Java多线程详解

   欢迎来到茶色岛的神秘岛屿，在这里你将收获Java多线程的奥秘

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前言

一、基本概念：程序、进程、线程

1.程序(program)：

2.进程(process)

3.线程(thread)

二、线程的创建和使用

1.Thread类

2.API 中创建 线程的两种方式

三、线程的生命周期

四、线程的同步

1.问题的原因：

2. 解决办法：

3.具体实现方法：

4.同步机制中的锁

5.释放锁的操作

6.不会释放锁的操作

五、线程的通信

六、JDK5.0新增线程创建方式

1.新增方式一：实现Callable 接口

2.新增方式二：使用线程池

总结

让天下没有难学的技术。

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前言

Hello,大家好✋✋,我是茶色岛，一位已经在csdn呆了将近一年的博主，本篇文章将为大家讲解Java多线程，希望会对你们有所帮助，同时也希望可以收获大家的喜爱，点个关注，谢谢大家。

一、基本概念：程序、进程、线程

1.程序(program)：

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

2.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

3.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
• 一个Java应用程序java.exe，其实至少有三个线程：main()主线程，gc()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。
• 单核CPU，其实是一种假的多线程，如果是多核的话，才能更好的发挥多线程的效率
• 并行与并发
   1.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。
   2.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

何时需要多线程

• 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。

二、线程的创建和使用

1.Thread类

程序运行多个线程通过java.lang.Thread类来体现

• 每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的，经常把run()方法的主体称为线程体
• 通过该Thread对象的start()方法来启动这个线程，而非直接调用run()

 构造器

• Thread() ：创建新的Thread对象
• Thread(String threadname)： ：创建线程并指定线程实例名
• Thread(Runnable target) ：指定创建线程的目标对象，它实现了Runnable接口中的run方法
• Thread(Runnable target, String name) ：创建新的Thread对象

2.API 中创建 线程的两种方式

方式一： 继承Thread类
1) 定义子类继承Thread类。
2) 子类中重写Thread类中的run方法。
3) 创建Thread子类对象，即创建了线程对象。
4) 调用线程对象start方法：启动线程，调用run方法。

 方式二：实现Runnable 接口
1) 定义子类，实现Runnable接口。
2) 子类中重写Runnable接口中的run方法。
3) 通过Thread类含参构造器创建线程对象。
4) 将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造器中。
5) 调用Thread类的start方法：开启线程，调用Runnable子类接口的run方法。

Thread 类的有关方法

• void start(): 启动线程，并执行对象的run()方法
• run(): 线程在被调度时执行的操作
• String getName(): 返回线程的名称
• void setName(String name):设置该线程名称
• static Thread currentThread(): 返回当前线程。在Thread子类中就
• 是this，通常用于主线程和Runnable实现类
• static void yield()： ： 线程让步（暂停当前正在执行的线程，把执行机会让给优先级相同或更高的线程，若队列中没有同优先级的线程，忽略此方法）
• join() ： 当某个程序执行流中调用其他线程的 join() 方法时，调用线程将被阻塞，直到 join() 方法加入的 join 线程执行完为止（低优先级的线程也可以获得执行）
• static void sleep(long millis) ：(指定时间:毫秒)令当前活动线程在指定时间段内放弃对CPU控制,使其他线程有机会被执行,时间到后重排队。抛出InterruptedException异常
• stop(): 强制线程生命期结束，不推荐使用
• boolean isAlive()： ： 返回boolean，判断线程是否还活着

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三、线程的生命周期

 

四、线程的同步

1.问题的原因：

当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来执行。导致共享数据的错误。

2. 解决办法：

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。

3.具体实现方法：

1.使用Synchronized维持线程同步

1. 同步代码块 ：
synchronized ( 对象){
// 需要被同步的代码；
}
2. synchronized 还可以放在方法声明中，表示 整个 方法为 同步方法 。
例如：
public synchronized void show (String name){
….
}

2.使用 Lock( 锁)维持线程同步
 

class A{
           private final ReentrantLock lock = new ReenTrantLock();
           public void m(){
                   lock.lock();
                   try{
                        // 保证线程安全的代码;
                       }
                   finally{
                            lock.unlock();
                           }
                     }
       }

synchronized 与 Lock 的对比

1.Lock是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁），synchronized是
隐式锁，出了作用域自动释放
2. Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
3. 使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有
更好的扩展性（提供更多的子类）

优先使用顺序：
Lock -> 同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源） ->同步方法（在方法体之外）

4.同步机制中的锁

•  必须确保使用同一个资源的 多个线程共用一把锁
•  一个线程类中的所有静态方法共用同一把锁（类名.class），所有非静态方法共用同一把锁（this），同步代码块（指定需谨慎）

5.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

6.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

五、线程的通信

执行wait() 与 与 notify() 和 和 notifyAll()

• 这三个方法只有在synchronized方法或synchronized代码块中才能使用，否则会java.lang.IllegalMonitorStateException异常。
• 因为这三个方法必须有锁对象调用，而任意对象都可以作为synchronized的同步锁，因此这三个方法只能在Object类中声明。

wait() 方法

• 在当前线程中调用方法： 对象名.wait()
• 使当前线程进入等待（某对象）状态 ，直到另一线程对该对象发出 notify(或notifyAll) 为止。
• 调用方法的必要条件：当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁）
• 调用此方法后，当前线程将释放对象监控权 ，然后进入等待
• 在当前线程被notify后，要重新获得监控权，然后从断点处继续代码的执行

notify()/notifyAll()

• 在当前线程中调用方法： 对象名.notify()
• 功能：唤醒等待该对象监控权的一个/所有线程。
• 调用方法的必要条件：当前线程必须具有对该对象的监控权（加锁）

六、JDK5.0新增线程创建方式

1.新增方式一：实现Callable 接口

• 相比run()方法，可以有返回值
• 方法可以抛出异常
• 支持泛型的返回值
• 需要借助FutureTask类，比如获取返回结果

2.新增方式二：使用线程池

线程池相关API：ExecutorService 和 Executors

总结

  以上就是今天要讲的java线程，本文仅仅简单介绍了线程的基础知识。

长路漫漫，希望我们一起努力。

让天下没有难学的技术。