黑马程序员_多线程

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进程：是一个正在执行的程序。每个进程执行都有一个执行顺序，该顺序是一个执行路径或叫一个控制单元。

 

线程：是进程中的一个独立的控制单元。线程控制着进程的执行，一个进程可以拥有多个线程，一个线程必须有一个主进程。线程是共享主进程中的共享变量及部分环境，相互之间协同来完成进程所要完成的任务。

注意：在单核CUP中，任一时刻，处在运行中的线程仅有一个，CPU在线程间快速切换，导致产生多个线程同时运行的错觉。

 

线程的创建和启动：

      java使用Thread类代表线程，所有的线程对象都必须是Thread类或其子类的实例。每条线程的作用是完成一定的任务，实际上是执行一段顺序执行代码，java使用run方法来封装一段顺序执行代码。

创建线程的方法有两种：一种是继承Thread类创建线程类，重写run方法，该run方法的方法体就是代表了线程需要完成的任务，因而常把run方法称为线程执行体，启动线程时要创建自定义线程对象，调用start方法（若调用run方法并没有开启新线程，仅仅是主线程执行run方法）；另一种是实现Runnable接口创建线程类，重写run方法，启动线程时创建Thread类对象，将自定义线程类作为参数传入Thread类的构造函数中，调用Thread对象的start方法。

        

两种创建线程方式的区别：1、Java仅支持单继承，若自定义线程类是其他类的子类，则只能使用实现接口方式创建线程；2、继承方式线程执行代码存放在Thread类子类的run方法中，实现方式代码存放在Runnable接口子类的run方法中。

 

线程的状态：

线程通常都有五种状态，创建、就绪、运行、阻塞和死亡。

第一是创建状态。在生成线程对象，并没有调用该对象的start方法，这是线程处于创建状态；

第二是就绪状态。当调用了线程对象的start方法之后，该线程就进入了就绪状态，但是此时线程调度程序还没有把该线程设置为当前线程，此时处于就绪状态。在线程运行之后，从等待或者睡眠中回来之后，也会处于就绪状态

第三是运行状态。线程调度程序将处于就绪状态的线程设置为当前线程，此时线程就进入了运行状态，开始运行run函数当中的代码。

第四是阻塞状态。线程正在运行的时候，被暂停，通常是为了等待某个时间的发生（比如说某项资源就绪）之后再继续运行。sleep，wait等方法都可以导致线程阻塞。

第五是死亡状态。如果一个线程的run方法执行结束，该线程就会死亡。对于已经死亡的线程，无法再使用start方法令其进入就绪状态。

 

控制线程的常用方法：

    加入线程：java 提供了让线程等待另一个线程完成的方法join()方法。当A线程执行过程中调用线程B的join方法时，线程A就会等待，当线程B执行完毕后，A才会继续执行。

    后台线程：有一种线程，它是在后台运行的，它的任务就是为其他线程提供服务，这种线程称为后台线程，又称为守护线程。后台线程有一个特征就是如果所有的前台线程都死亡，后台线程会自动死亡。调用Thread对象的setDaemon(ture)方法可以将指定线程设置成后台线程，注意该方法必须在启动线程前调用。

    线程睡眠：Thread.sleep方法，让当前线程让出CUP执行权；如果当前线程握有同步锁，该锁并不会被释放；在睡眠指定时间后恢复CUP执行权。

         线程等待：wait方法，在对象的监视器上等待，让出CUP执行权；如果当前线程握有同步锁同时释放锁，必须由其他线程在执行过程中调用此对象的notify()方法或 notifyAll() 方法才能唤醒。

         线程唤醒：notify()方法，唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。如果所有线程都在此对象上等待，则会选择（这种选择具有随意性）唤醒其中一个线程。notifyAll()方法唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。

暂停线程：Thread.yield()方法暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

更改线程优先级：setPriority方法，优先级0~10，默认优先级为5。

中断线程：interrupt()当没有指定的方式让冻结的线程恢复到运行状态时，强制让线程恢复到运行状态中来，操作标记让线程结束。

 

    如果我们需要让当前正在执行的线程暂停一段时间，并进入阻塞状态，则可以通过调用Thread类的静态方法sleep方法。yield()方法是一个和sleep方法有着相似的方法，它也可以让当前正在执行的线程暂停，但它不会阻塞该线程，它只是将线程转入就绪状态。每个程序执行都具有一定的优先级，Thread提供了setPriority（int newPriority）和getPriority()方法来设置和返回指定线程的优先级。

 

多线程的安全问题：

因为多线程在执行时，CPU的切换具有随机性，因而在多个线程操作同一共享数据并有线程对共享数据进行修改时，容易导致共享数据的错误。因而对于共享数据进行排他处理，即只能让一个线程对共享数据进行访问修改，其他线程在该线程执行完毕之前不可访问共享数据。

找出多线程的安全问题：1）明确哪些代码是多线程运行的代码；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。

 

多线程的安全问题解决方案—同步

         同步的前提：1）必须有两个或两个以上的线程；2）必须是多个线程使用同一个锁；

    同步代码块：synchronized(obj){.....//此处的代码就是同步代码块  }  

该语法格式中的synchronized后括号里的obj就是提供监视器的对象，一次只能有一个线程拥有对象的监视器。该代码的含义是：线程开始执行同步代码块之前，必须先获得对指定对象的监视器。任何时刻只能有一个线程拥有该对象的监视器，当同步代码块执行结束之后，该线程自动释放了该对象的监视器的拥有权。

同步函数与同步代码块是对应的，同步方法就是使用synchronized关键字来修饰某个方法，则该方法称为同步方法。对于同步方法无需指定同步监视器，同步方法的同步监视器就是this，也就是该对象本身。当线程的同步方法执行完就会释放同步监视器，在方法中遇到break、return终止代码，出现未处理的Error，Exception，执行了监视器对象的wait()方法则会释放当前对象的监视器的拥有权。注意同步函数被静态修饰后，使用的锁对象是该方法所在类的字节码对象，即类名.class。

    同步锁Lock，这是从java 1.5之后提供的另一种线程同步机制：它通过显式定义同步锁Lock对象来实现同步，在这种机制下，同步锁应该使用Lock对象充当。通常认为：Lock提供了比synchronized方法和代码块更广泛的锁定操作，Lock实现允许更灵活的结构，可以具有差别很大的属性，并且可以支持多个相关的Condition对象。

Lock对象的创建：Lock lock = new ReentrantLock()；

Lock上锁：lock.lock()

Lock解锁：lock.unlock();

用Condition类对象中的await、signal、signal等方法替代Object类中的wait、notify、notifyAll方法。Condition的对象基于Lock类对象创建，Condition对象调用await方法时会抛出InterruptedException，故调用Condition对象方法时可对异常进行声明。

 

死锁

    当两个线程相互等待对方释放同步对象的监视器时就会发生死锁，java虚拟机没有监测，也没有采用措施来处理死锁情况，所以多线程编程时应该采取措施避免死锁的出现。一旦出现死锁，整个程序既不会发生任何异常，也不会给出任何提示，只是所有线程处于阻塞状态，无法继续。产生原因：同步嵌套同步，使用的锁不同。