多线程

Posted 2021-03-18 xingqisan

一、基本概念：程序、进程、线程

程序(program)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，静态对象。

进程(process)是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程：有它自身的产生、存在和消亡的过程。——生命周期

　　如：运行中的QQ，运行中的MP3播放器

　　程序是静态的，进程是动态的

　　进程作为资源分配的单位，系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域

线程(thread)，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。

?若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的

?线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc)，线程切换的开销小

?一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间?它们从同一堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患

二、常用方法及线程的优先级

测试Thread中的常用方法：
* 1. start():启动当前线程；调用当前线程的run()
* 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
* 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。
* 8. stop():已过时。当执行此方法时，强制结束当前线程。
* 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
*
*
* 线程的优先级：
* 1.
* MAX_PRIORITY：10
* MIN _PRIORITY：1
* NORM_PRIORITY：5  -->默认优先级
* 2.如何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
*
*   说明：高优先级的线程要抢占低优先级线程cpu的执行权。但是只是从概率上讲，高优先级的线程高概率的情况下
*   被执行。并不意味着只有当高优先级的线程执行完以后，低优先级的线程才执行。
三、创建线程的方式

多线程的创建，方式一：继承于Thread类
* 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()

创建多线程的方式二：实现Runnable接口
* 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
* 5. 通过Thread类的对象调用start()

比较创建线程的两种方式。
* 开发中：优先选择：实现Runnable接口的方式
* 原因：1. 实现的方式没有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有共享数据的情况。
*
* 联系：public class Thread implements Runnable
* 相同点：两种方式都需要重写run(),将线程要执行的逻辑声明在run()中。
四、线程的生命周期

新建： 当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新建状态

就绪：处于新建状态的线程被start()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：当就绪的线程被调度并获得CPU资源时,便进入运行状态， run()方法定义了线程的操作和功能

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 CPU 并临时中止自己的执行，进入阻塞状态

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

五、线程的同步

多线程问题的原因：

　　当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。

解决办法：

　　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。　

　　Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式：同步机制

方式一：同步代码块：　　

　　synchronized (同步监视器){

　　　　// 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。
*          要求：多个线程必须要共用同一把锁。
*
*       补充：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。

方式二：同步方法：如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明为同步的。

　　public [static] synchronized void show (String name){

　　　　….

　　}

关于同步方法的总结：
*  1. 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。
*  2. 非静态的同步方法，同步监视器是：this
*     静态的同步方法，同步监视器是：当前类本身

同步的方式，解决了线程的安全问题。---好处
   操作同步代码时，只能有一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，效率低。 ---局限性

解决线程安全问题的方式三：Lock锁  --- JDK5.0新增

class A{

　　private final ReentrantLock lock = new ReenTrantLock()

　　public void m(){

　　　　lock.lock();

　　try{

　　　　//保证线程安全的代码;

　　}finally{

　　　　lock.unlock();

　　　　}

　　}

}

面试题：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()）
六、死锁问题

不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，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

出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所有的线程都处于阻塞状态，无法继续

七、线程的通信