Java系列课程第二十天（多线程创建、生命周期、锁）

Day20 多线程创建、生命周期、锁

1. 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a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。

示意图

2. 单核CPU和多核CPU
2.1 CPU
a）单核CPU，其实是一种假的多线程，因为在一个时间单元内，也只能执行一个线程的任务。例如：虽然有多车道，但是收费站只有一个工作人员在收费，只有收了费才能通过，那么CPU就好比收费人员。如果有某个人不想交钱，那么收费人员可以把他“挂起”（晾着他，等他想通了，准备好了钱，再去收费）。但是因为CPU时间单元特别短，因此感觉不出来。
b）如果是多核的话，才能更好的发挥多线程的效率。（现在的服务器都是多核的）
c）一个Java应用程序java.exe，其实至少有三个线程：main0主线程，gc0垃圾回收线程，异常处理线程。当然如果发生异常，会影响主线程。

2.2 并行和并发
并行：多个CPU同时执行多个任务。比如：多个人同时做不同的事。
并发：一个CPU（采用时间片）同时执行多个任务。比如：秒杀、多个人做同一件事1

2.3多线程优点
背景：以单核CPU为例，只使用单个线程先后完成多个任务（调用多个方法），肯定比用多个线程来完成用的时间更短，为何仍需多线程呢？
多线程程序的优点：
1.提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验。
2.提高计算机系统CPU的利用率
3.改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程，独立运行，利于理解和修改

2.4 应用场景
程序需要同时执行两个或多个任务。
程序需要实现一些需要等待的任务时，如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等。
需要一些后台运行的程序时。

3. 线程的创建
创建线程有两种方式,但是启动线程 只能一种方式调用Thread类对象中的start方法

3.1 第一种
创建线程的第一种方式
创建类继承 Thread类：
覆写run）方法，run方法就等于是新线程中的main方法，是程序执行的起点和终点
启动线程手动调用当前线程对象的start）方法！！不是run方法

3.2 第二种
第二种方式
实现Runnable接口，覆写run方法，启动线程调用Thread的start方法

4. 常用方法
Start() : 启动线程
setName() : 设置线程的名字,默认是Thread-0 , Thread-1 以此类推
getName() : 获取线程的名字
setPriority() : 设置优先级 , 1-10 , 10个级别,1最小,10最高
getPriority() : 获取优先级
Static currentThread() : 获取当前线程的内存地址(线程对象)
Static sleep() : 让当前线程进入睡眠状态,参数是毫秒数


5. 生命周期
JDK中用Thread.State类定义了线程的几种状态
要想实现多线程，必须在主线程中创建新的线程对象。Java语言使用Thread类 及其子类的对象来表示线程，在它的一个完整的生命周期中通常要经历如下的五 种状态：
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

6. 线程控制


Thread.yield）：静态方法，让出当前执行的时间片，让其他线程执行
1静态方法，写在哪里，哪里让位
2相同优先级让位，不同优先级不让位优先级默认是5，子类继承父类优先级

7. 结束线程
stop：终止一个线程，容易导致死锁，所以已经过时，不推荐使用
推荐使用标识符的方式来结束


8. 线程同步-锁
在《Thinking in Java》中，是这么说的：对于并发工作，你需要某种方式来防止两个任务访问相同的资源（其实就是共享资源竞争）。防止这种冲突的方法就是当资源被一个任务使用时，在其上加锁。第一个访问某项资源的任务必须锁定这项资源，使其他任务在其被解锁之前，就无法访问它了，而在其被解锁之时，另一个任务就可以锁定并使用它了。
synchronized的锁是什么？
任意对象都可以作为同步锁。所有对象都自动含有单一的锁（监视器）。
同步方法的锁：静态方法（类名.class）、非静态方法（this）
同步代码块：自己指定，很多时候也是指定为this 或类名.class
注意：
必须确保使用同一个资源的多个线程共用一把锁，这个非常重要，否则就无法保证共享资源的安全
一个线程类中的所有静态方法共用同一把锁（类名.clas），所有非静态方法共用同
一把锁（this），同步代码块（指定需谨慎）

**释放锁的操作**
	当前线程的同步方法、同步代码块执行结束。
	当前线程在同步代码块、同步方法中遇到break、return终止了该代码块、该方法的继续执行。
	当前线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error 或Exception，导致异常结束。
	当前线程在同步代码块、同步方法中执行了线程对象的wait（）方法，当前线程暂停，并释放锁。
	**不会释放锁的操作**
	·线程执行同步代码块或同步方法时，程序调用Thread.sleep（）、Thread.yield）方法暂停当前线程的执行

· 线程执行同步代码块时，其他线程调用了该线程的suspend）方法将该线程挂起，该线程不会释放锁（同步监视器）。
应尽量避免使用suspend）和resume）来控制线程

8.1 Synchronized修饰符
线程同步：当多个线程有可能操作同一个数据的时候为了保证数据的一致性，需要对当前操作进行同步处理
线程同步本质是数据的同步，是一种安全机制
尤其是对数据进行更改操作，必须要使用同步机制，如果只是查询，就无所谓了

异步编程
	线程之间完全是独立的，同时进行，但相互不影响
同步编程
	线程之间不是独立的，同时进行，但是相互有影响，所以这时需要某个线程单独执行完某个操作之后，再让其他线程执行
	同步条件
		1必须多线程
		2多个线程必须有可能同时操作某一个共享数据
		3主要是涉及数据的更改操作
方法锁：
synchronized修饰符，修饰的方法，不能同时被多个线程执行
如果访问某一个对像中加锁的成员方法，则该对象中所有加锁的成员方法，都不能被其他线程访问如果访问					
一个类中加锁的静态方法，则该类中所有加锁的静态方法都不能被其他线程访问

8.2 Synchronized语句块




9. 线程同步-lock


10. 守护线程
11. 定时器