java多线程基础

多线程实现

实现多线程，有两种手段，一种是继续Thread类，另外一种是实现Runable接口。

class 类名 extends Thread{
    方法1;
    …
   @override
   public void run(){
      // other code…
   }
   属性1；
   …
}

class 类名 implements Runnable{
   方法1;
   …
   @override
   public void run(){
     // other code…
   }
   属性1；
   …
}

实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势：

1）：适合多个相同的程序代码的线程去处理同一个资源

2）：可以避免java中的单继承的限制

3）：增加程序的健壮性，代码可以被多个线程共享，代码和数据独立。

线程的状态

1. 新建状态（New）：当线程对象创建后，即进入了新建状态。仅仅由java虚拟机分配内存，并初始化。如：Thread t = new MyThread();
2. 就绪状态（Runnable）：当调用线程对象的start()方法，线程即进入就绪状态。java虚拟机创建方法调用栈和程序计数器，此线程做好准备等待CPU调度执行。
3. 运行状态（Running）：当CPU开始调度处于就绪状态的线程时，执行run()方法进入到运行状态。
4. 阻塞状态（Blocked）：处于运行状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权，停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才会再次被CPU调用以进入到运行状态。
5. 死亡状态（Dead）：线程run()方法执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。当主线程结束时，其他线程不受任何影响。

根据阻塞产生的原因不同，阻塞状态又可以分为三种：

• 等待阻塞 – 运行状态中的线程执行wait()方法，使本线程进入到等待阻塞状态，JVM会把该线程放入等待池中；
• 同步阻塞 – 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态；
• 其他阻塞 – 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。

线程方法

yield() ： 正在执行的线程暂停，让出cpu资源给其他的线程，直接进入就绪状态。

sleep() ：当前线程睡眠后会进入阻塞状态，睡眠结束转入就绪状态 。

join()：把指定的线程加入到当前线程，可以将两个交替执行的线程合并为顺序执行的线程。非静态

setPriority()：设置优先级，优先级高的线程获取CPU资源的概率较大，java提供了10个优先级别，0～10。

Thread类提供的三个优先级静态常量：

MAX_PRIORITY  =10

MIN_PRIORITY =1

NORM_PRIORITY =5

在默认情况下，main线程具有普通优先级

setDaemon()：用户可以用Thread的setDaemon（true）方法设置当前线程为守护线程。

Java中有两类线程：User Thread(用户线程)、Daemon Thread(守护线程) 。用户线程即运行在前台的线程，而守护线程是运行在后台的线程。守护线程作用是为其他前台线程的运行提供便利服务，而且仅在普通、非守护线程仍然运行时才需要，比如垃圾回收线程就是一个守护线程。当VM检测仅剩一个守护线程，而用户线程都已经退出运行时，VM就会退出，因为没有如果没有了被守护这，也就没有继续运行程序的必要了。如果有非守护线程仍然存活，VM就不会退出。守护线程的特征：如果所有前台线程都死亡，后台线程会自动死亡。 守护线程并非只有虚拟机内部提供，用户在编写程序时也可以自己设置守护线程。用户可以用Thread的setDaemon（true）方法设置当前线程为守护线程。 虽然守护线程可能非常有用，但必须小心确保其他所有非守护线程消亡时，不会由于它的终止而产生任何危害。因为你不可能知道在所有的用户线程退出运行前，守护线程是否已经完成了预期的服务任务。一旦所有的用户线程退出了，虚拟机也就退出运行了。因此，不要在守护线程中执行业务逻辑操作（比如对数据的读写等）。

wait与sleep区别：

1. sleep静态方法，wait非静态 。
2. sleep方法没有释放锁，而wait方法释放了锁，使得其他线程可以使用同步控制块或者方法。
3.  wait，notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，而sleep可以在任何地方使用
4. sleep必须捕获异常，而wait，notify和notifyAll不需要捕获异常 

线程同步

1.同步代码块：
 
synchronized (obj) {            
   //...
 }

2.同步方法：
public synchronized void method(){       
    // ....
 }
3.同步锁：
class C {
        //锁对象
        private final ReentrantLock lock = newReentrantLock();
        ......
        //保证线程安全方法
        public void method() {
            //上锁
            lock.lock();
            try {
                //保证线程安全操作代码
            } catch() {
 
            } finally {
                lock.unlock();//释放锁
            }
        }
    }

三种方法都是执行 “加锁->访问->释放锁”操作，但是同步代码块和同步方法使用隐式的同步监视器，LOCK则是显示调用方法。

线程池

并发的线程数量很多，频繁创建和销毁线程就会消耗资源、降低系统的效率。

Java核心线程池ThreadPoolExecutor类：

public ThreadPoolExecutor(
   int corePoolSize, //核心池大小
   int maximumPoolSize, //线程池最大线程数
   long keepAliveTime, //表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止
   TimeUnitunit, //参数keepAliveTime的时间单位
   BlockingQueue<Runnable>workQueue, //阻塞队列
   ThreadFactorythreadFactory, //线程工厂，主要用来创建线程
   RejectedExecutionHandlerhandler);//表示当拒绝处理任务时的策略

1.默认情况下，在创建了线程池后，线程池中的线程数为0，当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就会把到达的任务放到缓存队列当中；

2.任务缓存队列已满，会尝试创建新的线程去执行任务，当线程池中的线程数目达maximumPoolSize，则会采取任务拒绝策略进行处理；

3.如果线程池中的线程数量大于 corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。

但是如果调用了allowCoreThreadTimeOut(boolean)方法，在线程池中的线程数不大于corePoolSize时，keepAliveTime参数也会起作用，直到线程池中的线程数为0；

参数：

缓存队列workQueue的类型为BlockingQueue<Runnable>，通常可以取下面三种类型：

• 　　ArrayBlockingQueue：基于数组的先进先出队列，此队列创建时必须指定大小；
• 　　LinkedBlockingQueue：基于链表的先进先出队列，如果创建时没有指定此队列大小，则默认为Integer.MAX_VALUE；
• 　　synchronousQueue：这个队列比较特殊，它不会保存提交的任务，而是将直接新建一个线程来执行新来的任务。

当线程池的任务缓存队列已满并且线程池中的线程数目达到maximumPoolSize，如果还有任务到来就会采取任务拒绝策略，通常有以下四种策略：

• ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
• ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常。
• ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）
• ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务

线程池初始化：

prestartCoreThread()：初始化一个核心线程；

prestartAllCoreThreads()：初始化所有核心线程

线程池关闭：

 ThreadPoolExecutor提供了两个方法，用于线程池的关闭，分别是shutdown()和shutdownNow()，其中：

 shutdown()：不会立即终止线程池，而是要等所有任务缓存队列中的任务都执行完后才终止，但再也不会接受新的任务

shutdownNow()：立即终止线程池，并尝试打断正在执行的任务，并且清空任务缓存队列，返回尚未执行的任务