黑马程序员：java基础知识（多线程）

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java基础——多线程

1、进程和线程：
    所谓进程，就是正在执行的程序。每个进程执行都有一个顺序，该顺序称为一个执行路径或称为一个控制单元。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。
    java虚拟机启动时，会有一个进程“java.exe”。该进程中至少有一个线程负责java程序执行，而且这个线程的运行代码存在于main函数中，该线程被称为主线程。值得注意的是，java虚拟机启动时，不止一个线程，严格来说，应该至少有两个线程，一个是主线程，一个是垃圾回收机制的线程。

2、线程的创建方式：
  （1）继承Thread类，覆盖run方法，调用线程的start方法启动线程。start方法的作用是，启动该线程并调用run方法。
    创建方式：NewThread extends Thread
             new NewThread().start();
  （2）实现Runnable接口，实现接口中的run方法，通过Thread类，建立线程对象，将Runnable的子类对象作为一个实际参数传递给Thread的构造方法，调用Thread类的start方法，开启线程，并执行Runnable子类的run方法。这样做的原因是，run方法所属的对象是Runnable的子类对象，创建的线程要去执行这个run方法，那么，就必须明确该run方法所属的对象。
    创建方式：NewRunnable implements Runnable
              new Thread(new NewRunnable()).start();
  （3）这两种创建方式的区别：实现接口的方式，线程的执行代码存放在接口子类的run方法中；继承Thread的方式，线程的执行代码存放在Thread子类的run方法中。实现接口的方式，避免了单继承的局限性。建议使用实现接口的方式创建线程。

3、run和start的区别：
    run方法：在Thread类中就定义了一个功能，就是run方法。这个方法用于存储线程要运行的代码。
    new Thread().start()：创建线程，启动线程，调用线程的run方法
    new Thread().run()：创建线程，使用Thread对象调用run方法，只是普通的对象调用方法，线程并未启动。

4、多线程的运行机制
    多线程在运行时，我们往往认为是多个线程在同时运行，其实不然。因为单核CPU在某一时刻，只能执行一个线程。多个线程都在获取CPU的执行权，CPU执行到谁，谁就运行。CPU在做着高速的切换，以达到同时运行的假象。我们可以形象的把多线程的运行，看作是在互相抢夺CPU的执行权。我们在执行多线程时，发现每一次的结果都有可能不一样，这就是多线程的一个特性——随机性。哪个线程“抢到”了CPU的执行权，那个就执行，至于执行多久，CPU说了算。

5、线程的状态：
  （1）被创建：new Thread() 或 new Thread(Runnable)
  （2）运行：在被创建状态调用start方法，达到运行状态；
  （3）冻结：冻结状态又分为睡眠和等待两种状态。在运行状态执行sleep(时间)方法，会使线程进入睡眠状态，没有执行资格，直到睡眠时间到，这是可能会进入阻塞状态，或进入运行状态，由CPU决定。另外一种，在运行状态执行wait()方法时，会是进程进入等待状态，没有执行资格，直到执行了notify()方法将其唤醒，进入阻塞或运行状态。
  （4）阻塞：阻塞状态是介于运行状态和冻结状态的一个临时状态；
  （5）消亡：run()方法执行结束，或执行了stop()方法。

  图解：

6、获取和设置线程对象的名称：
    每个线程都有自己默认的名称“Thread-编号”，编号从0开始。在Thread类中，有getName()这个方法，用于获取线程的名称。setName(Name)用于自定义线程的名称。另一种自定义线程名称的方式是，使用Thread的构造方法Thread(String name).
        ①Thread t = new Thread("t1")
        ②Thread t = new Thread(Runnable，"t1")
    Thread.currentThread():获取当前线程对象，所以通常情况下会使用，Thread.cunrrentThread().getName()这种方式来获取当前线程的名称。

7、线程安全
    有一个共享数据，有多条语句在操作它，当一个线程运行时，没有全部执行完这些操作语句时，它的执行权就被另一个线程获取，这种情况，就会导致共享数据出现错误。就出现了线程安全问题。如何解决这个问题呢？通过思考我们知道，针对共享数据，每一次只能由一个线程来操作。就是一个线程全部操作完后，其他线程才可以操作。这就是使线程同步。
    java中，针对线程安全问题提供了专业的处理——线程同步。关键字：synchronized(对象锁)，括号中的对象锁的作用就是，避免多个线程同时进入执行。
    它的原理：就像门上的一把锁，当某个人获得钥匙后，进入房间，从里面反锁，别人即使得到了钥匙，也进不了门；直到里面的人出来，别人才能进去。
    这个关键字可以作为一个修饰符，修饰方法，被修饰的方法，就是一个线程同步的方法。如果修饰的是一个非静态的方法，那么它的锁就是该类的对象；如果修饰的是一个静态方法，那么它的锁就是该方法所在类的字节码文件对象（类名.class）。这个关键字也可以修饰代码块，被修饰的就是同步代码块。格式与修饰方法不同，必须指定锁。如下：
       修饰方法：
           public synchronized void show(){} //锁是该类的对象（this）
            public static synchronized void show(){} //锁是（类名.class）
       修饰代码块：
           synchronized(对象锁){ 同步代码块 }
    同步的前提：①有两个或两个以上的线程；②多个线程必须使用同一个锁。
    同步线程的好处，就是解决的线程安全问题。但也有弊端，多个线程在执行时，需要判断锁，较耗资源。
    如何判断哪些代码该同步，哪些代码不该同步？
        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。
    通过对多线程的了解，我们发现“懒汉式”单例模式，存在线程安全问题，在多线程中使用时，需要处理一下：
        public static Single getInstance()
        {
            if(s==null)//之所以多加这一层，是减少多线程对锁的判断。
            {
                synchronized(Single.class)
                {
                    if(s==null)
                        s = new Single();
                }
            }
        }
        通过上面的处理后，就解决了线程安全问题。

    在做线程同步处理的时候，有可能会出现死锁。一个共享资源，被多种方式操作，如一个方法或代码块，如果同步的锁是不一样的，当两个线程访问该资源时，就有可能会出现死锁。死锁的例子：

public void run(){if(flag){synchronized(MyLock.locka){    //同步的锁是MyLock.lockaSystem.out.println("if locka");synchronized(MyLock.lockb){  //同步的锁是MyLock.lockbSystem.out.println("if lockb");}}}else{synchronized(MyLock.lockb){    //同步的锁是MyLock.lockbSystem.out.println("else lockb");synchronized(MyLock.locka){   //同步的锁是MyLock.lockaSystem.out.println("else locka");}}}}

               在上面这个例子中，两种访问情况使用了不同的锁，一个拿了一个锁。就相当于两个人一人拿了一支筷子，谁都吃不上饭。但即使是上面这种情况，也会出现和谐的情况，正常输出。

    在开发过程中，我们应当避免死锁发生，也就是尽量避免使用同步嵌套。对同一个资源的同步操作，一定要使用相同的锁。

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