8 线程、死锁

线程

线程简介、线程创建方式一

1. 进程 ： 正在执行的程序称作为一个进程。 进程负责了内存空间的划分。
   问题： windows号称是多任务的操作系统,那么windows是同时运行多个应用程序吗？

   从宏观的角度： windows确实是在同时运行多个应用程序。

   从微观角度： cpu是做了一个快速切换执行的动作，由于速度态度，所以我感觉不到在切换 而已。

2. 线程： 线程在一个进程 中负责了代码的执行，就是进程中一个执行路径，

   多线程： 在一个进程中有多个线程同时在执行不同的任务。
   疑问 ：线程负责了代码 的执行，我们之前没有学过线程，为什么代码可以执行呢？
   运行任何一个java程序，jvm在运行的时候都会创建一个main线程执行main方法中所有代码。

   一个java应用程序至少有几个线程？
   至少有两个线程， 一个是主线程负责main方法代码的执行，一个是垃圾回收器线程,负责了回收垃圾。

3. 多线程的好处：

   1. 解决了一个进程能同时执行多个任务的问题。
   2. 提高了资源的利用率。

4. 多线程的弊端：

   1. 增加cpu的负担。
   2. 降低了一个进程中线程的执行概率。
   3. 引发了线程安全 问题。

   4. 出现了死锁现象。

   5. 如何创建多线程：
      创建线程的方式：
      方式一：
      1. 自定义一个类继承Thread类。
      2. 重写Thread类的run方法 , 把自定义线程的任务代码写在run方法中
      疑问： 重写run方法的目的是什么？
      每个线程都有自己的任务代码，jvm创建的主线程的任务代码就是main方法中的所有代码, 自定义线程的任务代码就写在run方法中，自定义线程负责了run方法中代码。
      3. 创建Thread的子类对象，并且调用start方法开启线程。

   注意:一个线程一旦开启，那么线程就会执行run方法中的代码，run方法千万不能直接调用，直接调用run方法就相当调用了一个普通的方法而已并没有开启新的线程。

   示例：

   public class Demo1 extends Thread {    @Override  //把自定义线程的任务代码写在run方法中。    public void run() {        for(int i  = 0 ; i < 100 ; i++){            System.out.println("自定义线程："+i);        }    }    public static void main(String[] args) {        //创建了自定义的线程对象。        Demo1 d = new Demo1();        //调用start方法启动线程        d.start();        for(int i  = 0 ; i < 100 ; i++){            System.out.println("main线程："+i);        }    }   }

5. 线程生命周期
   

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线程常用方法

1. 线程常用的方法：
   Thread(String name) 初始化线程的名字
   setName(String name) 设置线程对象名
   getName() 返回线程的名字
   sleep() 线程睡眠指定的毫秒数。 静态的方法， (看代码位置不看对象)那个线程执行了sleep方法代码那么就是那个线程睡眠。
   currentThread() 返回当前的线程对象，该方法是一个静态的方法， 注意： 那个线程执行了currentThread()代码就返回那个线程的对象。
   getPriority() 返回当前线程对象的优先级 默认线程的优先级是5
   setPriority(int newPriority) 设置线程的优先级 虽然设置了线程的优先级，但是具体的实现取决于底层的操作系统的实现（最大的优先级是10,最小的1 ,默认是5）。

2. run方法不能抛出异常，只能捕获
   Thread类的run方法没有抛出异常类型，所以子类不能抛出异常类型。

3. 注意事项
   System.out.println(“this:”+ this);
   System.out.println(“当前线程对象：” + Thread.currentThread()); //这两个输出结果一样

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线程安全问题

线程同步方式一

案例:买票
注意：下面的案例中的锁为“锁”字符串，因为该字符串存在于常量池中，只有一份，因此也可以使用

package cn.itcast.thread;/* 需求： 模拟3个窗口同时在售50张票 。 问题1 ：为什么50张票被卖出了150次？（数据是非静态的问题）出现的原因： 因为num是非静态的，非静态的成员变量数据是在每个对象中都会维护一份数据的,三个线程对象就会有三份。解决方案：把num票数共享出来给三个线程对象使用。使用static修饰。问题2： 出现了线程安全问题?（中间某个数字确实，某个数字重复）线程 安全问题的解决方案：sun提供了线程同步机制让我们解决这类问题的。        java线程同步机制的方式：        方式一：同步代码块                   同步代码块的格式：                       synchronized(锁对象){                    需要被同步的代码...                }           同步代码块要注意事项：        1. 任意的一个对象都可以做为锁对象。        2. 在同步代码块中调用了sleep方法并不是释放锁对象的。        3. 只有真正存在线程安全问题的时候才使用同步代码块，否则会降低效率的。        4. 多线程操作的锁对象必须是唯一共享的。否则无效。                  方式二：同步函数出现线程安全问题的根本原因：    1. 存在两个或者两个以上 的线程对象,而且线程之间共享着一个资源。    2. 有多个语句操作了共享资源。     */class SaleTicket extends Thread{         static int num = 50;//票数  非静态的成员变量,非静态的成员变量数据是在每个对象中都会维护一份数据的。     static Object o = new Object();     public SaleTicket(String name) {        super(name);    }    @Override    public void run() {        while(true){            //同步代码块            synchronized ("锁") {                            if(num>0){                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售出了第"+num+"号票");                    try {                        Thread.sleep(100);//                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                    num--;                }else{                    System.out.println("售罄了..");                    break;                }            }        }    }   } public class Demo4 {    public static void main(String[] args) {        //创建三个线程对象，模拟三个窗口        SaleTicket thread1 = new SaleTicket("窗口1");        SaleTicket thread2 = new SaleTicket("窗口2");        SaleTicket thread3 = new SaleTicket("窗口3");        //开启线程售票        thread1.start();        thread2.start();        thread3.start();        }}

任何对象都可以作为锁对象，凡是对象内部都维护了一个状态的，java同步机制就是使用了对象中的状态作为锁的标识

线程同步方式二

1. 方式二：同步函数 ： 同步函数就是使用synchronized修饰一个函数。

   同步函数要注意的事项 ：
   1. 如果是一个非静态的同步函数的锁 对象是this对象，如果是静态的同步函数的锁 对象是当前函数所属的类的字节码文件（class对象）。
   2. 同步函数的锁对象是固定的，不能由你来指定 的。
   推荐使用： 同步代码块。
   原因：
   1. 同步代码块的锁对象可以由我们随意指定，方便控制。同步函数的锁对象是固定 的，不能由我们来指定。
   2. 同步代码块可以很方便控制需要被同步代码的范围，同步函数必须是整个函数 的所有代码都被同步了。

死锁现象

1. java中同步机制解决了线程安全问题，但是也同时引发死锁现象。
   死锁现象：
   死锁现象出现 的根本原因：
   
   1. 存在两个或者两个以上的线程。
   2. 存在两个或者两个以上的共享资源。
      死锁现象的解决方案： 没有方案。只能尽量避免发生而已。

创建线程方式二

1. 自定义线程的创建方式:

   方式一 ：

   1. 自定义一个类继承Thread类。
   2. 重写Thread类的run方法，把自定义线程的任务代码写在run方法上。
   3. 创建Thread的子类对象，并且调用start方法启动一个线程。

   注意：千万不要直接调用run方法，调用start方法的时候线程就会开启，线程一旦开启就会执行run方法中代码，如果直接调用
   run方法，那么就 相当于调用了一个普通的方法而已。

   方式二：

   1. 自定义一个类实现Runnable接口。
   2. 实现Runnable接口 的run方法，把自定义线程的任务定义在run方法上。
   3. 创建Runnable实现类对象。
   4. 创建Thread类 的对象，并且把Runnable实现类的对象作为实参传递。
   5. 调用Thread对象 的start方法开启一个线程。

2. 问题1： 请问Runnable实现类的对象是线程对象吗？
   Runnable实现类的对象并不是一个线程对象，只不过是实现了Runnable接口的对象而已。
   只有是Thread或者是Thread的子类才是线程 对象。

   问题2： 为什么要把Runnable实现类的对象作为实参传递给Thread对象呢？作用是什么？
   作用就是把Runnable实现类的对象的run方法作为了线程的任务代码去执行了。

   推荐使用： 第二种。 实现Runable接口的。
   原因： 因为java单继承 ,多实现的。

3. 案例：注意这里数据不是静态的

class SaleTicket implements Runnable{    int  num = 50; // 票数    @Override    public void run() {        while(true){            synchronized ("锁") {                if(num>0){                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"售出了第"+ num+"号票");                    num--;                }else{                    System.out.println("售罄了..");                    break;                }               }        }           }}public class Demo4 {    public static void main(String[] args) {        //创建了一个Runnable实现类的对象        SaleTicket saleTicket = new SaleTicket();        //创建三个线程对象模拟三个窗口        Thread thread1 = new Thread(saleTicket,"窗口1");        Thread thread2 = new Thread(saleTicket,"窗口2");        Thread thread3 = new Thread(saleTicket,"窗口3");        //开启线程售票        thread1.start();        thread2.start();        thread3.start();        }}

线程的通信

1. 线程通讯： 一个线程完成了自己的任务时，要通知另外一个线程去完成另外一个任务.
   wait(): 等待 如果线程执行了wait方法，那么该线程会进入等待的状态，等待状态下的线程必须要被其他线程调用notify方法才能唤醒。
   notify()： 唤醒 唤醒线程池等待线程其中的一个。
   notifyAll() : 唤醒线程池所有等待 线程。
   wait与notify方法要注意的事项：
   
   1. wait方法与notify方法是属于Object对象 的。
   2. wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中才能 使用。
   3. wait方法与notify方法必需要由锁对象调用。

问题一：出现了线程安全问题。 价格错乱了…

案例：生产者域消费者的案例

class Product{    String name;  //名字    double price;  //价格    boolean flag = false; //产品是否生产完毕的标识，默认情况是没有生产完成。    }//生产者class Producer extends Thread{    Product  p ;    //产品    public Producer(Product p) {        this.p  = p ;    }       @Override    public void run() {        int i = 0 ;         while(true){         synchronized (p) {            if(p.flag==false){                 if(i%2==0){                     p.name = "苹果";                     p.price = 6.5;                 }else{                     p.name="香蕉";                     p.price = 2.0;                 }                 System.out.println("生产者生产出了："+ p.name+" 价格是："+ p.price);                 p.flag = true;                 i++;                 p.notifyAll(); //唤醒消费者去消费            }else{                //已经生产 完毕，等待消费者先去消费                try {                    p.wait();   //生产者等待                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            }                    }         }     }}//消费者class Customer extends Thread{    Product p;     public  Customer(Product p) {        this.p = p;    }           @Override    public void run() {        while(true){            synchronized (p) {                  if(p.flag==true){  //产品已经生产完毕                    System.out.println("消费者消费了"+p.name+" 价格："+ p.price);                    p.flag = false;                     p.notifyAll(); // 唤醒生产者去生产                }else{                    //产品还没有生产,应该 等待生产者先生产。                    try {                        p.wait(); //消费者也等待了...                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                }            }        }       }}public class Demo5 {    public static void main(String[] args) {        Product p = new Product();  //产品        //创建生产对象        Producer producer = new Producer(p);        //创建消费者        Customer customer = new Customer(p);        //调用start方法开启线程        producer.start();        customer.start();           }}

线程的停止

线程的停止：
1. 停止一个线程 我们一般都会通过一个变量去控制的。
2. 如果需要停止一个处于等待状态下的线程，那么我们需要通过变量配合notify方法或者interrupt()来使用。

守护线程

1. 守护线程（后台线程）:在一个进程中如果只剩下守护线程，那么守护线程也会死亡。
   需求： 模拟QQ下载更新包。
   一个线程默认都不是守护线程。

public class Demo7 extends Thread {    public Demo7(String name){        super(name);    }    @Override    public void run() {        for(int i = 1 ; i<=100 ; i++){            System.out.println("更新包目前下载"+i+"%");            if(i==100){                System.out.println("更新包下载完毕,准备安装..");            }            try {                Thread.sleep(100);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }    public static void main(String[] args) {         Demo7 d = new Demo7("后台线程");         d.setDaemon(true); //setDaemon() 设置线程是否为守护线程，true为守护线程， false为非守护线程。        // System.out.println("是守护线程吗？"+ d.isDaemon()); //判断线程是否为守护线程。         d.start();         for(int i = 1 ; i<=100 ; i++){             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);         }           }}

join方法

class  Mon extends Thread{    public void run() {        System.out.println("妈妈洗菜");        System.out.println("妈妈切菜");        System.out.println("妈妈准备炒菜，发现没有酱油了..");        //叫儿子去打酱油        Son s= new Son();        s.start();        try {            s.join();  //加入。 一个线程如果执行join语句，那么就有新的线程加入，执行该语句的线程必须要让步给新加入的线程先完成任务，然后才能继续执行。        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }           System.out.println("妈妈继续炒菜");        System.out.println("全家一起吃饭..");         }} class Son extends Thread{    @Override    public void run() {        System.out.println("儿子下楼..");        try {            Thread.sleep(1000);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println("儿子一直往前走");        System.out.println("儿子打完酱油了");        System.out.println("上楼，把酱油给老妈");    }}public class Demo8 {    public static void main(String[] args) {        Mon m = new Mon();        m.start();          }}