Java基础视频教程-多线程
一、了解进程
进程：是一个正在执行中的程序每一个进程执行都有一个执行顺序，该顺序是一个执行路径，或者叫一个控制单元
线程：就是进程中的一个独立的控制单元
线程在控制着进程的执行
一个进程中至少有一个线程
Java VM 启动时会有一个进程java.exe该进程中至少一个线程负责Java程序的执行
而且这个线程运行的代码存在于main方法中
该线程称之为主线程
jvm启动不止一个线程，还有负责垃圾回收机制的线程。
二、创建线程的方式
创建线程共有两种方式：继承方式和实现方式（简单的说）。1、 继承方式
通过查找java的帮助文档API，我们发现java中已经提供了对线程这类事物的描述的类——Thread类。这第一种方式就是通过继承Thread类，然后复写其run方法的方式来创建线程。
创建步骤：
a，定义类继承Thread。
b，复写Thread中的run方法。
目的：将自定义代码存储在run方法中，让线程运行。
c，创建定义类的实例对象。相当于创建一个线程。
d，用该对象调用线程的start方法。该方法的作用是：启动线程，调用run方法。
注：如果对象直接调用run方法，等同于只有一个线程在执行，自定义的线程并没有启动。
覆盖run方法的原因：
Thread类用于描述线程。该类就定义了一个功能，用于存储线程要执行的代码。该存储功能就run方法。也就是说，Thread类中的run方法，用于存储线程要运行的代码。
程序示例：
//线程对象
class Demo extends Thread{
public void run(){
for(int x=0; x<60; x++)
System.out.println("demo run----"+x);
}
}
class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
Demo d = new Demo();//创建好一个线程。
//d.start();//开启线程并执行该线程的run方法。
d.run();//仅仅是对象调用方法。而线程创建了，并没有运行。
for(int x=0; x<60; x++)
System.out.println("Hello World!--"+x);
}
}2、 实现方式
使用继承方式有一个弊端，那就是如果该类本来就继承了其他父类，那么就无法通过Thread类来创建线程了。这样就有了第二种创建线程的方式：实现Runnable接口，并复习其中run方法的方式。
创建步骤：
a，定义类实现Runnable的接口。
b，覆盖Runnable接口中的run方法。目的也是为了将线程要运行的代码存放在该run方法中。
c，通过Thread类创建线程对象。
d，将Runnable接口的子类对象作为实参传递给Thread类的构造方法。
为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数？
因为，自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。所以要让线程去指定对象的run方法，就必须明确该run方法所属对象。
e，调用Thread类中start方法启动线程。start方法会自动调用Runnable接口子类的run方法。
实现方式好处：避免了单继承的局限性。在定义线程时，建议使用实现方式。
程序示例：
public class RunnableDemo {
public static void main(String[] args) {
RDemo R = new RDemo();
Thread R1 = new Thread(R);// 创建了一个线程；
Thread R2 = new Thread(R);// 创建了一个线程；
R1.start();
R2.start();
}
}
class RDemo implements Runnable{
public void run() {
while (true) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
}2、几种状态
被创建：等待启动，调用start启动。
运行状态：具有执行资格和执行权。
临时状态（阻塞）：有执行资格，但是没有执行权。
冻结状态：遇到sleep（time）方法和wait（）方法时，失去执行资格和执行权，sleep方法时间到或者调用notify（）方法时，获得执行资格，变为临时状态。
消忙状态：stop（）方法，或者run方法结束。
注：当已经从创建状态到了运行状态，再次调用start（）方法时，就失去意义了，java运行时会提示线程状态异常。
图解：
四、线程安全问题
1、导致安全问题的出现的原因：
当多条语句在操作同一线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没用执行完，另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。
简单的说就两点：
a、多个线程访问出现延迟。
b、线程随机性 。
注：线程安全问题在理想状态下，不容易出现，但一旦出现对软件的影响是非常大的。
2、解决办法——同步
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。
在java中对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式——synchronized（同步）
这里也有两种解决方式，一种是同步代码块，还有就是同步函数。都是利用关键字synchronized来实现。
a、同步代码块
用法：
synchronized（对象）
{需要被同步的代码}
同步可以解决安全问题的根本原因就在那个对象上。其中对象如同锁。持有锁的线程可以在同步中执行。没有持有锁的线程即使获取cpu的执行权，也进不去，因为没有获取锁。
示例：
//多线程售票案例
class Ticket implements Runnable{
private int tick = 1000;
Object obj = new Object();
public void run(){
while(true){
synchronized(obj){ //同步代码块，保证线程安全
if(tick>0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....sale : "+ tick--);
}
}
}
}
}
class TicketDemo{
public static void main(String[] args){
Ticket t = new Ticket();
Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
Thread t3 = new Thread(t);
Thread t4 = new Thread(t);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}格式：
在函数上加上synchronized修饰符即可。
那么同步函数用的是哪一个锁呢？
函数需要被对象调用。那么函数都有一个所属对象引用。就是this。所以同步函数使用的锁是this。
3、同步的前提
a，必须要有两个或者两个以上的线程。
b，必须是多个线程使用同一个锁。
4、同步的利弊
好处：解决了多线程的安全问题。
弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源。
5、如何寻找多线程中的安全问题
a，明确哪些代码是多线程运行代码。
b，明确共享数据。
c，明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。
五、静态函数的同步方式
如果同步函数被静态修饰后，使用的锁是什么呢？通过验证，发现不在是this。因为静态方法中也不可以定义this。静态进内存时，内存中没有本类对象，但是一定有该类对应的字节码文件对象。如：
类名.class 该对象的类型是Class
这就是静态函数所使用的锁。而静态的同步方法，使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。类名.class
/*
加同步的单例设计模式————懒汉式
*/
class Single
{
private static Single s = null;
private Single(){}
public static void getInstance()
{
if(s==null)
{
synchronized(Single.class)
{
if(s==null)
s = new Single();
}
}
return s;
}
} 六、死锁
当同步中嵌套同步时，就有可能出现死锁现象。
//一个死锁的例子
package cn.thread;
public class DeadLockDemo {
public static void main(String[] args) {
DeadLock dl1 = new DeadLock();
DeadLock dl2 = new DeadLock();
Thread dlt1 = new Thread(dl1);
Thread dlt2 = new Thread(dl2);
dl1.flag = 1;
dl2.flag = 2;
dlt1.start();
dlt2.start();
}
}
class DeadLock implements Runnable {
int flag = 1;
static String str1 = new String("1");
static String str2 = new String("2");
@Override
public void run() {
if (flag == 1) {
while (true) {
synchronized (str1) {
System.out.println("AAAA--11111111");
synchronized (str2) {
System.out.println("AAAA--22222222");
}
}
}
} else if (flag == 2) {
while (true) {
synchronized (str2) {
System.out.println("BBBB--11111111");
synchronized (str1) {
System.out.println("BBBB--22222222");
}
}
}
}
}
}线程间通讯：其实就是多个线程在操作同一个资源，但是操作的动作不同。
操作的方法：
wait(); //线程等待，执行此方法时，释放cpu执行权，并释放锁。
notify(); //唤醒线程池中的一个线程
notifyAll(); //唤醒线程池中所有线程
重点：这些方法都在Object中、都使用在同步中，因为要对持有监视器(锁)的线程操作，等待和唤醒必须是同一个锁。
消费者和生产者代码演示
/**
* 线程通讯
* 消费者和生产者代码演示
* @author Administrator
*
*/
public class ProducerConsumerDemo3 {
public static void main(String[] args) {
Resource r=new Resource();
new Thread(new Producer(r)).start();
new Thread(new Producer(r)).start();
new Thread(new Consumer(r)).start();
new Thread(new Consumer(r)).start();
}
}
/*
*生产者
*/
class Producer implements Runnable{
private Resource r;
Producer(Resource r){
this.r=r;
}
int bFull=0; //判断是否有生产的商品标记
@Override
public void run() {
while(true){
r.put();
}
}
}
/*
* 消费者
*/
class Consumer implements Runnable{
private Resource r;
Consumer(Resource r){
this.r=r;
}
@Override
public void run() {
while(true){
r.get();
}
}
}
/*
* 资源类
*/
class Resource{
private int count=0;
boolean bFull=false;
//生产商品
public synchronized void put() {
//如果商品存在，线程等待
while(bFull){ //while判断标记,让被唤醒的线程再一次判断标记。
try { wait();} catch (InterruptedException e) {}
}
//生产产品，将bFull标记为true，并唤醒所有的线程
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....生产者....+商品+"+ ++count);
bFull=true;
notifyAll();
}
public synchronized void get() {
while(! bFull){
try {wait();} catch (Exception e) {}
}
//消费产品，将bFull标记为false，并唤醒所有的线程
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。消费者。。。。。+商品+"+ count);
bFull=false;
notifyAll();
}
}JDK1.5 中提供了多线程升级解决方案，涉及类Lock，Condition。
将同步Synchronized替换成现实Lock操作。
将Object中的wait，notify notifyAll，替换了Condition对象。该对象可以Lock锁 进行获取。
Lock:替代了Synchronized
lock();
unlock();
newCondition()
Synchronized操作替换操作：
Lock l = ...;
l.lock(); // 上锁
try {
//同步代码块
} finally {
l.unlock(); //解锁
}
Condition：替代了Object 中wait(); notify(); notifyAll();
wait() ——> await();
notify() ——> signal();
notifyAll() ——> signalAll();
/* 资源类，JDK1.5 中提供了多线程升级解决方案，Lock，Condition。
*/
class Resource{
//定义锁对象
final Lock lock=new ReentrantLock();
final Condition condition_pro=lock.newCondition();
final Condition condition_con=lock.newCondition();
private int count=0;
boolean bFull=false;
//生产商品
public void put() {
lock.lock();
try {
//如果商品存在，线程等待
while(bFull){ //while判断标记,让被唤醒的线程再一次判断标记。
try { condition_pro.await();} catch (InterruptedException e) {}
}
//生产产品，将bFull标记为true，并唤醒所有的线程
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"....生产者....+商品+"+ ++count);
bFull=true;
//唤醒对方的一个线程
condition_con.signal();
}finally{
lock.unlock(); //释放锁
}
}
public void get() {
lock.lock();
try {
while(! bFull){
try {condition_con.await();} catch (Exception e) {}
}
//消费产品，将bFull标记为false，并唤醒所有的线程
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"。。。。。消费者。。。。。+商品+"+ count);
bFull=false;
//唤醒对方的一个线程
condition_pro.signal();
}finally{
lock.unlock(); //释放锁
}
}
}api文档中stop()方法已经过时。
停止线程方法：只有一种，run方法结束。开启多线程运行，运行代码通常是循环结构。只要控制住循环，就可以让run方法结束，也就是线程结束。
特殊情况：当线程处于了冻结状态。就不会读取到标记。那么线程就不会结束。
当没有指定的方式让冻结的线程恢复到运行状态是，这时需要对冻结进行清除。
强制让线程恢复到运行状态中来。这样就可以操作标记让线程结束。Thread类提供该方法 interrupt();
class StopThread implements Runnable {
private boolean flag = true;
public void run() {
while (flag) {
try {
wait();
} catch (Exception e) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "....run");
flag=false;
}
}
}
// 标志Flag为false
public void changeFlag() {
flag = false;
}
}
class StopThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
StopThread st = new StopThread();
Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(st);
t1.setDaemon(true);
t2.setDaemon(true);
t1.start();
t2.start();
int num = 0;
while (true) {
if (num++ == 60) {
// st.changeFlag();
// t1.interrupt();
// t2.interrupt();
break;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "......."+ num);
}
System.out.println("over");
}
}(六)Thread的其他方法
join()：当A线程执行到了B线程的.join()方法时，A就会等待。等B线程都执行完，A才会执行。join可以用来临时加入线程执行。
setDaemon():将该线程标记为守护线程或用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时，Java 虚拟机退出。该方法必须在启动线程前调用。
setPriority(int newPriority)：设置线程优先级，级数为1~10
yield() :暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。