Java多线程基础

基础

进程

• 一个进程包括由操作系统分配的内存空间，包含一个或多个线程。一个线程不能独立的存在，它必须是进程的一部分。
• 一个进程一直运行，直到所有的非守候线程都结束运行后才能结束。

线程的生命周期

• 新建状态

  • 一个新产生的线程从新状态开始了它的生命周期。它保持这个状态直到程序start这个线程。

• 就绪状态

  • 当一个线程等待另外一个线程执行一个任务的时候，该线程就进入就绪状态。当另一个线程给就绪状态的线程发送信号时，该线程才重新切换到运行状态。

• 运行状态

  • 当一个新状态的线程被start以后，线程就变成可运行状态，一个线程在此状态下被认为是开始执行其任务。

• 阻塞状态(休眠状态)

  • 由于一个线程的时间片用完了，该线程从运行状态进入休眠状态。当时间间隔到期或者等待的事件发生了，该状态的线程切换到运行状态。

• 死亡状态(终止状态)

  • 一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生，该线程就切换到终止状态。

创建线程三种方法

• 实现Runnable接口(最简单)

• 继承Thread类本身

  • 方法

    • start()
    • run()

• 通过Callable 和 Future 创建线程

常见线程方法

• sleep

  • 当前线程暂停

• join

  • 加入到当前线程中

• setPriority

  • 线程优先级

• yield

  • 临时暂停

• setDaemon

  • 守护线程

同步问题

• 多个线程同时修改一个数据的问题

  • 数据变成脏数据

• 又称为Concurrency（并发）问题

• 解决问题

  • synchronized 语句块

    • 当前线程独占对象，直到释放占用
    • 被 synchronized 修饰的，称为线程安全的类

  • Lock

  • 图
    

常见线程安全类

• Map

  • HashMap

    • 非线程安全
    • 可以存放null

  • HashTable

    • 线程安全
    • 不能存放null

• 字符串

  • StringBuilder

    • 非线程安全
    • 单线程速度快

  • StringBuffer

    • 线程安全
    • 多线程数据安全

• List

  • ArrayList

    • 非线程安全

  • Vector

    • 线程安全

多线程编程

• 多线程能满足程序员编写非常有效率的程序来达到充分利用CPU的目的，因为CPU的空闲时间能够保持在最低限度。

• 主要概念

  • 线程同步

    • 互斥同步

      • 一个时间点只允许一个线程访问代码段

    • 条件同步

      • 通过条件变量和三个操作来实现：等待，信号和广播

    • 同步关键字

      • synchronized

  • 线程死锁

    • 图
      

  • 线程交互

    • wait

      • 让占有this的线程等待，并临时释放占有

    • notify

      • 通知等待this的线程苏醒，可以继续占有

    • notifyAll()

      • 通知所有等待的线程

  • 线程控制:挂起、停止和恢复

  • 线程池

    • 生产消费模式

      • 对象为一个一个的任务

    • 已创建的线程循环使用
      

多线程使用

• 有效利用多线程的关键是理解程序是并发执行而不是串行执行的。例如：程序中有两个子系统需要并发执行，这时候就需要利用多线程编程。
• 通过对多线程的使用，可以编写出非常高效的程序。不过请注意，如果你创建太多的线程，程序执行的效率实际上是降低了，而不是提升了。
• 请记住，上下文的切换开销也很重要，如果你创建了太多的线程，CPU花费在上下文的切换的时间将多于执行程序的时间。