Java多线程学习记录

java多线程
1 线程模型
1.1线程优先级
   ·线程自愿地放弃控制：线程显式地放弃控制权、休眠或在I/O之前阻塞，都会
   出现这种情况。在这种情况下，检查所有其他线程，并且准备运行的线程中
   优先级最高的那个线程会获得资源。
   ·线程被优先级更高的线程取代。对于这种情况，没有放弃控制权的低优先级
   线程不管正在做什么，都会被高优先级线程简单地取代。基本上，只要高优
   先级线程希望运行，他就会取代低优先级线程，这称为抢占式多任务处理。


如果具有相同优先级的两个线程竞争cpu资源，这种情况有些复杂。对于windows这
类操作系统，优先级相等的线程以循环方式自动获得cpu资源。对于其他类型的操
作系统，优先级相等的线程以循环方式自动获得cpu资源。对于其他类型的操作系统，
优先级相等的线程必须自愿的向其他线程放弃控制权，否则其他线程就不能运行。


警告：操作系统以不同的方式对具有相等优先级的线程进行上下文切换，可能会
引起可以执行问题。


1.2 同步
1.3 消息传递
    java的消息传递系统允许某个线程进入对象的同步方法，然后进行等待，直到
    其他线程显式地通知这个线程退出为止。
1.4 Thread类和Runnable接口
    Java的多线程系统是基于Thread类、Thread类的方法及其伴随接口Runnable而构建
    的。
    Thread类封装了线程的执行。因为不能直接引用正在运行的线程的细微状态，
    所以需要通过代理进行处理，Thread实例就是线程的代理。
    为了创建新线程，程序可以扩展Thread类或实现Runnable接口。
    
    Thread类定义的一些方法：
getName() 获取线程的名称
getPriority() 获取线程的优先级
isAlive() 确定线程是否仍然在运行
join() 等待线程终止
run() 线程的入口点
sleep() 挂起线程一段时间
start() 通过调用线程的run()方法启动线程


2 主线程
·其他子线程都是从主线程产生的。
·通常，主线程必须是最后才结束执行的线程，因为它要执行各种关闭动作。
尽管主线程是在程序启动时自动创建的，但是可以通过Thread对象对其进行控制。
为此，必须调用currentThread()方法获取对主线程的一个引用。该方法是Thread类
的共有静态成员，它的一般形式如下所示：
static Thread currentThread()
该方法返回对调用它的线程的引用。一旦得到对主线程的引用，就可以像
控制其他线程那样控制主线程了。
PS:主线程的优先级默认值：5,线程组：java.lang.ThreadGroup[name=main,maxpri=10]


3 创建线程
最通常情况下，通过实例化Thread类型的对象创建线程。
创建线程的 两种方法：
·实现Runnable接口
·扩展Thread类本身


3.1 实现Runnable接口（方式一）
    run方法和main线程的唯一区别：run()方法为程序中另外一个并发线程的执行建立了入口点。
当run()方法返回时，这个线程将结束。
    在创建实现了Runnable接口的类之后，可以在类中实例化Thread类型的对象。
Thread的构造函数之一：Thread(Runnable threadOb,String threadName)
    其中threadOb是实现了Runnable接口的类的实例，这定义了从何处开始执行线程。
新线程的名字由threadName指定。
    在创建了新线程之后，只有调用线程的start()方法，线程才会运行，该方法是在Thread
类中声明的。本质上，start()方法执行对run()方法的调用。
3.2 扩展Thread类（方式二）
    创建一个扩展了Thread的新类，然后创建该类的实例。扩展类必须重写run()方法，run()方法
是新线程的入口点。扩展类还必须调用start()方法以开始新线程的执行。


4.创建多个线程


5.使用isAlive()和join()方法
有两种方法可以确定线程是否已经结束。首先，可以为线程调用isAlive()方法。该方法由Thread类定义。
final boolean isAlive()
如果线程仍然在运行，isAlive()方法就返回true，否则返回false.
·join()方法用来等待线程结束，如下所示：
final void join() throws InterruptedException
该方法会一直等待，直到调用线程终止。
命名原因：调用线程一直等待，直到指定的线程加入（join）其中为止。
join()方法的另外一种形式，允许指定希望等待指定线程终止的最长时间。


6.线程优先级
设置线程优先级，使用setPriority()方法，它是Thread类的成员。该方法的
一般形式： final void setPriority(int level).
其中level是优先级，取值在MIN_PRIORITY和MAX_PRIORITY之间。目前1<=level<=10.默认优先级NORM_PRIORITY是5.
这些优先级在Thread类中作为static final变量定义。
final int getPriority()//获取当前设置的优先级。
警告：不同的Java实现对于任务调度可能有很大的区别。如果线程依赖于抢占式行为，而不是协作性地放弃CPU,
那么经常会引起不一致性。使用Java实现可预测、跨平台行为地最安全方法是使用自愿放弃CPU控制权地线程。


7.同步
同步地关键是监视器的概念，监视器是用作互斥锁的对象。在给定时刻，只有一个线程可以拥有监视器。
当线程取得锁时，也就是进入了监视器。其他所有企图进入加锁监视器的线程都会被挂起，直到第一个线程推出监视器。
也就是说，这些等待的其他线程在等待监视器。如果需要的话，拥有监视器的线程可以再次进入监视器。


同步代码的方法（使用synchronized，两种）


7.1使用同步方法
Java中，所有对象都有与他们自身关联的隐式监视器。
为了进入对象的监视器，只需要调用使用synchronized关键字修饰过的方法。
当某个线程进入同步方法中时，条用同一实例的该同步方法（或其他同步方法）的所有其他线程都必须等待。
为了推出监视器并将对象的控制权交给下一个等待线程，监视器的拥有者只需要简单地从同步方法返回。


记住！！！：一旦线程进入一个实例地同步方法，所有其他线程就都不能再进入相同实例地任何同步方法。但是，
仍然可以继续调用同一实例地非同步部分。


7.2 synchronized语句
将类定义的方法的调用放到synchronized代码块中。一般形式如下：
synchronized(objRef){
//statements to be synchronized
}
其中，objRef是对被同步对象的引用。synchronized代码块确保对objRef对象的成员方法的调用，只会在
当前线程成功进入objRef的监视器之后发生。


8 线程间通信
Java通过wait()、notify()以及notifyAll()方法，提供了一种巧妙的线程间通信机制，
这些方法再Object中是作为final方法实现的，因此所有类都有这些方法。所有这3个
方法都只能在同步上下文中调用。
·wait()方法通知调用线程放弃监视并进入休眠，直到其他一些线程进入同一个监视器并调用notify()方法或nitifyAll()方法。
·notify()方法唤醒调用相同对象的wait()的线程。
·notifyAll()方法唤醒调用相同对象的wait()方法的所有线程，其中的一个线程将得到访问权。
这3个方法都是在Object类中定义的：
final void wait() throws InterruptedException
final void notify()
final void notifyAll()
wait()方法还有另外一种形式，允许指定等待的时间间隔。
    在通过例子演示线程间通信之前，还有重要的一点需要指出。尽管在正常情况下，wait()方法会等待直到调用notify()或notifyAll()方法，
但是还有一种几率很小确很可能会发生的情况，等待线程由于假唤醒（spurious wakeup）而被唤醒。对于这种情况，等待线程也会被唤醒，然而
却没有调用notify()或notifyAll()方法（本质上，线程在没有什么明显理由的情况下就被恢复了）。由于存在这种极小的可能，Oracle推荐应当
在一个检查线程等待条件的循环中调用wait()方法。


死锁


9 挂起、恢复、停止线程
10 获取线程的状态
Thread.State getState()
该方法返回Thread.State类型的值。State是由Thread类定义的枚举类型
getState()方法的返回值
BLOCKED:线程因为正在等待需要的锁而挂起执行
NEW：线程还没有开始运行
RUNNABLE：线程要么当前正在执行，要么在获得CPU的访问权之后执行
TERMINATED：线程已经完成执行
TIMED_WAITING：线程挂起执行一段指定的时间，例如当调用sleep()方法的时候就会处于这种状态。当调用wait()或join()方法的
暂停版时，也会进入这种状态
WAITING：线程因为等待某些动作而挂起执行。例如，因为调用非暂停版的wait()或join()方法而等待时，会处于这种状态。


11 使用多线程
有效利用Java多线程特性的关键时并发地而不是顺序地思考问题
Fork/Join框架