Java多线程全知识(除线程池外)

多线程

进程与线程

• 一个进程有多个线程

• 进程之间相互隔离，线程之间可以相互通信

• cpu一个时间点只能执行一个线程，但多个线程之间的切换比较快，给人一种多个线程同时执行的错觉

实现多线程的3种方法

1. 继承Thread类(不推荐)

   • 创建类，继承Thread类

   • 重写run()方法

   • 创建对象，使用start()方法启动线程

   Java有单继承的局限性，尽量不使用这种方法

2. 实现Runnable接口(推荐使用)

   • 创建类，实现Runnable接口

   • 重写run()方法

   • 创建对象，并将其作为Thread类的构造参数，创建Thread类，调用start()方法启动线程

   这种方法避免使用继承，缓解了Java单继承的局限性，并且使用静态代理，可以节约资源

   使用到了静态代理，一个资源(对象),多次代理(Thread类代理、多个线程使用一个对象)

3. 实现Callable接口(投入工作后会使用到，前期不使用)

线程的状态以及操作

状态

• 准备状态:当new一个线程(new Thread())时，进入准备状态

• 就绪状态

  • 事件1：线程调用start()方法，启动线程，进入就绪状态，开始和其他线程抢占cpu资源

• 运行状态

  • 事件2：通过调度算法，线程被cpu调度，获取到cpu资源，进程线程内的逻辑操作，进入运行状态

• 阻塞状态

  • 事件3：线程调用sleep、wait方法或者同步锁定时，当前线程进入阻塞状态

  • 事件4：阻塞时间结束后，则重新进入准备就绪状态，开始抢占cpu资源

• 终止(死亡)状态

  • 事件5：线程被停止、线程逻辑操作执行完毕等事件发生后，线程进入终止状态

  • 一旦进入死亡状态的线程将不能被再次启动

操作

• 线程停止

  • 不建议使用stop()、destory()等方法，容易造成为止的错误

  • 建议设置一个Boolean值进行控制，要停止线程时，就将其切换为false

• 线程礼让

  • yield()，线程调用该方法后进入就绪状态，重新和其他线程抢占cpu

• 线程休眠

  • sleep()，线程调用该方法后进入阻塞状态，过了设定的时间后，进入继续状态，和其他线程抢占cpu

• 线程强制执行

  • join()，线程调用该方法后立即进入运行状态，之前正在运行的线程进入阻塞状态

线程状态观测

• 使用Thread.getState()来获取该线程的状态

• 线程状态有几个常量

  • NEW:尚未启动的线程处于此状态[刚new出来的线程]

  • RUNNABLE:在Java虚拟机中执行的线程处于此状态[调用start()方法后的线程]

  • BLOCKED:被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态

  • WAITING:正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态

  • TIME_WAITING:正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态[调用了sleep的线程]

  • TERMINATED:已退出的线程处于此状态

线程优先级

• getPriority、setPriority分别用来获得和设置线程的优先级

• 线程优先级的范围在1-10，MIN_PRIORITY=1， MAX_PRIORITY=10, (默认优先级)NORM_PRIORITY=5

• 设置优先级要在线程start之前设置，不然无效

• 优先级高的不一定先执行，只是被执行的概率更高，同时这会引发一个性能倒置的问题

守护线程

• Java虚拟机只需要保证执行完用户线程(非守护线程)

• setDaemon(true)，即可使该线程成为守护线程，默认为false

线程同步

多个线程操作同一个资源，会导致一些不安全的事件发生。例如，银行取钱，两个人同时取一个银行卡的钱，两人取钱的总额大于银行卡余额，结果余额就会出现负数。这就是一种严重的错误。

所以我们要用到锁和队列

当一个线程操作一个资源的时候，给他一个锁，这样来防止同一时间有其他线程来操作这个资源。在使用过资源后，释放锁，交由下一个线程。也就形成了一个队列。

加锁

1. 使用synchronized关键字

   每个对象都有一把锁

   1. 对方法加锁

      public synchronized void method(){

      逻辑代码

      }

      这样就实现对方法加锁，在线程调用这个方法的时候，就会默认使用this对象(线程对象)来加锁

   2. 代码块加锁

      @Override

      public void run(){

      synchronized (一个对象，一般使用被操作的资源){

      逻辑代码

      }

      }

      当运行到代码块时，括号里的对象将会被锁上，逻辑代码执行完之前，其他线程不能访问

2. 使用Lock(接口)锁

   ReentrantLock类实现了Lock接口

   1. 使用方法

      class testLock implements Runnable{

      private final ReentrantLock lock =new ReentrantLock();

      @Override

      public void run() {

      while(true){

      try {

      lock.lock();//加锁

      逻辑代码

      }finally {

      lock.unlock();//解锁

      }

      }

   synchronized与Lock的区别，前者是隐性的上锁开锁，在进入被其修饰的代码时自动上锁，在跳出代码块后自动解锁

   而Lock则是需要手动的上锁解锁，是显性的

死锁

两个线程在分别已经拥有一个对象锁并且未解锁的情况下，互相请求获取对方的对象锁，就会造成死锁

例如：小明拿着玩具1，小红拿着玩具2，两人想要对方的玩具的同时，还不想放弃自己的玩具。两人就会僵持住(死锁)

生产者和消费者

wait()方法：this.wait,会释放锁，所以一般都是使用的同一个对象

notifyAll():通知所有wait的线程启动

线程池

放在其他地方