线程的创建和多线程

1 Java中关于应用程序和进程相关的概念

在Java中，一个应用程序对应着一个JVM实例（也有地方称为JVM进程），一般来说名字默认为java.exe或者javaw.exe（windows下可以通过任务管理器查看）。
Java采用的是 单线程编程模型，即在 我们自己的程序中如果没有主动创建线程的话，只会创建一个线程，通常称为主线程。但是要注意，虽然只有一个线程来执行任务，不代表JVM中只有一个线程，JVM实例在创建的时候，同时会创建很多其他的线程（比如垃圾收集器线程）。
由于Java采用的是单线程编程模型，因此在进行UI编程时要注意将耗时的操作放在子线程中进行，以避免阻塞主线程（在UI编程时，主线程即UI线程，用来处理用户的交互事件）。

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2 线程的特点

线程是进程的组成部分，一个进程可以拥有多个线程，而一个线程必须拥有一个父进程。线程可以拥有自己的堆栈，自己的程序计数器和自己的局部变量，但不能拥有系统资源。 它与父进程的其他线程共享该进程的所有资源。

• 线程可以完成一定任务，可以和其它线程共享父进程的共享变量和部分环境，相互协作来完成任务
• 线程是独立运行的，其不知道进程中是否还有其他线程存在
• 线程的执行是抢占式的，也就是说，当前执行的线程随时可能被挂起，以便运行另一个线程
• 一个线程可以创建或撤销另一个线程，一个在这里插入代码片进程中的多个线程可以并发执行

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3 线程的创建

Java使用Thread类代表线程，所有的线程对象都必须是Thread或者其子类的实例，每个线程的作用是完成一定任务，实际上是就是执行一段程序流（一段顺序执行的代码）

3.1 继承Thread类创建线程类

• 定义Thread类的子类 并重写该类的Run方法 该run方法的方法体就代表了线程需要完成的任务
• 创建Thread类的实例，即创建了线程对象
• 调用线程的start方法来启动线程

class MyThread extends Thread{
    private static int num = 0;
    public MyThread(){
       num++;
    }
    public void run() {
       System.out.println("主动创建的第"+num+"个线程");
    }
}

通过start()方法去启动线程，注意，不是调用run()方法启动线程，run方法中只是定义需要执行的任务，如果调用run方法，即相当于在主线程中执行run方法，跟普通的方法调用没有任何区别，此时并不会创建一个新的线程来执行定义的任务。为了分清start()方法调用和run()方法调用的区别，请看下面一个例子：

public class Test {
   public static void main(String[] args)  {
      System.out.println("主线程ID:"+Thread.currentThread().getId());
      MyThread thread1 = new MyThread("thread1");
      thread1.start();
      MyThread thread2 = new MyThread("thread2");
      thread2.run();
   }
}

class MyThread extends Thread{
   private String name;
   public MyThread(String name){
      this.name = name;
   }
   public void run() {
      System.out.println("name:"+name+" 子线程ID:"+Thread.currentThread().getId());
   }
}

运行结果

主线程ID:1
name:thread2 子线程ID:1
name:thread1 子线程ID:8

从输出结果可以得出以下结论：
1）thread1和thread2的线程ID不同，thread2和主线程ID相同，说明通过run方法调用并不会创建新的线程，而是在主线程中直接运行run方法，跟普通的方法调用没有任何区别；
2）虽然thread1的start方法调用在thread2的run方法前面调用，但是先输出的是thread2的run方法调用的相关信息，说明 新线程创建的过程不会阻塞主线程的后续执行

3.2 实现 Runnable接口

Runnable对象仅作为Thread对象的target，Runnable实现类里包含的run()方法仅作为线程执行体。而实际的线程的对象依旧是 Thread实例，只是线程实例负责执行其 target 的 run()方法

• 定义Runnable接口的实现类，并重写它的Run方法，run方法同样是该线程的执行体
• 创建Runnable实现类的实例，并将此实例作为Thread的target创建一个Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象
• 调用start方法启动该线程

public class Test {
  public static void main(String[] args)  {
     System.out.println("主线程ID："+Thread.currentThread().getId());
     MyRunnable runnable = new MyRunnable();
     Thread thread = new Thread(runnable);
     thread.start();
  }
}

class MyRunnable implements Runnable{
   public MyRunnable() {
   }
   public void run() {
      System.out.println("子线程ID："+Thread.currentThread().getId());
   }
}

这种方式必须将Runnable作为Thread类的参数，然后通过Thread的start方法来创建一个新线程来执行该子任务。如果调用Runnable的run方法的话，是不会创建新线程的，这根普通的方法调用没有任何区别
事实上，查看Thread类的实现源代码会发现Thread类是实现了Runnable接口的

3.3 两种继承方式的区别

在Java中，这2种方式都可以用来创建线程去执行子任务，具体选择哪一种方式要看自己的需求。直接继承Thread类的话，可能比实现Runnable接口看起来更加简洁，但是由于Java只允许单继承，所以如果自定义类需要继承其他类，则只能选择实现Runnable接口。

• Thread是Runnable接口的子类，实现Runnable接口的方式解决了Java单继承的局限
• Runnable接口实现多线程比继承Thread类更加能描述数据共享的概念

4 多线程有几种实现同步方法 ？

同步的实现方面有两种，分别是synchronized,wait与notify

• wait():使一个线程处于等待状态，并且 释放所持有的对象的lock
• sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉 InterruptedException 异常
• notify():唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是 由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级
• Allnotity():唤醒所有处入等待状态的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁，而是 让它们竞争

5 产生死锁的原因

产生死锁的四个必要条件：

• 1 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用
• 2 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放
• 3 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺
• 4 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

6 避免死锁

上面列出了死锁的四个必要条件，我们只要想办法破其中的任意一个或多个条件，就可以避免死锁发生，一般有以下几种方法

• 1 按同一顺序访问对象
• 2 避免事务中的用户交互
• 3 保持事务简短并处于一个批处理中
• 4 使用较低的隔离级别
• 5 使用基于行版本控制的隔离级别
• 6 使用绑定连接