java中的多线程、同步代码块、同步方法、锁

一、java中实现多线程的三种方式
（1）继承Thread类的方式进行实现；
（2）实现Runnable接口的方式进行实现；
（3）利用Callable接口和Future接口方式实现。
1.继承Thread类的方式进行实现
步骤：
自定义一个类继承Thread；重写run()方法，run()方法中写的是想要线程执行的代码；创建子类的对象，并启动线程。
例如：
这里使用线程的getName()方法和setName()方法对线程进行区分。


2.实现Runnable接口的方式进行实现
自己定义一个类实现Runnable接口；重写里面的run()方法；创建子类的对象；创建一个Thread类的对象并开启线程。
例如：


说明：上述代码中实现了Runnable接口的类是放在了新建的Thread类中的，可以理解为实现了Runnable接口的类里面是线程要执行的任务，将任务交给执行线程。还需要注意，为了区分线程，需要给线程取名setName()，但是在实现了Runnable接口的类的run()方法不能直接使用getName()来获取线程名字，它是Thread类中的方法，解决方式是使用Thread的静态方法currentThread()来获取执行run()的当前线程，然后再使用getName()方法。
应用场景：你可能会觉得Runnable很麻烦，但要注意，java中继承只有一个父类，而实现接口可以多个，且实现接口也可以继承，所以当有继承的类想要实现多线程时就可以使用Runnable。
3.利用Callable接口和Future接口方式实现
可以发现前两种线程的实现方式中，run()都没有返回值，不能获取线程执行的结果。
步骤：创建一个类实现Callable接口；重写call()，该方法有返回值，返回线程运行的结果；创建实现Callable接口的类的对象（表示多线程要执行的任务）；创建FutureTask的对象（管理多线程执行的结果）;创建Thread类的对象并启动。
例如：

说明：上图中Callable的泛型中指定的数据类型是重写的call()的返回值类型。

说明：上面定义的是FutureTask的对象，通过泛型指定管理的返回值结果的类型。实现Callable接口的类可以看成指定任务，将其对象作为FutureTask对象的构造器参数，再将FutureTask对象给Thread对象的构造器参数，最后通过Thread对象来开启线程，而获取线程的执行结果是通过FutureTask对象获得。

二、Thread常用的成员方法

说明：线程的优先级越高，抢占到cpu的概率越大。
1.getName()和setName()
getName()和setName()在之前的代码中演示过了。需要注意的是
（1)如果没有用使用setName()为线程设置名字，使用getName()会获取线程默认的名字，格式为：Thread-x(x=0,1,…)。
(2)除了通过setName()的方式为线程设置名字之外，还可以在新建Thread对象时为线程设置名字。

如果使用继承了Thread的类，需要重写父类的构造方法（子类不继承父类的构造方法）。
例如：


2.Thread.currentThread()
前面使用过了。
注意：在main方法中使用Thread.currentThread().getName()后打印方法返回值可以发现值为“name”，在JVM虚拟机启动后，会自动启动多条线程，其中一条线程叫做main线程，它的作用就是调用main方法，执行里面的代码。
3.sleep()
方法说明：
线程执行到这个方法会停留对应的时间（由参数指定，单位为毫秒，1秒=1000毫秒），当时间到了之后，线程会自动地醒来，继续执行后续代码。
例如，下图中的代码的效果为先输出11111，等待5秒后再输出00000：

4.setPriority()和getPriority()
设置和获取线程的优先级的方法。注意，线程的优先级默认为5，最小为1，最大为10。
例如：


注意：线程的优先级并不说明一定率先占用cpu先执行完，只是概率更高。
5.setDaemon()与守护线程
守护线程即备胎线程，当其他的非守护线程执行完毕后，守护线程也会陆续结束。
例如，对设置线程优先级的代码进行改写：

可以看到执行结果，当“飞机”线程结束后，“备胎线程”也会慢慢结束，还没有输出到99就结束了。
6.yield()和出让线程
Thread().yield()让出cpu，注意只是出让，之后还是会去再抢夺。
7.join()和插入线程
yield()和join()用的少，不过多说明。
三、同步代码块
同步代码块：把操作共享数据的代码锁起来。
格式：
synchronized（锁）{
操作共享数据的代码
}
锁对象需要是唯一的，用static关键字修饰即可。
特点：
（1）锁默认打开，有一个线程进去了，锁自动关闭；
（2）里面的代码全部执行完毕，线程出来，锁自动打开。
例如，在不使用同步代码块的情况下，一个3个窗口同时贩票的情况下：


可以看到贩票不按顺序，且有的票重复，有的没有，这里涉及相同的同步机制就不过多解释。
使用java中的同步代码块机制。

上图中圈出的部分即为同步代码块（将其置于synchroized()后的花括号中，obj为锁，可任意设置，只要有static修饰）不同线程执行该代码块时其他线程不能执行。
执行结果如下：

补充，锁一般使用当前类的字节码对象，是唯一的：

补充一个小细节：不同区域的同步代码块的锁相同，也只能有一个线程执行，不能分别进入不同区域。
例如：

上例中，两个继承Thread类的子类中的同步代码块用了同一把锁，此时会发现，只能是一个一个线程执行完run()方法里的内容后，另一个线程才能执行run()里的内容。
而如果无锁则两个区域的代码并发执行：



说明：
就是想说明一把锁不仅可以锁住同一个代码区，还可以一起锁住多个代码区。

四、同步方法
同步方法是指被synchronized关键字修饰的方法。
格式：

特点：
（1）同步方法是锁在方法里面所有的代码；
（2）锁对象不能自己指定。java已经规定好，非静态的方法锁对象是自身所在类，静态的同步方法的锁对象是所在类的字节码文件对象。
例如：

说明：这里要注意一下，使用实现Runnable的类来为线程设置任务时，ticket不用设置为静态变量，因为在下图中的代码中将实现Runnable的类的一个对象分别给了不同的Thread对象。

补充：StringBuilder和StringBuffer的不同之处就在于StringBuilder是线程不安全的，它的成员方法都没有synchronized关键字修饰，而StringBuffer是线程安全的，它的成员方法都由synchronized关键字修饰。
五、锁
jdk5之后提供了一个锁接口Lock，实现了比使用synchronized方法和语句更广泛的锁定操作，提供了手动获得锁和释放锁的方法。注意Lock是接口不能直接实例化，要通过它的实现类ReentrantLock来进行操作。
例如：

注意：上图中的代码有一个问题，就是程序一直运行没有终止，原因是当有一个线程进入同步块上锁后，当ticket==201时（票售罄），此时直接执行break;语句跳出循环，没有释放锁，而其他两个线程还处于while()循环中等着上锁，一直没有终止。解决方法是将释放锁的语句放到try-catch-finally的finally里，如下：