多线程--MultiThread

Posted 2020-10-01 耍流氓的兔兔

Java多线程

　线程间的任务不同，但是线程操作的数据相同
　　有共享数据
　　操作共享数据的代码超过一句

多线程：

　　多线程的程序可以包括多个顺序执行流，多个顺序流之间互不干扰
　　实现同时执行的效果，实际上是多个线程在争抢CPU
　　可以实现不同功能的同时执行
　　多线程不一定能够提高效率，但是可以合理的使用PCU资源
　　多线程的运行结果是不同的，因为线程在争抢CPU，这就是多线程的随机性

　　进程（Process）：
　　　　每个运行中的程序就是一个进程
　　　　正在运行的程序，也就是在内存中开辟的内存空间

　　线程（Thread）：
　　　　负责程序执行的一条执行路径，也称为一个执行单元
　　　　进程的执行实际上是线程在执行
　　　　一个进程至少会有一个线程（Main Thread），主线程执行main函数代码
　　　　当一个进程中有多个线程时，就是多线程程序
　　　　线程是随着任务的存在而存在，随着任务的结束而消失

　　任务（Task）：
　　　　每个线程需要执行的代码
　　　　任务代码都有其存储位置
　　　　主线程的任务代码在main函数，垃圾回收线程的任务代码在finalize函数中

 JVM（Java 虚拟机）是不是多线程？

　　至少有一个负责正常执行的线程，也就是执行main函数中的代码----主线程
　  还有一个负责垃圾回收的线程，也就是执行finalize函数中的代码----垃圾回收线程

　　JVM在后台提供了一个超级线程来执行垃圾回收
　　每个对象都可以被回收，回收的功能定义在Object的finalize（）方法中
　　运行垃圾回收器，调用System的gc（）方法

创建线程：

创建线程的第一种方式：

　　1 创建一个类继承Thread
　　2 重写Thread类中的run方法
　　　　创建线程是为了执行任务
　　　　任务代码必须有存储位置，run方法就是任务代码的存储位置
　　3 创建子类对象，实际在创建线程
　　4 启动线程
　　　　主线程的任务代码在main函数中
　　　　子线程的任务代码在run函数中　

run（）方法只是一个普通的方法调用，不具备启动线程的功能
start（）方法会启动线程并执行run（）中的代码

创建线程的第二种方式：

　　为了解决临界资源的问题，需要使用创建线程的第二种方式
　　1 创建实现了Runnable接口的子类
　　2 重写Runnable接口的run方法
　　3 创建实现了Runnable接口的子类的对象
　　4 创建Thread类的对象，也就是创建线程
　　5 把实现了Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread的构造方法

优点：
　　把线程任务进行了描述，也就是面向对象
　　实现了线程任务和线程对象的分离，线程执行什么任务不再重要，只要实现了Runnable接口的子类对象都可以作为参数传递给Thread的构造方法
　　实现了接口的同时还可以继承父类

创建线程的第三种方式：

　　1 创建Callable接口的实现类

　　2 重写Callable接口的call方法

　　3 使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该call方法的返回值

　　4 将FutureTask对象作为参数传递给Thread的构造方法

　　5 使用FutureTask对象的get方法获得子线程结束后的返回值

总结： 

　　通过继承Thread类和或者实现Runnable接口，Callable接口都可以实现多线程

　　通过接口实现的两种方式相似，只是Callable接口定义的方法有返回值

 

　使用继承类和接口创建多线程的方式对比：

 

　　Runnable和Callable线程类只是实现了Runnable和Callable接口，还可以继承其他类

　　多个线程可以共享同一个对象，可以处理同一份资源

　　访问当前线程必须使用Thread.currentThread方法

 

　　Thread线程类已经继承了Thread，不能再次继承其他类

　　访问当前线程只需this

为什么不能直接创建Thread类，然后调用start方法？

　　任务代码必须写在run方法中，而Thread类中的run方法没有实现任何功能，代码执行没有结果
  　所以只有继承Thread类，重写run方法

多线程内存：

　　在栈中为主线程开辟内存
　　多线程不遵循先进后出，每个线程在栈中都有内存，谁先获得CPU，就先执行
　　当线程执行完自己的任务代码，线程就从栈中消失
　　只有所有线程都结束，整个进程才结束

synchronized：

synchronized代码块的锁：obj
synchronized同步函数的锁：this
静态同步函数：
　　静态函数进内存的时候不存在对象，但是存在其所属类的字节码文件，属于Class类型的对象，所以静态同步函数的锁是其所属类的字节码文件对象

避免死锁：
　　容易发生在锁的嵌套

线程间的通信： 　　

线程间的任务不同，但是线程操作的数据相同
有共享数据
操作共享数据的代码超过一句

等待唤醒机制： 　　 　　

必须用在同步中，因为同步中才有锁
指明让持有锁的线程去等待或被唤醒
等待的线程会放弃锁　　

wait(),notify(),notifyAall()为什么定义在Object中？
   
   wait(),notify(),notifyAall()必须用在同步中，因为同步中才有锁
   锁是任意对象，任意对象都可以调用的方法需要定义在Obbject中 

jdk1.5 多线程的实现方式：

　　jdk1.5之前：
　　　　对锁的操作是隐式的
　　　　synchronized(obj)//获取锁
　　　　{

　　　　}//释放锁
　　jdk1.5之后：
　　　　import.util.concurrent.Locks;
　　　　有一个描述锁的Lock接口，锁被面向对象
　　　　使用Lock的子类ReentrantLock创建一把锁

使用Lock替代同步代码块的方式：

使用Lock替代同步代码块的方式：
　　1 创建一把锁
　　2 把之前写在同步代码块中的代码写在lock（）和unlock（）之间
　　　　lock（）获取锁
　　　　unlock（）释放锁
　　　　await（）等待
　　　　　　单独的定义在Condition接口中
　　　　　　也被面向对象 
　　　　signal（）唤醒一个等待线程
　　　　signalAll（）唤醒所有等待线程
　　3 得到一个和锁绑定的Condition对象

jdk1.5对唤醒等待方法也进行了单独的描述，描述的接口是Condition
唤醒等待方法必须结合着锁来使用，所以使用Lock的newCondition（）方法来获得和锁绑定的对象

用Lock替代同步代码块之后出现了IllegaMonitorStateException（无效的监视器异常）？

　因为wait（），notify（），notifyAll（）必须用在同步代码块中，而同步代码块被Lock替代掉了
   　

守护线程：

垃圾回收线程就是一个守护线程
可以看成后台线程，依赖于前台线程
当前台线程全部结束时，即使守护线程的任务代码没有执行完也会立刻结束
在线程启动前设置启动线程

　　setDaemon（）设置为守护线程

　　join（）加入运行，主线程会让着此线程，等到此线程运行完主线程才会继续执行

线程池：

java.util.concurrent
　　可以创建线程的对象
接口：ExeutorService

创建线程池：

　　execute（）开始执行任务

　　创建只有一个线程的线程池
　　　　任务只能一个一个执行，按照任务提交的先后顺序执行
　　　　newSingleThreadExecutor（）    
　　创建固定个数的线程池
　　　　任务数量和线程数量相同时，任务会同时执行
　　　　任务数量大于线程数量时，多出来的任务会等待线程池中已有的线程空闲下来去执行
　　　　newFixedThreadPool（）
　　创建缓冲的线程池
　　　　自身会创建一定数量的线程
　　　　线程数量大于任务数量，会自动销毁空闲的线程
　　　　当任务增加时又会自动增加线程
　　　　newCachedThreadPool（）
　　创建数量无限的线程池
　　　　空闲的线程不会被销毁
　　　　newScheduledThreadPool（）

使用匿名内部类创建线程：

　　new Thread()
　　{
　　　　public void run()
　　　  {
　　
　　　  }
　　}.start();

 

　　new Thread(new Runnable()
　　{
　　　　public void run()
　　　　{

　　　　}
　　}).start();

 


　　Runnable r = new Runnable()
　　{
　　　　public void run()
　　　　{

　　　　}

　　};
　　new Thread(r).start();