JAVA多线程总结

一、概念：
1、什么是多任务
      多任务就是在同一时间做多件事情，如边吃饭边玩手机等。看起来是多个任务都在做，本质上我们的大脑在同一时间依旧只做了一件件事情

2、什么是程序
      程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行含义，是一个静态概念

3、什么叫进程
       进程是执行程序的一次过程，它是一个动态概念，是系统资源分配的单位

小结：通常在一个进程是包含若干个线程，进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义，线程是cpu调度和执行的单位

注：很多线程是我们模拟出来的，真是的线程是只多个cup，即多核。如果模拟出来的多线程，即在一个cpu的情况下，在同一个时间的点，cpu只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就会有同时执行的错觉

 4、多线程
只有主线程的时候：

开启多线程的时候：

5、多线程的核心概念
1）、线程就是独立的执行路径

2）、在程序运行时，即使自己没有创建多线程，后台也会有很多线程

3）、main()称为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序

4）、在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行和调度由调度器安排调度，调度器与操作系统紧密相关，先后顺序是不能人为干预的。

5）、对同一份资源操作时，会存在资源抢夺问题，需要加并发控制

6）、线程会带来额外的开销，如cup的调度时间，并发控制等

7）、每个线程正在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一

 二、多线程的创建

Thread class	继承Thread
Runnable Interface	实现Runnable接口
Callable Interface	实现Callable接口(了解)

1、自定义线程类，继承Thread类，

     重写run()方法，编写线程体，

     创建线程对象，调用start()方法启动线程

1. package com.demo01;

2. // 多线程 继承Thread

3. public class TestThread01 extends Thread{

4. public static void main(String[] args) {

5. for(int i = 0; i<20; i++){

6. System.out.println(i+"我正在学习多线程");

7. }

8. TestThread01 t = new TestThread01();

9. t.start();

10. }

11. @Override

12. public void run(){

13. for(int i=0;i<20;i++){

14. System.out.println(i+"开启多线程");

15. }

16. }

17. }

注：线程开启不一定马上执行，由cpu调度

2、实现Runnable接口

     自定义类实现Runnable接口

     重写run()方法，编写线程执行体

     创建线程对象，调用start()方法启动线程体

1. package com.demo01;

2. //第二种实现Thread的方法 实现Runnable接口

3. public class TestThread02 implements Runnable{

4. @Override

5. public void run(){

6. for(int i = 0;i < 20; i++){

7. System.out.println(i+"我在学习多线程");

8. }

9. }

11. public static void main(String[] args) {

12. for(int i =0;i<20;i++){

13. System.out.println(i+"正在学习多线程");

14. }

15. TestThread02 t1 = new TestThread02();

16. Thread thread = new Thread(t1);

17. thread.start();

18. }

19. }

3、实现Callable接口(了解)

1. package com.demo01;

3. import java.util.concurrent.*;

5. //创建线程 实现Callable接口

6. public class TestThread05 implements Callable {

7. @Override

8. public Boolean call() throws Exception {

9. for(int i=1;i<=10;i++){

10. System.out.println("我正在学习"+i);

11. }

12. return true;

13. }

15. public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

16. TestThread05 t = new TestThread05();

17. // 创建执行服务

18. ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);

19. // 提交执行

20. Future submit = ser.submit(t);

21. // 获取结果集

22. Boolean aBoolean = submit.get();

23. // 关闭服务

24. ser.shutdownNow();

26. }

27. }

小结：

1. 继承Thread类    继承Runnable接口
2. 子类继承Thread类具备多线程能力    实现Runnable接口具备多线程能力
3. 启动线程：子类对象.start()    启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
4. 不建议使用：避免oop单继承的局限性    
5. 推荐使用：避免单继承的局限性，

同一个对象可以被多个线程使用
三、线程的状态

 1）、线程停止

建议线程正常停止-->利用次数，不建议死循环

建议使用标志位-->设置一个标志位

1. package com.StateThread;

2. //线程的状态

3. //使线程停止

4. public class TestThread06 implements Runnable{

5. private boolean flag = true;

6. @Override

7. public void run() {

8. int i = 0;

9. while (flag){

10. System.out.println("线程运行中"+i++);

11. }

12. }

13. // 标志位

14. public void stop(){

15. this.flag=false;

16. }

17. public static void main(String[] args) {

19. TestThread06 t = new TestThread06();

20. new Thread(t).start();

21. for(int i=0;i<1000;i++){

22. System.out.println(i);

23. if(i==900){

24. System.out.println("线程停止了"+i);

25. t.stop();

26. }

27. }

29. }

30. }

2）、线程休眠

1. package com.StateThread;

3. //模拟线程休眠

4. public class TestThread07 implements Runnable{

5. public static void main(String[] args) {

6. TestThread07 t = new TestThread07();

7. new Thread(t).start();

8. }

10. @Override

11. public void run() {

12. int sum = 10;

13. while (true){

14. try {

15. Thread.sleep(1000);

16. } catch (InterruptedException e) {

17. e.printStackTrace();

18. }

19. System.out.println(sum--);

20. if(sum==0){

21. break;

22. }

23. }

24. }

25. }

注：每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁，Thread.sleep(1000) 1千毫米=1秒

3）、线程礼让

1. package com.StateThread;

2. //线程礼让

3. public class TestThread08 implements Runnable{

4. @Override

5. public void run() {

6. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程执行开始");

7. Thread.yield();

8. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程执行结束");

9. }

11. public static void main(String[] args) {

12. TestThread08 t = new TestThread08();

13. new Thread(t,"小明").start();

14. new Thread(t,"小红").start();

15. }

16. }

注：礼让不一定会成功，要看cpu的心情 Thread.yieId()。

4）、线程插队

Join合并线程，待线程执行完成后再执行其他线程，其他线程阻塞。可以想象成插队。Thread.join()。

1. package com.StateThread;

2. //线程插队

3. public class TestThread09 implements Runnable{

4. public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

5. TestThread09 t = new TestThread09();

6. Thread thread = new Thread(t);

7. thread.start();

8. for (int i =0;i<500;i++){

9. if(i==200){

10. thread.join();

11. }

12. System.out.println("main执行"+i);

13. }

14. }

15. @Override

16. public void run() {

17. for(int i =0;i<500;i++){

18. System.out.println("子线程执行VIP"+i);

19. }

20. }

21. }

5）、观察线程状态

Thread.state()。

1. //观察线程状态

2. public class TestThread10 {

3. public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

4. Thread t = new Thread(()->{

5. for(int i=0;i<5;i++){

6. try {

7. Thread.sleep(1000);

8. } catch (InterruptedException e) {

9. e.printStackTrace();

10. }

11. }

12. System.out.println("结束");

13. });

14. // 线程启动前的状态

15. Thread.State state = t.getState();

16. System.out.println(state);

18. // 线程启动时的状态

19. t.start();

20. state = t.getState();

21. System.out.println(state);

23. // 线程结束时的状态

24. while (state != Thread.State.TERMINATED){//只要线程不中止

25. Thread.sleep(100);

26. state = t.getState();

27. System.out.println(state);

28. }

29. }

30. }

6）、线程优先级

线程优先级用数字表示范围从1~10，数字越大优先级越大

要先设置优先级在启动线程

1. package com.StateThread;

2. //线程的优先级

3. public class TestThread11 {

4. public static void main(String[] args) {

5. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->"+Thread.currentThread().getPriority());

6. test t = new test();

7. Thread t1 = new Thread(t);

8. Thread t2 = new Thread(t);

9. Thread t3 = new Thread(t);

10. Thread t4 = new Thread(t);

11. Thread t5 = new Thread(t);

12. // 1

13. t1.start();

14. // 2

15. t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);

16. t2.start();

17. // 3

18. t3.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);

19. t3.start();

20. // 4

21. t4.setPriority(6);

22. t4.start();

23. // 5

24. t5.setPriority(8);

25. t5.start();

26. }

27. }

28. class test implements Runnable{

30. @Override

31. public void run() {

32. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->"+Thread.currentThread().getPriority());

33. }

34. }

注：优先级只是意味着获得调度的概率低，并不是优先级低就不会被调度或被晚调度，这都看cpu的心情，人为是没办法干预cpu的调度的

7）、守护线程

 1、线程分为用户线程和守护线程

 2、虚拟机必须确保用户线程执行完毕(main(主线程))

 3、虚拟机不用等待守护线程执行完毕(gc(垃圾回收))

设置方法为： Thread.setPaemon(ture) 默认为:false

1. package com.StateThread;

2. //守护线程

3. public class TestThread12 {

4. public static void main(String[] args) {

5. test1 t1 = new test1();

6. test2 t2 = new test2();

7. Thread th = new Thread(t2);

8. th.setDaemon(true);

9. th.start();

10. new Thread(t1).start();

11. }

12. }

13. class test1 implements Runnable{

14. @Override

15. public void run() {

16. for (int i=0;i<36500;i++){

17. System.out.println("我一直开心的活着");

18. }

19. System.out.println("和这个时间说再见了");

20. }

21. }

22. class test2 implements Runnable{

24. @Override

25. public void run() {

26. while (true){

27. System.out.println("上帝一直保佑着我");

28. }

29. }

30. }

四、线程同步
 1、概念：

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，前面线程使用完毕，下一个线程在使用。

2、什么是并发：

多个线程操作同一个资源。

3、锁：

每一个对象都有一把锁，解决安全问题。

4、形成条件：

队列+锁

5、同步方法

这套机制就是synchronized关键字，包括两种方法，synchronized方法和synchronized块

缺陷：将一个方法神明为synchronized将会影响效率
 

1. package com.Synchrohized;

3. public class UnSafeTicket {

4. public static void main(String[] args) {

5. ticket t =new ticket();

6. new Thread(t,"1").start();

7. new Thread(t,"2").start();

8. new Thread(t,"3").start();

9. }

10. }

12. //多线程

13. class ticket implements Runnable{

14. private boolean flag = true;

15. private int ticket=100;

17. @Override

18. public void run() {

19. while (flag){

20. try {

21. Thread.sleep(100);

22. buyTicket();

23. } catch (InterruptedException e) {

24. e.printStackTrace();

25. }

26. }

27. }

28. //线程停止

29. public void stop() {

30. this.flag = false;

31. }

32. //买票

33. public synchronized void buyTicket() throws InterruptedException {

34. if(ticket<=0){

35. stop();

36. return;

37. }

38. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买到了第"+ticket--+"张票");

39. }

40. }

1. //synchronized代码块的使用

2. package com.Synchrohized;

6. public class UnSafeBank {

7. public static void main(String[] args) {

8. Account account = new Account(1000,"存款");

9. people people = new people(account,50);

10. people people1 = new people(account,100);

11. people.start();

12. people1.start();

14. }

15. }

16. class people extends Thread{

17. Account account;

18. int quMoney;

19. int nowMoney;

20. public people(Account account,int quMoney){

21. this.account=account;

22. this.quMoney=quMoney;

24. }

25. //取钱

26. @Override

27. public void run(){

28. synchronized (account){

29. if(account.money-quMoney<0){

30. System.out.println("钱不够，取不了");

31. return;

32. }

33. try {

34. Thread.sleep(1000);

35. } catch (InterruptedException e) {

36. e.printStackTrace();

37. }

38. account.money = account.money-quMoney;

39. nowMoney = nowMoney + quMoney;

40. System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);

41. System.out.println(this.getName()+"手上的钱为"+nowMoney);

43. }

45. }

48. }

49. //账户

50. class Account{

51. int money;

52. String name;

53. public Account(int money, String name) {

54. this.money = money;

55. this.name = name;

56. }

57. }

五、死锁

    1、死锁的概念：

多个线程个占用一些资源，并且等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或多个线程都在等待对象释放资源。都停止执行的情形，某一个同步块同时拥有 两个以上对象的锁时就可能发生死锁的问题

总结：多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持。

1. package com.Lock;

3. public class DieLock {

4. public static void main(String[] args) {

5. test t = new test(0,"小明");

6. test t1 = new test(1,"小红");

7. t.start();

8. t1.start();

9. }

11. }

13. //手机

14. class phone{

16. }

17. //电脑

18. class computer{

20. }

21. //多线程

22. class test extends Thread{

23. // 需要资源只有一份需要static来保证

24. static phone p = new phone();

25. static computer c = new computer();

26. // 选择

27. int choice;

28. // 名称

29. String name;

30. public test(int choice,String name){

31. this.choice=choice;

32. this.name=name;

33. }

34. @Override

35. public void run(){

36. game();

37. }

38. // 选择玩什么

39. public void game(){

40. if(choice==0){

41. synchronized(p){

42. System.out.println("我正在玩电脑");

43. synchronized (c){

44. System.out.println("我想玩手机");

45. }

46. }

49. }else

50. {

51. synchronized (c){

52. System.out.println("我正在玩手机");

53. synchronized (p){

54. System.out.println("我想玩电脑");

55. }

57. }

59. }

60. }

61. }

六、Lock(锁)

    从JDK5.0开始，java提供了更强大的线程同步机制----通过显示定义同锁对象来实现。同步锁使用Lock对象充当。

  ReentrantLock类实现了Lock，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全中，比较常用的是ReentrantLock，可以显示加锁和释放锁。
 

1. package com.Lock;

2. //Lock锁

3. public class ReentrantLock {

4. public static void main(String[] args) {

5. TestLock testLock = new TestLock();

6. new Thread(testLock,"1").start();

7. new Thread(testLock,"2").start();

8. new Thread(testLock,"3").start();

9. }

11. }

13. class TestLock implements Runnable{

14. private int ticketNum=10;

15. // 定义Lock锁

16. private final java.util.concurrent.locks.ReentrantLock lock = new java.util.concurrent.locks.ReentrantLock();

17. @Override

18. public void run() {

19. while (true) {

20. try {

21. // 加锁

22. lock.lock();

23. if (ticketNum > 0) {

24. Thread.sleep(1000);

25. System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-----"+ticketNum--);

26. }else {

27. break;

28. }

29. } catch (InterruptedException e) {

30. e.printStackTrace();

31. } finally {

32. // 解锁

33. lock.unlock();

34. }

36. }

37. }

38. }

Lock是显示锁(手动开启和关闭锁)

Synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放