黑马程序员_多线程技术

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名词解析：

进程：一个程序在内存中的所处空间。进程只分配应用程序的内存空间,并不执行应用程序。

线程：就是进程中一个负责程序执行中的控制单元(执行路径)

垃圾回收器：垃圾回收线程

当垃圾回收时会执行object的finalize方法,我们可以用system.gc()来通知垃圾回收线程要开始回收垃圾了。

并发：就是”同时”的意思

CPU执行资格：当某线程start()开启之后就有了CPU执行资格，当线程sleep()或wait()时也就是处于冻结状态时就不具备CPU执行资格了。

CPU执行权：当CPU正在处理某线程时，某线程就具备了CPU执行权。

随机性的原理：因为cpu的快速切换造成，哪个线程获取到了cpu的执行权，哪个线程就执行。

返回当前线程的名称：Thread.currentThread().getName()

线程的名称是由：Thread-编号定义的。编号从0开始。

线程生命周期：

线程状态：

被创建：start()

运行：具备执行资格，同时具备执行权；

冻结：sleep(time),wait()—notify()唤醒；线程释放了执行权，同时释放执行资格；

临时阻塞状态：线程具备cpu的执行资格，没有cpu的执行权；

消亡：stop()

 

 

创建线程：

法一：创建一个类继承Thread类

1，定义类继承Thread类；

2，目的是复写run方法，将要让线程运行的代码都存储到run方法中；

3，通过创建Thread类的子类对象，创建线程对象；

4，调用线程的start方法，开启线程，并执行run方法。

 

法二：实现Runnable接口，然后new一个实现该接口的类，在把该实例作为new Thread的构造参数

1，定义类实现Runnable接口。

2，覆盖接口中的run方法（用于封装线程要运行的代码）。

3，通过Thread类创建线程对象；

4，将实现了Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类中的构造函数。

为什么要传递呢？因为要让线程对象明确要运行的run方法所属的对象。

5，调用Thread对象的start方法。开启线程，并运行Runnable接口子类中的run方法。

Ticket t = new Ticket();

/*

直接创建Ticket对象，并不是创建线程对象。

因为创建对象只能通过new Thread类，或者new Thread类的子类才可以。

所以最终想要创建线程。既然没有了Thread类的子类，就只能用Thread类。

*/

Thread t1 = new Thread(t); //创建线程。

/*

只要将t作为Thread类的构造函数的实际参数传入即可完成线程对象和t之间的关联

为什么要将t传给Thread类的构造函数呢？其实就是为了明确线程要运行的代码run方法。

*/

t1.start();

 

实现Runnable接口的好处：

1：通过继承Thread类的方式，可以完成多线程的建立。但是这种方式有一个局限性，如果一个类已经有了自己的父类，就不可以继承Thread类，因为java单继承的局限性。

可是该类中的还有部分代码需要被多个线程同时执行。这时怎么办呢？

只有对该类进行额外的功能扩展，java就提供了一个接口Runnable。这个接口中定义了run方法，其实run方法的定义就是为了存储多线程要运行的代码。

所以，通常创建线程都用第二种方式。

因为实现Runnable接口可以避免单继承的局限性。

 

2：其实是将不同类中需要被多线程执行的代码进行抽取。将多线程要运行的代码的位置单独定义到接口中。为其他类进行功能扩展提供了前提。所以Thread类在描述线程时，内部定义的run方法，也来自于Runnable接口。

 

实现Runnable接口可以避免单继承的局限性。而且，继承Thread，是可以对Thread类中的方法，进行子类复写的。但是不需要做这个复写动作的话，只为定义线程代码存放位置，实现Runnable接口更方便一些。所以Runnable接口将线程要执行的任务封装成了对象。

线程方法：

开启多个线程后区分现在正在运行的线程是那个？

通过Thread.getName获取线程的名称

通过Thread.currentThread()获取当前运行的线程名

使线程冻结的方法

sleep(time)就是把该线程冻结time时间，time时间过后自动唤醒，释放执行权，释放锁。

wait()释放执行权，不释放锁。

notify()唤醒线程。

 

线程安全问题：

多线程安全问题的原因：

通过图解：发现一个线程在执行多条语句时，并运算同一个数据时，在执行过程中，其他线程参与进来，并操作了这个数据。导致到了错误数据的产生。

 

涉及到两个因素：

1，多个线程在操作共享数据。

2，有多条语句对共享数据进行运算。

原因：这多条语句，在某一个时刻被一个线程执行时，还没有执行完，就被其他线程执行了。

 

解决安全问题的原理：

只要将操作共享数据的语句在某一时段让一个线程执行完，在执行过程中，其他线程不能进来执行就可以解决这个问题。

 

如何进行多句操作共享数据代码的封装呢？

java中提供了一个解决方式：就是同步代码块。

格式：

synchronized(对象) {  // 任意对象都可以。这个对象就是锁。

需要被同步的代码；

}

同步：

synchronized(对象){

要同步的代码块。

}

好处：解决了线程安全问题。

弊端：相对降低性能，因为判断锁需要消耗资源，产生了死锁。

 

定义同步是有前提的：

1，必须要有两个或者两个以上的线程，才需要同步。

2，多个线程必须保证使用的是同一个锁。

 

同步的第二种表现形式：

同步函数：其实就是将同步关键字定义在函数上，让函数具备了同步性。

 

同步函数是用的哪个锁呢？

通过验证，函数都有自己所属的对象this，所以同步函数所使用的锁就是this锁。

 

当同步函数被static修饰时，这时的同步用的是哪个锁呢？

静态函数在加载时所属于类，这时有可能还没有该类产生的对象，但是该类的字节码文件加载进内存就已经被封装成了对象，这个对象就是该类的字节码文件对象。

所以静态加载时，只有一个对象存在，那么静态同步函数就使用的这个对象。这个对象就是 类名.class

 

同步代码块和同步函数的区别？

同步代码块使用的锁可以是任意对象。

同步函数使用的锁是this，静态同步函数的锁是该类的字节码文件对象。

 

在一个类中只有一个同步，可以使用同步函数。如果有多同步，必须使用同步代码块，来确定不同的锁。所以同步代码块相对灵活一些。

请写一个延迟加载的单例模式？写懒汉式；当出现多线程访问时怎么解决？加同步，解决安全问题；效率高吗？不高；怎样解决？通过双重判断的形式解决。

//懒汉式：延迟加载方式。

当多线程访问懒汉式时，因为懒汉式的方法内对共性数据进行多条语句的操作。所以容易出现线程安全问题。为了解决，加入同步机制，解决安全问题。但是却带来了效率降低。

为了效率问题，通过双重判断的形式解决。

 

class Single{ private static Single s = null; private Single(){} public static Single getInstance(){ //锁是谁？字节码文件对象；  if(s == null){   synchronized(Single.class){   if(s == null)   s = new Single();   }  }  return s; }}

静态的同步函数使用的锁是该函数所属字节码文件对象，可以用getClass方法获取，也可以用当前类名.class获取。

一般函数可以用synchronized关键字修饰，函数中持有的参数是this,可以如下证明：

 

public synchronized void show(){}

类似于

public void show(){

synchronized(this){}

}

同步代码块的意思就是将多条操作共享数据的线程代码块封装起来，当有线程在执行这些代码块的时并且没有执行完，其他线程始终进不来。

synchronized解决问题的原理：

举个生活中的例子：synchronized关键字后面的参数相当于是一把钥匙，代码块里面的内容想当于房间内的东西。现在有4个对象，当Thread-0执行到synchronized这个代码块时，看到门上面插着钥匙，所以就那着钥匙进去了，进去后CPU切换到Thread-1，Thread-1执行到synchronized时看到门上面没有钥匙，所以进不去，不能动房子里面的东西。

死锁：常见情景之一：同步的嵌套

线程之间的通信：

多个线程在处理同一资源，但任务却不同  

等待唤醒机制涉及到的方法：1、wait、notify、notifyAll

1、wait():让线程处于冻结状态，被wait的线程会被存储到线程池

2、notify():唤醒线程池中的一个线程(随机)

3、notifyAll():唤醒线程池中的所有线程

这些方法都必须定义在同步中，因为这些方法是操作线程状态的方法，必须要明确到底操作的是哪个锁上的线程。一个锁对应着一个线程池。

为什么这些操作线程的方法定义在了Object类中？因为这是监视器的方法，监视器就是锁，而锁可以为任意对象。

 

线程经典例子：生产者与消费者

一个生产者和一个消费者：

比较简单，对同步和wait()、notify()方法的运用

多个生产者和多个消费者：

会出现产生多个产品，但没有消费与之对应的产品个数，比如生产编号为1和2号的产品，但只消费了编号为1的产品。还有一种情况是只生产了编号为1号的产品，但只消费了编号为1和2号的2个产品，这样就不对应。

1、解决方法：在判断是什么时候生产产品的时候判断标记加入循环。

解决效果：解决了上面出现的问题，但出现了一个新的问题，死锁，因为所有的线程都被处于wait状态。

2、解决方法：把notify该为notifyAll()

Lock接口：多线程在JDK1.5版本升级时，推出一个接口Lock接口。

解决线程安全问题使用同步的形式，(同步代码块，要么同步函数)其实最终使用的都是锁机制。

 

到了后期版本，直接将锁封装成了对象。线程进入同步就是具备了锁，执行完，离开同步，就是释放了锁。

在后期对锁的分析过程中，发现，获取锁，或者释放锁的动作应该是锁这个事物更清楚。所以将这些动作定义在了锁当中，并把锁定义成对象。

 

所以同步是隐示的锁操作，而Lock对象是显示的锁操作，它的出现就替代了同步。

 

在之前的版本中使用Object类中wait、notify、notifyAll的方式来完成的。那是因为同步中的锁是任意对象，所以操作锁的等待唤醒的方法都定义在Object类中。

 

而现在锁是指定对象Lock。所以查找等待唤醒机制方式需要通过Lock接口来完成。而Lock接口中并没有直接操作等待唤醒的方法，而是将这些方式又单独封装到了一个对象中。这个对象就是Condition，将Object中的三个方法进行单独的封装。并提供了功能一致的方法 await()、signal()、signalAll()体现新版本对象的好处。

< java.util.concurrent.locks > Condition接口：await()、signal()、signalAll()；

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class BoundedBuffer {   final Lock lock = new ReentrantLock();   final Condition notFull  = lock.newCondition();    final Condition notEmpty = lock.newCondition();    final Object[] items = new Object[100];   int putptr, takeptr, count;   public void put(Object x) throws InterruptedException {     lock.lock();     try {       while (count == items.length)          notFull.await();       items[putptr] = x;        if (++putptr == items.length) putptr = 0;       ++count;       notEmpty.signal();     } finally {       lock.unlock();     }   }   public Object take() throws InterruptedException {     lock.lock();     try {       while (count == 0)          notEmpty.await();       Object x = items[takeptr];        if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;       --count;       notFull.signal();       return x;     } 　　　finally {       lock.unlock();     }   }  }

停止线程

1.stop方法(不占成使用)

2.run方法结束(通过控制循环，定义标记结束线程。当线程处于冻结状态就无法读取标记就不能结束)。

3.Interrupt方法可以将动态线程强制恢复到运行状态中来，让线程具备CPU执行资格，但是强制中断会发生异常。

守护线程

setDaemon方法是守护线程，该线程被守护后就会在虚拟机结束后继续执行。

Thread.yield()释放执行权。

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