java多线程总结

介绍java中的多线程操作？

1、应用场景

• 要同时处理多件事情：垃圾回收；生产者-消费者

用到共享内存：有多个生产线程，他们只负责生产资源；有多个消费者，同样他们只负责消费。但是他们需要满足下面条件：

         生产者：只有当资源没有的时候，生产者才开始生产，但是为了防止浪费，每次只能生产指定数量的资源。当生产者生产完足够资源时，就进入睡眠，同时叫醒消费者去消费；

         消费者：只有有资源时消费者才会去消费，当然每次消费多少可以自己设置。如果发现资源消费完了，则要马上叫生产者去生产，而消费者马上进入睡眠；

• 多个线程分解大任务：买票窗口

2、实现方式

• 继承Thread类
• 实现Runable接口
• 实现callable接口：Callable接口和Runnable接口相似，区别就是Callable需要实现call方法，而Runnable需要实现run方法；并且，call方法还可以返回任何对象，无论是什么对象，JVM都会当作Object来处理。但是如果使用了泛型，我们就不用每次都对Object进行转换了。

Runnable和Callable都是接口

不同之处：

1.Callable可以返回一个类型V，而Runnable不可以

2.Callable能够抛出checked exception,而Runnable不可以。

3.Runnable是自从java1.1就有了，而Callable是1.5之后才加上去的

4.Callable和Runnable都可以应用于executors。而Thread类只支持Runnable.

上面只是简单的不同，其实这两个接口在用起来差别还是很大的。Callable与executors联合在一起，在任务完成时可立刻获得一个更新了的Future。而Runable却要自己处理

 Future接口，一般都是取回Callable执行的状态用的。其中的主要方法：

cancel，取消Callable的执行，当Callable还没有完成时

get，获得Callable的返回值

isCanceled，判断是否取消了

isDone，判断是否完成

3、多线程的同步问题

为何要使用同步？ 

    java允许多线程并发控制，当多个线程同时操作一个可共享的资源变量时（如数据的增删改查）， 将会导致数据不准确，相互之间产生冲突，因此加入同步锁以避免在该线程没有完成操作之前，被其他线程的调用， 从而保证了该变量的唯一性和准确性。

（1）.同步方法 

    即有synchronized关键字修饰的方法。  由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时， 内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。

  代码如：   public synchronized void save(){}

   注： synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类

（2）.同步代码块 

    即有synchronized关键字修饰的语句块。 被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步

    代码如：  synchronized(object){      }

    注：同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。    通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。 

 （3）.使用特殊域变量(volatile)实现线程同步

    a.volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制， 

    b.使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新， 

    c.因此每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值 

    d.volatile不会提供任何原子操作，它也不能用来修饰final类型的变量 

    注：多线程中的非同步问题主要出现在对域的读写上，如果让域自身避免这个问题，则就不需要修改操作该域的方法。 

    用final域，有锁保护的域和volatile域可以避免非同步的问题。 

（4）使用重入锁实现线程同步

    在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。 

    ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁， 它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力

    ReenreantLock类的常用方法有：

        ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例 

        lock() : 获得锁 

        unlock() : 释放锁 

    注：ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法，但由于能大幅度降低程序运行效率，不推荐使用 

注：关于Lock对象和synchronized关键字的选择： 

        a.最好两个都不用，使用一种java.util.concurrent包提供的机制， 能够帮助用户处理所有与锁相关的代码。 

        b.如果synchronized关键字能满足用户的需求，就用synchronized，因为它能简化代码 

        c.如果需要更高级的功能，就用ReentrantLock类，此时要注意及时释放锁，否则会出现死锁，通常在finally代码释放锁 

（5）使用局部变量实现线程同步 

    如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本， 副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。

   ThreadLocal() : 创建一个线程本地变量 

    get() : 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值 

    initialValue() : 返回此线程局部变量的当前线程的"初始值" 

    set(T value) : 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为value

注：ThreadLocal与同步机制 

        a.ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。 

        b.前者采用以"空间换时间"的方法，后者采用以"时间换空间"的方式 

4、wait...notify、sleep、yeild、join

wait：是object类中的方法，会释放锁进入等待状态，直到notify方法唤醒，wait方法必须放在同步方法或同步代码块中，不需捕获异常

sleep：是Thread类中的方法，主要作用是让线程暂停一段时间，调用sleep方法不会释放锁，sleep可以用在任何地方，不需捕获异常

yeild：只会给相同优先级或更高优先级的线程以运行的机会；只是让当前线程进入可执行的状态，所以可能马上又执行；sleep不考虑优先级，线程调用后进入阻塞状态

join：让调用该方法的线程在执行run方法后，再执行join方法后面的线程