Java多线程机制

  多线程是java的特色之一，掌握多线程编程技术，可以充分利用CPU的资源，更容易解决实际中的问题。

                                                                                            1.进程与线程

一、操作系统与进程

  程序是一段静态的的代码，是应用软件执行的蓝本。进程是程序的一次动态执行过程，它对应了了从代码加载、执行至执行完毕的一个完整过程，这个过程也是进程本身从产生、发展至死亡的过程。

二、进程与线程

  线程是比进程更小的执行单位，一个进程在执行过程中，可以产生多个线程，形成多条执行线索，每条线索，即每个线程也有他自身的产生、执行、消亡的过程。’

                                                                                                                

                                                                                             2.Java中的线程

一、Java的多线程机制

  Java语言的一大特性点就是内置对多线程的支持。多线程是指一个应用程序中同时存在几个执行体，按几条不同的执行线索共同工作的情况，他可以使编程人员可以很方便的开发出具有多线程功能、能同时处理多个任务的功能强大的应用程序。

二、主线程

  每个Java应用程序都一个缺省的主线程。Java应用程序总是从主类的main方法开始执行。当JVM加载代码，发现main方法之后，就会启动一个线程，这个线程称为主线程，该线程负责执行main方法。那么，在main方法的执行中在创建的线程，称为程序中的其他线程。如果main方法中没有创建其他的线程，那么当main方法执行完最后一条语句，即main方法返回时，JVM就会结束我们的Java应用程序。如果main方法中又创建了其他线程，那么JVM就要在主线程和其他线程之间轮流切换，保证每个线程都有机会使用CPU，主线程结束，JVM也不会结束Java应用程序，JVM要一直等到Java中所有线程结束后才结束Java应用程序。

三、现成的状态与生命周期

1.新建

当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新建状态。此时它已经有了相应的内存和其他资源。

2.运行

线程创建之后就具备了运行的条件，JVM将CPU使用权切换到该线程时，此线程就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期。线程创建后仅仅是占有了内存的资源，在JVM管理的线程中还没有这个线程，此线程必须调用start();方法通知JVM，这样JVM就知道有一个新进程排队等候切换。

当JVM将CPU使用权切换到线程时，如果是Thread的子类创建时，该类中的run()方法立即执行，run()方法规定了该线程的具体使命，所以必须在子类中重写父类的run();方法，原因是Thread类中的run();没有具体内容。

3.中断

有四种原因的中断

(1)JVM将CPU资源从当前线程切换到其他线程，使本线程让出CPU的使用权切换到其他进程处于中断状态。

(2)线程使用CPU资源期间，执行了sleep();方法使线程进入了休眠状态，就立即让出CPU的使用权，使当前线程处于中断状态，经过参数指定的毫秒后，重新进入到进程队列中等待CPU资源，以便从中断处继续运行。

(3)线程使用CPU资源期间，执行了wait();方法，使当前线程进入等待状态。等待状态的线程不会主动进入线程队列中排队等待CPU资源必须由其他线程调用notify();方法通知它，才能重新进入到进程队列中等待CPU资源。

(4)线程使用CPU资源期间，执行某个操作进入阻塞状态。进入阻塞状态的线程不能进入线程队列中排队等待CPU资源，当引起阻塞的原因消除时，才能重新进入到进程队列中等待CPU资源

4.死亡

处于死亡状态的线程不再具有继续运行的能力。线程死亡的原因有二：一是正常运行的线程完成了它的全部工作；另一种时进程被提前的强制性的终止。所谓死亡状态就是线程释放了实体，即释放分配给进程的内存。

                                                                                                               

                                                                                             3.Thread类与线程的创建  

  

一. 用三种定义方式：extends Thread，implements Runnable，匿名内部类

 

 二.创建目标对象不包含对线程对象的引用（完全解耦）

  当创建目标对象的类组合线程对象时，目标对象可以通过获得线程对象的引用（弱解耦）

                                                                                                         

                                                                                             4.线程的常用方法        

  1.start()

  2.run()

  3.sleep()

  4.isAlive()

  线程处于新建状态是，线程调用isAlive()方法返回false。当一个线程调用start()方法后，没进入死亡状态前调用isAlive返回true，当线程进入死亡状态后任可调用isAlive()，返回false。

  5.currentThread()

  currentThread() 是Thread类中的类方法，可以用类名直接调用，该方法返回当前正在使用CPU资源的线程。

  6interrupt()

  interrupt方法经常用来"吵醒"休眠的线程。

  需要注意：一个已经运行的线程在没有进入死亡状态是，不要再给线程分配实体，由于线程只能引用最后分配的实体，先前的实体会变成“垃圾”，并且不会被垃圾收集器收集，垃圾实体仍然在工作

                                                                                                               

                                                                                             5.线程同步

  Java程序中可以存在多个线程，但是在处理多线程问题时，必须注意这样一个问题：当两个或多个线程同时访问同一个变量，并且一些线程需要需要这个变量。程序应对这样的问题作出处理，否则会发生混乱。

  所谓线程同步就是若干个线程使用synchronized修饰的方法，多个线程调用synchronized方法必须遵守同步机制。

                                                                                                               

                                                                                            6.协调同步的线程

  多线程程序的应用，是为了提高程序性能和灵活性，为了让程序能并行的执行一些工作，比如一个线程负责将系统中的消息存入数据库，另一个线程负责接收消息；这就需要多个线程的协同工作---即线程间的通信。

  当一个线程使用的同步方法中用到某个变量，而此变量有需要其他线程修改后才能符合奔县城的需要，那么可以再同步方法中用wait()、notify()和notifyAll()都是Object类中的final方法，被所有类继承并且不允许重写，特别需要注意的是，不可以在不同步的方法中使用.wait()、notify()和notifyAll()方法。

  “监视线程”通讯模型：同时多个独立线程在运行，运行状态由第三方监控线程全程监控，这种模型为监视线程模型

  生产者/消费者”模型：生产和消费线程共同操作一个集合，生产线程放入对象，消费线程取出对象！仅当集合中没有对象时，生产线程会放入一个对象，如有集合中有一个对象时，消费线程要马上取出这个对象。