黑马程序员———多线程

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多线程：

• 进程
• 线程
• 多线程存在的意义
• 线程创建的方式
• 多线程的特性

• 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程序。该顺序是一个执行路径，或者叫一个控制单元。

•   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。

      

•      一个进程至少有一个线程。

    

     JVM (Java Virtual Machine) 启动的时候会有一个java.exe

     该进程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。

• 1.如何在自定义的代码中，自定义一个线程呢？

   通过API的查找，java已经提供了对线程这类事物的描述，就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
                  2.复写Thread类的run方法。(目的：将自定义代码存储在run方法中，让线程运行。)
                  3.调用线程的start方法，（其中该方法有两个作用：启动线程和调用run方法）
         

     下面程序的运行结果每一次都不一样，因为多个线程多获取CPU的执行权，CPU执行到谁，谁就运行。
     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在做着快速的切换，以达到看上去是在同时运行的效果。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。
    
     这是多线程的一个特性: 随机性  。谁抢到谁执行，至于执行多长，CPU说的算。

•      为什么要覆盖Thread类的run方法呢？

          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类中的一个run方法，用于存储线程要运行的代码。
           

线程运行状态：

看图示例

• 创建线程的第二种方式：实现Runnable接口。

     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给Thread类的构造函数。

               为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数。

               因为自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。

               所以要让线程去指定对象的run方法。

     5.调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。

• 实现方式和继承方式有什么区别呢？

     实现方式的好处：避免了单继承的局限性。在定义线程时最好使用实现方式。
    

•      区别：继承Thread：线程代码存放在Thread类的子类run方法中。

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

• 通过分析发现，打印0，-1，-2等错票。

多线程的运行出现了问题。

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。

火车上的卫生间：经典。

• 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。

    

必须保证同步中只能有一个线程在运行。

     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。   

同步函数用的是哪一个锁？
     函数需要被对象调用。那么函数都有一个所属对象引用，就是this
     所以同步函数使用的锁是this。

• 单例设计模式。
•      饿汉式：

     class Single
     {
          private static final Single s = new Single();
          private Single(){}
          public static Single getInstance()
          {
               return s;
          }
     }

    
         

•      懒汉式：

          懒汉式的特点在于实例的延迟加载。
         
          那么懒汉式的延迟加载有什么问题？
               使用多线程时，会出现安全问题。
         
          而这个安全问题，怎么解决？
               可以用同步代码块和同步函数。但是使用比较低效。
         
          这时，使用双重判断机制可以解决这个问题。
         
          在使用同步代码块中，使用的是哪一个锁？
               使用的是该类所属的字节码文件对象。

线程间通信：
     Input---->资源---->Output

• wait();notify();notifyAll();用来操作线程为什么定义在了Object类中？

1.这些方法存在于同步中。

2.使用这些方法时必须要标识所属的同步的锁。

3.锁可以是任意对象，所以任意对象调用的方法一定定义在Object类中。

• 思考：wait();sleep()有什么区别？

wait();释放资源，释放锁。

sleep();释放资源，不释放锁。

•      线程间通讯：

其实就是多个线程在操作同一个资源。

但是操作的动作不同。

     可以当锁的是：r  Res.class Input.class Output.class InputOutputDemo.class

wait()         notify()     notifyAll()

都是用在同步中，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。

•  为什么这些操作线程的方法要定义在Object类中呢？

因为这些方法在操作同步中的线程时，都必须要标识它们所操作线程只有的锁。

只有同一个锁上的被等待线程，可以被同一个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。

• 消费者和生产者问题：生产和消费有多条线程时：

     对于多个生产者和消费者。
     为什么要定义while判断标记呢？
          因为让被唤醒的线程再一次判断标记。
     为什么要定义notifyAll呢？
          因为只用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都等待。

    

• JDK1.5中提供了多线程升级方案。

将同步synchronized替换成现实Lock操作。

将Object中的wait  notify  notifyAll  替换成了Condition对象。

该对象可以Lock锁 进行获取。

该示例中，实现了本方只唤醒对方操作。

     private Lock lock = new ReentrantLock();
     private Condition condition_pro = lock.newCondition();
     private Condition condition_con = lock.newCondition();

• setDaemon(Boolean on)  将该线程标记为守护进程或者用户进程

     就是当剩下的都是守护进程时，虚拟机会退出。或者说，等到非守护进程
     执行完，守护进程跟着非守护进程执行完。

• XXX.join();   当A线程执行到了B线程的join()方法时，A就会等待，等B线程都执行完，A

           才会执行，join可以用来临时加入线程执行。

• setPriority（int newPriority)  更改线程优先级。1~10  默认是5

           Thread.MAX_PRIORITY        MIN_PRIORITY        NORM_PRIORITY
            10               1          5

• yield()   暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

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