黑马程序员--JAVA<多线程>--多线程

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多线程

·学习多线程要明确5点

1.进程
是一个正在执行中的程序.每一个进程执行都有一个执行顺序,该顺序是一个执行路径,或者叫一个控制单元.
2.线程
就是进程中的一个独立的控制单元.线程在控制着进程的执行.
一个进程中至少有一个线程.
3.多线程存在的意义
多线程可以让不同线程的程序同时运行以提高效率。
4.线程的创建方式
1).子类覆盖父类中的run方法，将线程运行的代码存放在run中。
2).建立子类对象的同时线程也被创建。
3).通过调用start方法开启线程。
5.多线程的特性

如:Java VM 启动的时候会有一个进程java.exe
该进程中至少有一个线程负责java程序的执行,而且这个线程运行的代码存在于main方法中.该线程称之为主线程.

扩展:其实更细节说明JVM,JVM启动不止一个线程,还有负责垃圾回收机制的线程.cpu在执行的时候，实际上是在多个线程中切换。

·如何在自定义的代码中自定义一个线程?

通过对api的查找,java已经提供了对线程这类事物的描述.就是Thread类

·创建线程的第一种方式:继承Thread类.

步骤:
1.定义类继承Thread方法.
2.复写Thread类中的run方法.
目的：将自定义的代码存储在run方法中，让线程运行。
为什么要覆盖run方法？
Thread类用于描述线程。该类就定义了一个功能，用于存储线程要运行的代码。该存储功能就是run方法。
也就是说Thread类中的run方法用于存储线程要运行的代码。
3.调用线程的start方法.
该方法两个作用:启用线程；调用run方法.
d.start(); 开启县城并执行该线程的run方法.
d.run(); 仅仅是对象调用方法。而线程创建了，并没有运行
例1：

class Thread1 extends Thread//定义一个类继承Thread类。{private int i = 500;public void run()//覆盖run方法。{while (true){if(i > 0)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"----"+i--);}}}class ThreadTest{public static void main(String[] args){Thread1 t0 = new Thread1();//建立线程对象。Thread1 t1 = new Thread1();//建立线程对象。t0.start();//启用线程，调用run方法。t1.start();//启用线程，调用run方法。t0.run();//仅仅是调用run的方法，并没有启用线程。}}

运行后会发现运行结果每次都不同。
这是因为多个线程都获取cpu的执行权，cpu执行到谁，谁就运行。所以 t0 和 t1 谁抢到执行权就执行谁。
明确一点：在某一个时刻，只能有一个程序在运行。（多核除外）cpu在做着快速的却换，以达到看上去是同事运行的效果。
我们可以形象的把多线程的运行行为在互相抢夺cpu的执行权
这就是多线程的一个特性：随机性，谁抢到执行。至于执行多长，cpu说的算。

线程代码中设置静态数据，可以被多个线程共享。
如：把例1中的第三行改为：private static int i = 500;
这样i就是静态的数据，这样运行的结果就是tt0和tt1共享这个数据，两个程序一起输出500到1的数字。而不是之前各自输出。

·创建线程的第二种方式：实现Runnable接口 

Runnable 接口应该由那些打算通过某一线程执行其实例的类来实现。类必须定义一个称为 run 的无参数方法。
步骤：
1.定义类实现Runnable接口
2.覆盖Runnable接口中的run方法。
将线程要运行的代码存放在该run方法中。
3.通过Thread类建立线程对象。
4.将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。
要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数的原因是：
自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象，所以要让线程去制定对象的run方法。就必须明确该run方法所属对对象。
5.调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的之类的run方法。
例2：

class Thread2 implements Runnable{private int i = 500;public void run(){while (true){if(i > 0)System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"----"+i--);}}}class ThreadTest2{public static void main(String[] args){Thread2 r = new Thread2();Thread t0 = new Thread(r);Thread t1 = new Thread(r);t0.start();t1.start();}}

运行发现，i 并不是静态的数据，但是  t0 和 t1 线程共享此数据。
注：
Thread.currentThread（）：获取当前线程对象。
getName（）：获取线程名称。
例1和例2中：Thread.currentThread().getName() 就是获取当前线程的名称。
设置线程名称：setName或者构造函数。

·多线程在运行的时候有4种状态：

运行状态：既有执行资格又有执行权。
冻结状态：放弃了执行资格。sleep（time）--sleep时间到    wait（）--notify（）；
  结束冻结状态后进入临时状态。
消亡状态：stop（）；run方法结束
临时状态：（阻塞状态）：具备运行资格，但没有执行权。

·线程都有自己默认的名称。

格式：Thread-编号  该编号从0开始。
修改名称的代码：
class Test extends Thread
{
Test（String name）
{
super（name）；
}
}

·实现方式和继承方式的区别：

继承Thread类：线程代码存放在Thread子类run方法中。
实现Runnable：线程代码存放在接口的子类的run方法中。

实现方式好处：避免了单继承的局限性。在定义线程时，建议使用实现方式。

·安全问题：

多线程的运行会出现安全问题。
出现问题的原因：
当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来执行，导致共享数据的错误。
解决办法：
对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完，在执行过程中，其他线程不可以参与执行。

java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方式
就是同步代码块。
synchronized(对象)
{
需要被同步的代码。
}
对象如同锁。持有锁的线程可以在同步中执行，没有持有锁的线程即使获取cpu的执行权也进不去，因为没有获取锁。
同步的前提：
1.必须要有两个或者两个以上的线程。
2.必须是多个线程使用同一个锁。

必须保证同步中只有一个线程在执行。

好处：解决了多线程的安全问题。
弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源。

同步函数：synchronized作为修饰符修饰函数。同步函数用的锁是this。
如果同步函数被静态修饰后，同步函数的锁不再是this。因为静态方法中也不可以定义this。
静态进内存时，内存中没有本类对象，但是一定有该类对应的字节码文件对象。类名.class   该对象的类型是class。
静态的同步方法使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。类名.class

如何找问题？
1.明确哪些代码是多线程运行代码。
2.明确共享数据。
3.明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。
例3：

class Thread2 implements Runnable{private int i = 50;public  void run(){while (true){synchronized(Thread2.class){if(i > 0){try{Thread.sleep(10);}catch(Exception e){}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"----"+i--);}}}}}class ThreadTest2{public static void main(String[] args){Thread2 r = new Thread2();Thread t0 = new Thread(r);Thread t1 = new Thread(r);t0.start();t1.start();}}

·单例设计模式-懒汉式

class Single{private static Single s = null;private Single(){}//使用双重判断和synchronized解决安全问题。public static Single getInstance()//用synchronized修饰可以解决安全问题，但是比较低效。{if(s==null){synchronized(Single.class){if(s==null)s = new Single();}}return s;}}

死锁
同步中嵌套同步。线程间互相要锁，就会出现死锁现象。开发中避免出现死锁。

等待唤醒机制

基本格式：

try

{
r.wait();
}
catch(Exception e)
{
}
r.notify();

wait();
notify();
notifyAll();
都使用在同步中，因为要对持有监视器（锁）的线程操作，所以要使用在同步中，因为只有同步才具有锁。
这些操作线程的方法都定义在Object类中，因为这些方法在操作同步中线程时，都必须要标识他们所操作线程只有的锁，只有同一个锁上的被等待县城，可以被同一个锁上notify唤醒，不可以对不同锁中的线程进行唤醒。
也就是说：等待和唤醒必须是同一个锁。而锁可以是任意对象，所以可以被任意对象调用的方法定义在Object类中。

生产者消费者
对于多个生产者和消费者，要定义while判断标记。因为要让被唤醒的线程再一次判断标记。
需要定义notifyAll。因为需要唤醒对方线程，只用notify，容易出现只唤醒本方线程的情况，导致程序中的所有线程全部等待。
例4：

class ProducerConsumerDemo{public static void main(String[] args){Resource r = new Resource();Producer pro = new Producer(r);Consumer con = new Consumer(r);Thread t1 =new Thread(pro);Thread t2=new Thread(con);Thread t3 =new Thread(pro);Thread t4=new Thread(con);t1.start();t2.start();t3.start();t4.start();}}class Resource{private String name;private int count = 1;private boolean flag = false;public synchronized void set(String name){if(flag)try{wait();}catch(Exception e){}this.name = name+"..."+count++;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--生产者--"+this.name);flag = true;this.notify();}public synchronized void out(){if(!flag)try{wait();}catch(Exception e){}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--消费者-.......-"+this.name);flag = false;this.notify();}}class Producer implements Runnable{private Resource res;Producer(Resource res){this.res = res;}public void run(){while (true){res.set("+商品+");}}}class Consumer implements Runnable{private Resource res;Consumer(Resource res){this.res = res;}public void run(){while(true)res.out();}}

运行发现问题：
目的是生产一个商品就消费一个商品。当只有线程t1和t2的时候，程序没有问题，但是增加了t3和t4线程以后，会出现生产一个消费两次或生产两个消费一个的情况。
这是因为notify()命令是唤醒最先进行wait()操作的线程，并且被唤醒后，该线程接着等待前的动作开始执行。所以可以做以下修改：
set() 中 if(flag)--->while(flag)     this.notify()--->this.notifyAll()
out()中 if(!flag)--->while(!flag)     this.notify()--->this.notifyAll()
这样在线程被唤醒后继续进行while判断。

生产者消费者  JDK1.5提供了多线程升级解决方案。将同步Synchronized替换成实现Lock操作。
Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。此实现允许更灵活的结构，可以具有差别很大的属性，可以支持多个相关的 Condition 对象
lock()获取锁。unlock()释放锁。
condition将Object监视器方法（wait，notify和notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意lock实现组合使用，为每个对象提供了多个等待set（wait-set）。其中，lock替代了synchronized方法和语句的使用。condition替代了Object监视器方法的使用。

Lock lock = new ReentrantLock();//定义一个锁。
lock.lock();//获取锁
lock.unlock();//释放锁
Condition condition = lock.newCondition();//定义condition对象。同一个lock可以定义多个condition对象。
condition.await();//等待
condition.signal();//唤醒
condition.signalAll();//全部唤醒。

代码实例
实现了多线程操作中，本方只唤醒对方操作。

import java.util.concurrent.locks.*;class Test{private String name;private boolean flag = false;private Lock lock = new ReentrantLock();private Condition condition_pro = lock.newcondition();private Condition condition_con = lock.newcondition();public void set(String name) throws InterruptedException{lock.lock();try{while(flag)condition_con.await();this.name = name;flag = true;condition_pro.signalAll();}finally{lock.unlock();}}}

如此一来，多线程的等待唤醒机制就更简便更高效了。

·停止线程。

stop()方法已经过时。停止线程的方法只有一种：run方法结束。
开启多线程运行，运行代码通常是循环结构。只要控制住循环，就可以让run方法结束，也就是线程结束。
特殊情况：
当线程处于冻结状态。就不会读取到标记，那么线程就不会结束。

interrupt  中断线程。
当没有制定的方式让冻结的线程回复到运行状态时，这时需要对冻结进行清除，强制让线程回复到运行状态中来。这样就可以操作标记，让线程结束。
Thread类中提供了该方法：interrupt();
格式：线程名.interrupt();

·join:

在a线程执行的过程中调用到b.join()，就会释放执行权而等待b线程执行完毕后再接着执行a县城。这样就保证了a线程接下来的程序能调用到b线程所执行的结果。

优先级：
分为10级。但是最主要分为三级：
1.最高级。MAX_PRIORITY
2.最低级。MIN_PRIORITY
3.一般级。NORM_PRIORITY

yield：
public static void yield()
暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他程序。

·利用匿名内部类实现多线程小技巧

class ThreadTest{new Thread(){public void run(){线程1程序；}}.start();Runnable r = new Runnable(){public void run(){线程2程序；}}；new Thread(r).start();线程3程序；}

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