Java多线程详细知识点(吐血级详细)
前言：
今天给大家分享一些自己在学习JavaSE阶段中，学到多线程这个阶段之后，
自己所总结的一些知识点，希望对您有所帮助，并且自己也是个初学者，
有什么地方写错了，也希望您能点出来。另外，自己最近也在开始写
博客，希望在学习的道路上一起进步，也期待您的关注与支持。文章目录
1、进程和线程
2、什么是真正的多线程并发
3、实现线程的3种方式
4、线程对象的生命周期
5、线程的调度
6、数据的安全性问题
7、异步编程模型和同步编程模型
8、Java语言三大变量与线程安全
9、synchronized关键字
10、守护线程
11、定时器
12、关于Object类中的wait和notify方法（生产者和消费者模式）
13、死锁
14、自己以后遇到线程安全怎么办
一、进程和线程
1.1、什么是进程？什么是线程？
进程是一个应用程序（1个进程是一个软件）
线程是一个程序的执行场景/执行单元
一个进程可以启动多个线程。
1.2、进程和线程的关系？举例说明。
阿里巴巴：可以看成一个进程
马 云：可以看成一个线程
京 东：可以看成一个进程
刘 强 东：可以看成一个线程
所以：进程可以看做是现实生活中的公司。线程可以看做公司中的某个员工。
注意：进程A和进程B的内存独立不共享。
线程A和线程B的方法区内存和堆内存共享，栈内存相互独立。
Java中之所以有多线程机制，目的就是为了提高程序的处理效率。
二、什么是真正的多线程并发
t1线程执行t1的。
t2线程执行t2的。
t1不会形象t2，t2也不会影响t2的，这才叫真正的多线程并发。
三、实现线程的3种方式
3.1、第一种方式：
编写一个类直接继承Java.lang.Thread,重写run()方法。
// 定义线程类
public class MyThread extends Thread{
public void run(){
}
}
// 创建线程对象
MyThread t = new MyThread();
// 启动线程
t.start(); 3.2、第二种方式：
编写一个类，实现java.lang.Runnable接口，实现run方法。
// 定义一个可运行的类
class MyRun implements Runnable{
@Override
public void run() {
}
}
// 创建线程对象
Thread t = new Thread(new MyRun());
// 启动线程
t.start(); 3.3、第三种方式：
FutureTask方式，实现Callable接口。（JDK8新特性）
这种方式实现的线程可以获取线程的返回值。
之前的那两种方式是无法获取线程的返回值的，因为run方法返回void。
// 第一步：创建一个“未来任务类”对象。
FutureTask task = new FutureTask(new Callable() {
@Override
public Object call() throws Exception { // call方法就相当于run方
return null;
}
});
// 创建线程对象
Thread t = new Thread(task);
// 启动线程
t.start();
// 获取线程的返回值
Object obj = null;
try {
obj = task.get();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程执行结果"+obj);
// main方法这里的程序需要执行到这里必须等待get()方法的结束
// 而get()方法可能需要很久，因为get()方法是为了拿到另一个线程的执行结果
// 另一个线程执行是需要时间的。
// 所以get()可能会导致当前线程进入阻塞状态。
System.out.println("hello");四、线程对象的生命周期
五、线程的调度
5.1、常见的线程调度模型有哪些？
抢占式调度模型：
哪个线程的优先级比较高，抢到的CPU时间片的概率就比较高/多一写。
Java采用的就是这种模型
均分式调度模型：
平均分配CPU时间片，每个线程占用的CPU时间片长度一样。
平均分配，一切平等。
有一些编程语言，线程调度模型就是采用的这种方式。
5.2、Java提供的哪些方法是和线程调度有关系呢？
实例方法：
void setPriority(int newPriority) // 更改线程的优先级。
int getPriority() // 返回线程的优先级。
// 最低优先级 1
// 最高优先级 10
// 默认优先级 5
void join() // 合并线程。
class MyThread extends Thread{
public void doSome(){
MyThread2 t = new MyThread();
t.join(); // 当前线程进入阻塞，t线程执行，直到t线程执行完之后，当前线程才可以执行。
}
}
class MyThread2 extends Thread{
}静态方法：
static void yield() // 让位方法
/*暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。
yield()方法不是阻塞方法。让当前线程让位，让给其它线程使用
yield()方法的执行会让当前线程从“运行状态”回到“就绪状态”。
注意：在回到就绪状态之后，还有可能再次抢到CPU时间片进入运行状态。*/六、线程的安全性问题
6.1、线程安全的重要性？
以后在开发中，我们的项目都是运行在服务器中，而服务器已经将线程的定义，线程对象的创建，线程的启动等，都已经实现完了，这些代码我们不需要编写。
最重要的是：你要知道，你编写的程序需要放在一个多线程的环境下运行，你更需要关注的是这些数据在多线程并发的环境下是否是安全的。(重点*****)
6.2、什么时候数据在多线程并发的环境下存在安全性问题呢？
三个条件：
条件一：多线程并发
条件二：有数据共享
条件三：共享数据有修改的行为
满足以上三个条件之后，就会存在线程安全问题。
6.3、怎么解决线程安全问题呢？
当多线程并发的环境下，有共享数据，并且这个数据还会被修改，此时就存在线程安全问题，
怎么解决这个问题呢？
线程排队执行。(不能并发)
用排队解决线程安全问题。
这种机制被称为：线程同步机制。
专业术语叫：线程同步，实际上就是线程不能并发，线程必须排队执行。
怎么解决线程安全问题呢？
使用“线程同步机制”。
线程同步就是线程排队了，线程排队就会牺牲一部分效率，没办法，数据安全第一位，
只有数据安全了，我们才可以谈效率，数据不安全没有效率的事。
七、异步编程模型和同步编程模型
异步编程模型：
线程t1和线程t2，各自执行各自的，t1不用管t2，t2不用管t1，
谁也不需要等谁，这种编程模型叫做：异步编程模型。
其实也就是：多线程并发(效率较高)
异步就是并发
同步编程模型：
线程t1和线程t2，在线程t1执行的时候，必须等待线程t2执行结束，
或者说在线程t2执行的时候，必须等待线程t1执行结束，两个线程之间
发生了等待关系，这就是：同步编程模型。
效率较低，线程同步执行。
同步就是排队
八、Java语言三大变量与线程安全
实例变量：在堆中
静态变量：在方法区中
局部变量：在栈中
以上三大变量中：
局部变量永远都不会存在线程安全问题。
因为局部变量永远都不会共享。（一个线程一个栈）
局部变量在栈中，所以局部变量永远不会共享。
实例变量和静态变量都可能存在线程安全问题。
局部变量 + 常量 不会有线程安全问题
成员变量可能会有线程安全问题
九、synchronized关键字
9.1、synchronized有三种写法：
第一种：同步代码块
灵活
synchronized（线程共享对象）{
同步代码块;
}
第二种：在实例方法上使用synchronized
表示共享对象一定是this，并且同步代码块是整个方法体。
第三种：在静态方法上使用synchronized
表示找类锁。
类锁永远只有一把。
就算创建了100个对象，哪类锁也只有1把。
对象锁：1个对象1把锁，100个对象100把锁
类锁：100个对象，也可能只有1把锁
9.2、举例说明：
例子1：
/**
* doOther方法的执行需不需要等待doSome方法的结束吗？
*
* 不需要，因为doOther方法上没有synchronized,不需要获取对象锁。
*/
public class Exam01 {
public static void main(String[] args) {
MyClass mc = new MyClass();
Thread t1 = new MyThread(mc);
Thread t2 = new MyThread(mc);
t1.setName("t1");
t2.setName("t2");
t1.start();
try {
Thread.sleep(1000);// 这个睡眠的作用是保证t1线程先执行。
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
t2.start();
}
}
class MyThread extends Thread{
private MyClass mc;
public MyThread(MyClass mc){
this.mc = mc;
}
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("t1")){
mc.doSome();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("t2")){
mc.doOther();
}
}
}
class MyClass{
// synchronized 出现在实例方法上，锁的是this
public synchronized void doSome(){
System.out.println("doSome begin");
try {
Thread.sleep(1000 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("doSome over");
}
public void doOther(){
System.out.println("doOther begin");
System.out.println("doOther over");
}
}例子2：
/**
* doOther方法的执行需不需要等待doSome方法的结束吗？
*
* 需要，synchronized在实例方法上锁的是this
*/
public class Exam01 {
public static void main(String[] args) {
MyClass mc = new MyClass();
Thread t1 = new MyThread(mc);
Thread t2 = new MyThread(mc);
t1.setName("t1");
t2.setName("t2");
t1.start();
try {
Thread.sleep(1000);// 这个睡眠的作用是保证t1线程先执行。
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
t2.start();
}
}
class MyThread extends Thread{
private MyClass mc;
public MyThread(MyClass mc){
this.mc = mc;
}
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("t1")){
mc.doSome();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("t2")){
mc.doOther();
}
}
}
class MyClass{
// synchronized 出现在实例方法上，锁的是this
public synchronized void doSome(){
System.out.println("doSome begin");
try {
Thread.sleep(1000 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("doSome over");
}
public synchronized void doOther(){
System.out.println("doOther begin");
System.out.println("doOther over");
}
}例子3：
/**
* doOther方法的执行需不需要等待doSome方法的结束吗？
*
* 不需要，MyClass对象是两个，两把锁。
*/
public class Exam01 {
public static void main(String[] args) {
MyClass mc1 = new MyClass();
MyClass mc2 = new MyClass();
Thread t1 = new MyThread(mc1);
Thread t2 = new MyThread(mc2);
t1.setName("t1");
t2.setName("t2");
t1.start();
try {
Thread.sleep(1000);// 这个睡眠的作用是保证t1线程先执行。
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
t2.start();
}
}
class MyThread extends Thread{
private MyClass mc;
public MyThread(MyClass mc){
this.mc = mc;
}
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("t1")){
mc.doSome();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("t2")){
mc.doOther();
}
}
}
class MyClass{
// synchronized 出现在实例方法上，锁的是this
public synchronized void doSome(){
System.out.println("doSome begin");
try {
Thread.sleep(1000 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("doSome over");
}
public synchronized void doOther(){
System.out.println("doOther begin");
System.out.println("doOther over");
}
}例子四：
/**
* doOther方法的执行需不需要等待doSome方法的结束吗？
*
* 需要，静态方法是类锁，类锁不管创建了几个对象，类锁只有一把。
*/
public class Exam01 {
public static void main(String[] args) {
MyClass mc1 = new MyClass();
MyClass mc2 = new MyClass();
Thread t1 = new MyThread(mc1);
Thread t2 = new MyThread(mc2);
t1.setName("t1");
t2.setName("t2");
t1.start();
try {
Thread.sleep(1000);// 这个睡眠的作用是保证t1线程先执行。
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
t2.start();
}
}
class MyThread extends Thread{
private MyClass mc;
public MyThread(MyClass mc){
this.mc = mc;
}
public void run() {
if (Thread.currentThread().getName().equals("t1")){
mc.doSome();
}
if (Thread.currentThread().getName().equals("t2")){
mc.doOther();
}
}
}
class MyClass{
// synchronized 出现在静态方法上，锁的是类
public synchronized static void doSome(){
System.out.println("doSome begin");
try {
Thread.sleep(1000 * 5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("doSome over");
}
public synchronized static void doOther(){
System.out.println("doOther begin");
System.out.println("doOther over");
}
}十、守护线程
10.1、Java语言中线程分为两大类：
一类是： 用户线程
另一类是：守护线程（后台线程）
其中具有代表性的是：垃圾回收线程（守护线程）
10.2、守护线程的特点：
一般守护线程是一个死循环，所有的用户线程只要结束，守护线程自动结束。
10.3、注意：主线程main是一个用户线程。
10.4、语法：
// 线程对象.setDaemon(true);10.4、举例子：
/**
* 守护线程
* t.setDaemon(true);
*/
public class ThreadTest14 {
public static void main(String[] args) {
Thread t = new BakDataThread();
t.setName("备份线程");
// 在启动线程之前，将线程设置为守护线程
// 即使是死循环，但由于该线程被设置为守护线程，当用户线程结束，守护线程自动终止。
t.setDaemon(true);
t.start();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+i);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class BakDataThread extends Thread{
public void run(){
int i = 0;
while (true){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---->"+(++i));
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}运行结果：
main---->0
备份线程---->1
main---->1
备份线程---->2
main---->2
备份线程---->3
备份线程---->4
main---->3
main---->4
备份线程---->5
main---->5
备份线程---->6
main---->6
备份线程---->7
main---->7
备份线程---->8
备份线程---->9
main---->8
main---->9
备份线程---->10
备份线程---->11
Process finished with exit code 0十一、定时器
11.1、定时器的作用是什么：
间隔特定的时间去执行特定的程序。
比如：每天进行银行账户的总账操作。
每天进行数据的备份操作等。
11.2、实现方式：
可以使用sleep方法，睡眠，设置睡眠时间，每到某个时间点醒来，执行任务
。这种方法是最原始的定时器。（比较low）
在Java的类库已经写好一个定时器：java.util.Timer，可以拿来直接用。
不过，这种方式在目前的开发中也很少用，因为现在有好多高级框架都是支持
定时任务的。
在实际的开发中，目前使用的最多是Spring框架的SpringTask框架，
这个框架只需要简单的配置，就可以完成定时器的任务。
11.3、举例子：
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
/**
* 使用定时器创建定时任务
*/
public class TimerTest {
public static void main(String[] args) {
Timer timer = new Timer();
// Timer timer = new Timer(true); // 守护线程的方式
// 指定定时任务
// timer.schedule(定时任务,第一次执行的时间,间隔多久执行一次);
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
Date firstTime = null;
try {
firstTime = sdf.parse("2021-1-22 21:29:50");
} catch (ParseException e) {
e.printStackTrace();
}
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String strTime = sdf.format(new Date());
System.out.println(strTime + "-->完成一次数据备份!");
}
}, firstTime, 1000 * 10);
}
}运行结果：
2021-01-22 21:29:07-->完成一次数据备份!
2021-01-22 21:29:17-->完成一次数据备份!
2021-01-22 21:29:27-->完成一次数据备份!十二、关于Object类中的wait和notify方法（生产者和消费者模式）
12.1、wait和notify方法不是线程对象的方法，是Java中任何一个java对象都有的方法，因为着两个方式是Object类中自带的。
wait方法和notify方法不是通过线程对象调用。
12.2、wait()的作用？
Object o = new Object();
o.wait();
/*
表示：
让正在o对象上活动的线程进入等待状态，无期限等待，直到被唤醒为止。
o.wait();方法的调用，会让当前线程进入等待状态。
*/12.3、notify()的作用？
Object o = new Object();
o.notify();
/*
表示：
唤醒正在o对象上等待的线程。
*/
/*
还有一个o.notifyAll();方法：
这个方法是唤醒o对象上处于等待的所有线程。
*/12.4、举例子：
/*
*模拟这样一个需求：
* 仓库采用List集合。
* 1个元素就代表仓库满了。
* 如果List集合中个数为0，表示仓库空了。
* 保证List集合永远最多储存1个元素。
*
* 必须做到这种效果：生产一个消费一个。
*/
public class ThreadTest16 {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
Thread t1 = new Thread(new Produce(list));
Thread t2 = new Thread(new Consumer(list));
t1.setName("生产者线程生产");
t2.setName("消费者线程消费");
t1.start();
t2.start();
}
}
// 生产线程
class Produce implements Runnable{
// 仓库
private List list;
public Produce(List list){
this.list = list;
}
@Override
public void run() {
while (true){ // 使用死循环来一直生产
synchronized (list){ // 给仓库对象list加锁
if (list.size() > 0){ // 大于0，说明仓库中已经有1个元素了
try {
// 当前线程进入等待状态，并且释放Produce之前占有的list对象锁
list.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 程序执行到这里，说明可以生产
Object obj = new Object();
list.add(obj);
System.out.println(MyThread3.currentThread().getName()+"--->"+obj);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 唤醒消费者线程进行消费
list.notify();
}
}
}
}
// 消费线程
class Consumer implements Runnable{
// 仓库
private List list;
public Consumer(List list){
this.list = list;
}
@Override
public void run() {
while (true){ // 一直消费
synchronized (list){
if (list.size() == 0){ // 仓库空了
try {
// 消费线程进行等待，释放掉list集合占有的锁
list.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 程序执行到这里说明仓库中有数据，可以进行消费。
Object obj = list.remove(0);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+obj);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 唤醒生产者线程进行生产
list.notify();
}
}
}
}12.5、运行结果：
生产者线程生产--->java.lang.Object@528ff726
消费者线程消费--->java.lang.Object@528ff726
生产者线程生产--->java.lang.Object@5c481307
消费者线程消费--->java.lang.Object@5c481307
生产者线程生产--->java.lang.Object@58779c56
消费者线程消费--->java.lang.Object@58779c56
生产者线程生产--->java.lang.Object@1d75193c
消费者线程消费--->java.lang.Object@1d75193c
生产者线程生产--->java.lang.Object@30eeeb73
消费者线程消费--->java.lang.Object@30eeeb73
生产者线程生产--->java.lang.Object@2c220642
消费者线程消费--->java.lang.Object@2c220642
生产者线程生产--->java.lang.Object@4853aabc
消费者线程消费--->java.lang.Object@4853aabc十三、死锁
13.1、代码
public class DeadLock {
public static void main(String[] args) {
Object o1 = new Object();
Object o2 = new Object();
Thread t1 = new MyThread1(o1,o2);
Thread t2 = new MyThread2(o1,o2);
t1.start();
t2.start();
}
}
class MyThread1 extends Thread{
Object o1;
Object o2;
public MyThread1(Object o1,Object o2){
this.o1 = o1;
this.o2 = o2;
}
public void run() {
synchronized (o1){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (o2){
}
}
}
}
class MyThread2 extends Thread{
Object o1;
Object o2;
public MyThread2(Object o1,Object o2){
this.o1 = o1;
this.o2 = o2;
}
public void run() {
synchronized (o2){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (o1){
}
}
}
}死锁：死锁这种情况下，程序不会报错，不会产生任何错误，程序会一直僵持在那里。所以遇到这种情况，程序非常难调试。通过以上的代码，我们可以得出一个结论：synchronized在开发中最好不要嵌套使用，因为一不小心就有可能造成死锁的现象。
14、自己以后遇到线程安全怎么办
是一上来就选择线程同步机制吗？synchronized
不是，synchronized会让程序的执行效率降低，用户体验不好。
系统的用户吞吐量/并发量降低。用户体验差。在不得已的情况下在选择
线程同步机制。
第一种方案：尽量使用局部变量代替“实例变量和静态变量”
第二种方案：如果必须是实例变量，那么可以考虑创建多个对象，这样
实例变量的内存就不共享了。（一个线程对应一个对象，100个
线程对应100个对象，对象不共享就没有数据安全问题）
第三种方案：如果不能使用局部变量，对象也不能创建多个，这个时候就只能选择
synchronized，线程同步机制。
最后
希望在学习的道路上一起进步，也期待您的关注与支持。