品。改进if判断改为while循环，会可能出现死
锁,t0,t1,t2,t3都处于阻塞状态。改进想要保证唤醒对方，只好使用notifyAll方法，唤醒所
有被阻塞的方法，本方活，会判断不会盲目生产，对方活了，就能解决死锁。
注意：使用if判断，只会进行判断一次，会导致不该运行的线程运行，导致数据错误
使用notify方法：只是随机的唤醒一个线程，可能就是本方的线程，进而导致死锁
使用while循环--保证线程被唤醒后，线程是否要执行
使用notifyAll()解决死锁保证唤醒的线程包含对方线程
多生产多消费 使用while+notifyAll(效率不好，唤醒本方要进行判断)
新的工具-java.util.concurrent.locks包(包含一些类和接口)--对synchronized的替代
JDK1.5后将同步封装为对象，并将操作锁的隐式定义封装到对象中，将隐式变为显示
try-catch-finally(一定会释放互斥锁)

新工具Lock接口(替代synchronized相关)+Condition接口(封装await/single/singleAll方法
)组合使用。一个锁对象--可以附带多组等待唤醒方法
Lock lock = new ReeectrantLock();
Condition c1 = lock.newCondition();//lock锁对象--两组监视器方法
Condition c2 = lock.newCondition();
之前出现死锁--是没有互相唤醒，或就是去全部唤醒(一个组监视器方法监视生产者消费者)
现在改进后，采用两组监视器方法分别监视生产者和消费者，保证可以实现相互唤醒

关于新工具的总结：
Lock接口：出现的原因是为了替代同步代码块/同步方法，将同步的隐式锁操作变为显示的锁
操作，同时更加灵活，可以在一个锁对象上面加多组监视器
Condition接口：出现替代了Object里面的wait/notify/notifyAll方法，将这些监视器方法
进行单独封装，变成Condition监视器对象，可以和任意锁对象进行组合
对应的监视器方法变为：await/singal/singalAll

---wait/sleep区别----（重要）
1.wait可以指定时间，可以不指定时间；sleep必须指定时间
2.在同步中对CPU的执行权和锁的处理不同
线程wait后，释放执行权，释放锁(必须被唤醒不是主动唤醒)
线程sleep后，释放执行权，但是不会释放锁
3.to,t1,t2都在同步中被wait并释放执行资格和执行权和锁，t4唤醒全部线程，t0,t1,t2,此
时在同步中被唤醒具有执行资格，但是不具备执行权，因为t4还持有锁，t4执行完后释放锁
，被唤醒的3个线程中的一个线程被CPU调度，获得锁开始执行线程的内容。
本质：在同步中，只有持有锁的线程可以运行

-----线程的停止-------
1.stop方法--过时存在不安全性(强制终止线程)
2.run方法执行完后就正常终止(里面一般都具备循环)
3.之所以使用多线程就是解决，程序中某段代码执行此时过多，影响下面代码的执行，所以
通常把循环放在线程里面，下面的代码方主线程里面，让它们并发执行，可以提高效率
-----怎样控制线程任务结束---
任务都会有循环结构，只要控制住循环就可以结束任务
控制循环：通常使用定义条件标记完成
对外提供公开的修改标记值的方法，并在主线程中调用该方法就可以停止线程
4.同步中如何停止线程(线程处于冻结状态-没有机会读到标记)
interrupt方法--在调用sleep,wait等方法处于冻结状态后，调用interrupt方法可以清除中
断状态--将线程的冻结状态变为可运行状态 (中断--是一种冻结状态)
中断状态被清除：线程状态由冻结变为可执行状态
interrupt方法--会抛出InterruptedExcption(在线程不该醒来的时候叫醒线程)-记得要处理
该异常。在catch里面修改标记
notify--只能唤醒wait的方法
interrupt--强制的唤醒-一定会出现中断异常
eg:一个kiss叫醒--notify
一棒打醒---interrupt
结束进程：其实就是强制的将进程里面的线程都结束并释放该片内存空间
系统级的进程用户不能进行结束

----线程中其他常见线程方法----
setDaemon()将线程设为守护线程，正在运行的所有线程都是守护线程,JVM停止运行
使用时机：在启动线程前调用
后台线程：开始运行相同，结束不同，前台线程必须手动结束，后台线程可以在前台线程都
结束后，自动结束。后台线程依附于前台线程。
join();线程调用该方法后(在主线程中调用)，主线程释放执行权和执行资格，让该线程执行
完后，该线程正常终止，主线程获得执行资格再和其他线程夺取执行权
一般用于临时加入线程--运算
setPriority()：设置线程优先级；并不是优先级越高就一定先执行，而是被执行的概率大一
些，1-10，把常见的优先级1，5，10定义为静态常量。
toString()：线程对象具备对应的字符串表现形式
yield():主动释放一次执行权，下次的时候会和其他线程夺取执行权-静态方法
创建线程的快捷方式：使用匿名内部类