九、多线程（高琪java300集+java从入门到精通笔记）
多线程（并发机制）：
程序、进程、线程：
程序：“程序(Program)”是一个静态的概念，一般对应于操作系统中的一个可执行文件，当我们双击可执行文件，则加载程序到内存中，开始执行该程序，于是产生了“进程”。
进程：执行中的程序（包含自身地址的程序）叫做进程(Process)，是一个动态的概念。
-
进程是程序的一次动态执行过程， 占用特定的地址空间。
每个进程由3部分组成：cpu、data、code。每个进程都是独立的，并有自己的cpu时间（一段有限的极短的CPU时间，CPU时间片），数据和代码，即便用同一份程序产生好几个进程，它们之间还是拥有自己的这3样东西，这样的缺点是：浪费内存，cpu的负担较重。
3.
多任务(Multitasking)操作系统将CPU时间动态地划分给每个进程，操作系统同时执行多个进程，每个进程独立运行。以进程的观点来看，它会以为自己独占CPU的使用权。
4. 进程的查看
Windows系统: Ctrl+Alt+Del，启动任务管理器即可查看所有进程。
Unix系统: ps or top。
**线程：**一个进程可以产生多个线程。同多个进程可以共享操作系统的某些资源一样，同一进程的多个线程也可以共享此进程的某些资源(比如：代码、数据)（极极短的时间），所以线程又被称为轻量级进程(lightweight
process)。
1.
一个进程内部的一个执行单元，它是程序中的一个单一的顺序控制流程。（一个线程是进程中的执行流程）
2. 一个进程可拥有多个并行的(concurrent)线程。
3.
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（存储空间），可以访问相同的变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象并进行通信、数据交换和同步操作。
4.
由于线程间的通信是在同一地址空间上进行的，所以不需要额外的通信机制，这就使得通信更简便而且信息传递的速度也更快。
5. 线程的启动、中断、消亡，消耗的资源非常少。
**程序和进程的区别：**程序是一组指令的集合，它是静态的实体，没有执行的含义。而进程是一个动态的实体，有自己的生命周期。一般说来，一个进程肯定与一个程序相对应，并且只有一个，但是一个程序可以有多个进程，或者一个进程都没有。除此之外，进程还有并发性和交往性。简单地说，进程是程序的一部分，程序运行的时候会产生进程。
线程和进程的区别：
-
定义多线程类的两种方式（一个接口一个类）：
- extends Thread（实际上这个类也是实现了接口public class Thread extends
Object implements Runnable）
- extends Thread（实际上这个类也是实现了接口public class Thread extends
public class TestThread extends Thread {//自定义类继承Thread类
//run()方法里是线程体
**public** **void** run() {
**for** (**int** i = 0; i \< 10; i++) {
System.out.println(**this**.getName() + ":" + i);//getName()方法是返回线程名称
}
}
**public** **static** **void** main(String[] args) {
TestThread thread1 = **new** TestThread();//创建线程对象
thread1.start();//启动线程
TestThread thread2 = **new** TestThread();
thread2.start();
}
}
继承Thread类实现多线程的步骤：
class MyThread extends Thread{
}
MyThread t1=new MyThread( “t1” );
Thread t1 = new Thread(new MyThread(), “t1”);
1. 在Java中负责实现线程功能的类是java.lang.Thread 类。
2. 可以通过创建 Thread的实例来创建新的线程。在main中new
3. 每个线程都是通过某个特定的Thread对象所对应的方法run(
)（覆盖）来完成其操作的，方法run(
)称为线程体（真正实现该线程功能的代码）。run()不产生线程。
4.
通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程。(在start()前是实例，后是线程)
main(){
new ThreadTest().start();
}
- Implements Runnalbe(在实现Runnable接口的同时还可以继承某个类)
public class MyThread implements Runnable{
}
MyThread t1=new MyThread( “t1” );
Thread t1 = new Thread(new MyThread(),“t1”);
Runnable r = new MyThread();
Thread t = **new** Thread(r, "t1")
public class TestThread2 implements Runnable {//自定义类实现Runnable接口；
//run()方法里是线程体；
**public** **void** run() {
**for** (**int** i = 0; i \< 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
}
}
**public** **static** **void** main(String[] args) {
//创建线程对象，把实现了Runnable接口的对象作为参数传入；
Thread thread1 = **new** Thread(**new** TestThread2());
thread1.start();//启动线程；
Thread thread2 = **new** Thread(**new** TestThread2());
thread2.start();
}
}
c)
d)
-
线程的状态：
-
新生状态(New)：用new关键字建立一个线程对象后，该线程对象就处于新生状态。处于新生状态的线程有自己的内存空间，通过调用start方法进入就绪状态。
-
就绪状态(Runnable)(调用start方法后)：处于就绪状态的线程已经具备了运行条件，但是还没有被分配到CPU，处于“线程就绪队列”，等待系统为其分配CPU。就绪状态并不是执行状态，当系统选定一个等待执行的Thread对象（线程）后，它就会进入执行状态。（该动作称之为“CPU调度”）
一旦获得CPU，线程就进入运行状态并自动调用自己的run方法。有4中原因会导致线程进入就绪状态：
- 新建线程：调用start()方法，进入就绪状态;
2. 阻塞线程：阻塞解除，进入就绪状态;
3.运行线程：调用yield（让位）()方法，交出控制权，直接进入就绪状态;没其他等待执行的线程，马上恢复执行
4. 运行线程：JVM将CPU资源从本线程切换到其他线程。
-
运行状态(Running)（由CPU调度好以后）: 在运行状态的线程执行自己run方法中的代码，直到等待某资源而阻塞(调用其他方法而终止)或完成任务而死亡。如果在给定的时间片内没有执行结束，就会被系统给换下来回到就绪状态。
-
阻塞状态(Blocked):
阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生(如某资源就绪)。
有4种原因会导致阻塞：
1. 执行sleep(intmillsecond)方法，使当前线程休眠，进入阻塞状态。当指定的时间到了后，线程进入就绪状态。不会释放持有的对象锁
没其他等待执行的线程，马上恢复执行
2.执行wait()方法，使当前线程进入阻塞状态。当使用nofity（通知）()方法唤醒这个线程后，它进入就绪状态。会释放持有的对象锁
3.线程运行时，某个操作进入阻塞状态，比如执行IO流操作(read()/write()方法本身就是阻塞的方法)。只有当引起该操作阻塞的原因消失后，线程进入就绪状态。（在阻塞状态的线程不能进入就绪队列。只有当引起阻塞的原因消除时，线程便转入就绪状态，重新到就绪队列中排队等待，被系统选中后从原来停止的位置开始继续运行）
4. join()线程联合:当某个线程等待另一个线程执行结束后，才能继续执行时，使用join()方法。
5.synchronized：运行同步代码，但是没有获得指定对象的锁，于是进入指定对象的锁池（lock
pool）等待。
-
死亡状态(Terminated)：死亡状态是线程生命周期中的最后一个阶段。线程死亡的原因有三个。一个是正常运行的线程完成了它run()方法内的全部工作;
另一个是线程被强制终止，如通过执行stop()或destroy()方法来终止一个线程(注：stop()/destroy()方法已经被JDK废弃，不推荐使用)。 当一个线程进入死亡状态以后，就不能再回到其它状态了。三是线程抛出未捕获的异常。-
不建议使用：stop、destroy直接终止。（不会释放锁，会有一些安全的问题）
-
建议通过boolean变量，正常终止线程运行。
-
public class TestThreadCiycle implements Runnable {
String name;
**boolean** live = **true**;// 标记变量，表示线程是否可中止；
**public** TestThreadCiycle(String name) {
**super**();
**this**.name = name;
}
**public** **void** run() {
**int** i = 0;
//当live的值是true时，继续线程体；false则结束循环，继而终止线程体；
**while** (live) {
System.out.println(name + (i++));
}
}
**public** **void** terminate() {
live = **false**;
}
**public** **static** **void** main(String[] args) {
TestThreadCiycle ttc = **new** TestThreadCiycle("线程A:");
Thread t1 = **new** Thread(ttc);// 新生状态
t1.start();// 就绪状态
**for** (**int** i = 0; i \< 100; i++) {
System.out.println("主线程" + i);
}
ttc.terminate();
System.out.println("ttc stop!");
}
}
-
线程的优先级Thread.MIN/MAX/NORMAL_PRIORITY=1/10/5
- 1-10. 默认是5.（ int getPriority(); void setPriority(int newPriority);）
优先级低只是意味着调用的概率低，并不是不被调用。（注意：优先级低只是意味着获得调度的概率低。并不是绝对先调用优先级高的线程后调用优先级低的线程）
- 资源(线程)同步：线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面的线程使用完毕后，下一个线程再使用。
synchronized修饰方法：控制对“对象的类成员变量”的访问：每个对象对应一把锁，每个
synchronized
方法都必须获得调用该方法的对象的锁方能执行，否则所属线程阻塞，方法一旦执行，就独占该锁，直到从该方法返回时才将锁释放，此后被阻塞的线程方能获得该锁，重新进入可执行状态。（需要获得执行该方法的对象锁）、
public synchronized void accessVal(int newVal);
缺陷：若将一个大的方法声明为synchronized 将会大大影响效率。
synchronized修饰语句块： 可以让我们精确地控制到具体的“成员变量”，缩小同步的范围，提高效率。（指定（后面跟着的对象）的锁、建议使用）
synchronized(syncObject)
{
//允许访问控制的代码 //同步监视器
}
class Drawing extends Thread {
**int** drawingNum; // 取多少钱
Account account; // 要取钱的账户
**int** expenseTotal; // 总共取的钱数
**public** Drawing(**int** drawingNum, Account account) {
**super**();
**this**.drawingNum = drawingNum;
**this**.account = account;
}
\@Override
**public** **void** run() {
draw();
}
**void** draw() {
**synchronized** (account) {
**if** (account.money - drawingNum \< 0) {
System.out.println(**this**.getName() + "取款，余额不足！");
**return**;
}
**try** {
Thread.sleep(1000); // 判断完后阻塞。其他线程开始运行。
} **catch** (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
account.money -= drawingNum;
expenseTotal += drawingNum;
}
System.out.println(**this**.getName() + "--账户余额：" + account.money);
System.out.println(**this**.getName() + "--总共取了：" + expenseTotal);
}
}
-
死锁（需要同时持有两个对象的锁）: 多个线程各自占有一些共享资源，并且互相等待其他线程占有的资源才能进行，而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源，都停止执行的情形。
因此，
某一个同步块需要同时拥有“两个以上对象的锁”时，就可能会发生“死锁”的问题
建议不要同时持有多个对象的锁！
-
多线程并发协作模型:“生产者-消费者”模式（解决资源冲突的问题）:
-
生产者：指的是负责生产数据的模块(这里模块可能是：方法、对象、线程、进程)。
-
消费者：指的是负责处理数据的模块(这里模块可能是：方法、对象、线程、进程)。
-
缓存区：消费者不能直接使用生产者的数据，它们之间有个“缓冲区”。生产者将生产好的数据放入“缓冲区”，消费者从“缓冲区”拿要处理的数据。
缓冲区是实现并发的核心，缓冲区的设置有3个好处：
-
实现线程的并发协作
-
解耦了生产者和消费者
-
解决忙闲不均，提高效率
开源框架quanz底层原理
任务定时调度：
通过Timer和Timetask，我们可以实现定时启动某个线程。
java.util.Timer
在这种实现方式中，Timer类作用是类似闹钟的功能，也就是定时或者每隔一定时间触发一次线程。其实，Timer类本身实现的就是一个线程，只是这个线程是用来实现调用其它线程的。
java.util.TimerTask
TimerTask类是一个抽象类，该类实现了Runnable接口，所以该类具备多线程的能力。
在这种实现方式中，通过继承TimerTask使该类获得多线程的能力，将需要多线程执行的代码书写在run方法内部，然后通过Timer类启动线程的执行。
public class TestTimer {
**public** **static** **void** main(String[] args) {
Timer t1 = **new** Timer();//定义计时器；
MyTask task1 = **new** MyTask();//定义任务；
t1.schedule(task1,3000); //3秒后执行；
//t1.schedule(task1,5000,1000);//5秒以后每隔1秒执行一次！
//GregorianCalendar calendar1 = new GregorianCalendar(2010,0,5,14,36,57);
//t1.schedule(task1,calendar1.getTime()); //指定时间定时执行；
}
}
class MyTask extends TimerTask {//自定义线程类继承TimerTask类；
**public** **void** run() {
**for**(**int** i=0;i\<10;i++){
System.out.println("任务1:"+i);
}
}
}
一次！
//GregorianCalendar calendar1 = new GregorianCalendar(2010,0,5,14,36,57);
//t1.schedule(task1,calendar1.getTime()); //指定时间定时执行；
}
}
class MyTask extends TimerTask {//自定义线程类继承TimerTask类；
**public** **void** run() {
**for**(**int** i=0;i\<10;i++){
System.out.println("任务1:"+i);
}
}
}
一个Timer可以启动任意多个TimerTask实现的线程，但是多个线程之间会存在阻塞。所以如果多个线程之间需要完全独立的话，最好还是一个Timer启动一个TimerTask实现。