多线程（上）

线程和进程的区别和联系

• 进程 : 在操作系统中，每个独立执行的程序都可以称作一个进程。进程是系统分配进行资源分配和调度的一个独立 单位。
• 线程 : 操作系统中的每一个进程中至少有一个线程 。线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。
• 区别:
  
  • 进程:作为资源分配的单位 每个进程都有独立的代码和数据空间，进程间的切换就会有较大的开销
  • 线程:调度和执行的单位 线程可以看成是轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程 有独立的运行栈和程序计数器 ，线程间切换的开销小。

继承Thread类创建多线程

• 操作步骤:

  • 1.继承Thread类
  • 2.重写run()方法
  • 3.创建线程对象，调用start()方法，启动线程

• 模拟买票窗口

•     public class Ticket extends Thread{    private int ticket=5;  //5张车票    @Override    public void run() {        for(int i=0;i<10;i++){  //10个人排队买票            if(ticket>0){                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在排队买票第"+ticket--+"张票");                }            }        }    }public class Test {    public static void main(String[] args) {        Ticket t1=new Ticket();        Ticket t2=new Ticket();        Ticket t3=new Ticket();        t1.start();        t2.start();        t3.start();    }}

运行结果：

实现Runnable接口创建多线程

• 操作步骤

  • 1.实现Runnable接口
  • 2.重写run方法

  • 3.创建线程对象，调用start()方法，启动线程

    public class RunnableThread implements Runnable {private int ticket = 5;@Overridepublic void run() {    for (int i = 0; i < 10; i++) {        if (ticket > 0) {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在买第" + ticket-- + "张票");        }        try {            Thread.sleep(500);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }}}public static void main(String[] args) {RunnableThread runnableThread=new RunnableThread();Thread t1=new Thread(runnableThread);Thread t2=new Thread(runnableThread);Thread t3=new Thread(runnableThread);t1.start();t2.start();t3.start();}

    运行结果:

两种创建多线程的方式的对比分析

• 继承Thread类创建多线程。通过上面的程序可以看出每张票都被打印了3次，这在现实生活中是不合理的。因为5张票没有被三个线程共享，创建了三个Ticket对象，就相当于创建了三个售票窗口，每个窗口都各拥有5张票。
• 实现Runnable接口创建多线程。为了解决继承Thread类创建多线程出现的问题，需要使用Runnable接口来解决。Runnable接口创建多线程适合多个线程去处理同一个资源，把线程同程序代码、数据有效的分离。还可以避免由于java单继承带来的局限性。所有大部分应用程序都会用实现Runnable接口来创建多线程

多线程同步

• 为什么要引入多线程同步

  • 通过上面的售票案可以看出一张票被打印多次或者出现0张票甚至负数，这是由于多线程操作操作共享资源ticket时出现了线程安全问题。可以使用同步代码块和同步方法来解决。

• 使用同步代码块来解决多线程安全问题

  public class RunnableThread implements Runnable {private int ticket = 5;@Overridepublic void run() {    for (int i = 0; i < 10; i++) {        synchronized (this) {            if (ticket > 0) {                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在买第" + ticket-- + "张票");            }            try {                Thread.sleep(500);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}    public static void main(String[] args) {    RunnableThread runnableThread=new RunnableThread();    Thread t1=new Thread(runnableThread);    Thread t2=new Thread(runnableThread);    Thread t3=new Thread(runnableThread);    t1.start();    t2.start();    t3.start();}

  运行结果：

• 从上面的运行结果可以看出 ，不会出现一张票被打印多次或者出现0张票甚至负数
• 同步方法synchronize()和同步代码块可以实现同样的功能，一样可以解决出现一张票被打印多次或者出现0张票甚至负数的问题，这里就不演示了。

死锁问题

• 两个线程在运行时都在等待对方的锁，这就造成了程序的停滞，这种现象称为死锁。

• 假设这样一个场景，一个日本人和美国人在一起吃饭，美国人拿了日本人的筷子，日本人拿了美国人的刀叉，两人开始争执，美国人说你先给我刀叉，日本人说你先给我筷子。在这个例子中，美国人和日本人相当于不同的线程，筷子和刀叉就相当于锁，两个线程都在等待对方的锁，这样就造成了程序的停滞，谁到吃不了饭。

  public class ThreadLock implements Runnable {static Object chopsticks = new Object(); // 定义Object类型的chopsticks锁对象static Object knivesAndForks = new Object(); // 定义Object类型的knivesAndForks锁对象private boolean flag;public ThreadLock(boolean flag) {    this.flag = flag;}@Overridepublic void run() {    if (flag) {        while (true) {            synchronized (chopsticks) { // chopsticks锁对象上的同步代码锁                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "if----chopsticks");                synchronized (knivesAndForks) { // knivesAndForks锁对象上的同步代码锁                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "if-----knivesAndForks");                }            }        }    } else {        while (true) {            synchronized (knivesAndForks) { // knivesAndForks锁对象上的同步代码锁                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "else-----knivesAndForks");                synchronized (chopsticks) { // chopsticks锁对象上的同步代码锁                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "else----chopsticks");                }            }        }    }}}    public static void main(String[] args) {        ThreadLock threadLock1=new ThreadLock(true);        ThreadLock threadLock2=new ThreadLock(false);        new Thread(threadLock1,"日本人").start();          new Thread(threadLock2,"美国人").start();    }

  运行结果:

* 从运行结果可以看出日本人线程拥有chopsticks锁，只有获得knivesAndForks锁才能执行完毕，而美国人线程拥有knivesAndForks锁，只有获得chopsticks锁才能执行完毕，两个线程都需要对方所占用的锁，但是都无法释放自己占用的锁，于是线程都处在了挂起状态，造成了死锁现象。