2019-02-27

喵星之旅-成长的雏鹰-java高级特性-4-多线程

多线程

什么是多线程：
1、如果在一个进程中同时运行了多个线程，用来完成不同的工作，则称之为“多线程”
2、多个线程交替占用CPU资源，而非真正的并行执行

多线程好处：
1、充分利用CPU的资源
2、简化编程模型
3、带来良好的用户体验

主线程

Thread类：Java提供了java.lang.Thread类支持多线程编程。

主线程：
1、main()方法即为主线程入口
2、产生其他子线程的线程
3、必须最后完成执行，因为它执行各种关闭动作

线程的创建和启动

在Java中创建线程的两种方式
继承java.lang.Thread类
实现java.lang.Runnable接口

具体实现可以参考Thread类文档注释。

继承类创建线程

定义MyThread类继承Thread类
重写run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start()方法启动线程

public class MyThread extends Thread{
    //重写run()方法
	public void run(){
		for(int i=1;i<100;i++){			
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
}


public static void main(String[] args) {
		MyThread thread = new MyThread();
		thread.start(); //启动线程
}

实现接口创建线程

定义MyRunnable类实现Runnable接口
实现run()方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用start()方法启动线程

public class MyRunnable implements Runnable{
	public void run(){
		for(int i=1;i<100;i++){			
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
}


public static void main(String[] args) {
		MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
		Thread myThread = new Thread(myRunnable);	
		thread.start(); //启动线程
}

run()和start()

调用 start() 方法是用来启动线程的，轮到该线程执行时，会自动调用 run()；
直接调用 run() 方法，无法达到启动多线程的目的，相当于主线程线性执行 Thread 对象的 run() 方法。
一个线程对线的 start() 方法只能调用一次，多次调用会抛出 java.lang.llegalThreadStateException 异常；
run() 方法没有限制。

线程的状态

新建状态:
使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。

就绪状态:
当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。

运行状态:
如果就绪状态的线程获取 CPU 资源，就可以执行 run()，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。

阻塞状态:
如果一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种：

等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。

同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。

其他阻塞：通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。

死亡状态:
一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。

常见方法

对象的方法

1 public void start()
使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。

2 public void run()
如果该线程是使用独立的 Runnable 运行对象构造的，则调用该 Runnable 对象的 run 方法；否则，该方法不执行任何操作并返回。

3 public final void setName(String name)
改变线程名称，使之与参数 name 相同。

4 public final void setPriority(int priority)
更改线程的优先级。

每一个 Java 线程都有一个优先级，这样有助于操作系统确定线程的调度顺序。

Java 线程的优先级是一个整数，其取值范围是 1 （Thread.MIN_PRIORITY ） - 10 （Thread.MAX_PRIORITY ）。

默认情况下，每一个线程都会分配一个优先级 NORM_PRIORITY（5）。

具有较高优先级的线程对程序更重要，并且应该在低优先级的线程之前分配处理器资源。但是，线程优先级不能保证线程执行的顺序，而且非常依赖于平台。

5 public final void setDaemon(boolean on)
将该线程标记为守护线程或用户线程。

6 public final void join(long millisec)
等待该线程终止的时间最长为 millis 毫秒。

7 public void interrupt()
中断线程。

8 public final boolean isAlive()
测试线程是否处于活动状态。

静态方法

1 public static void yield()
暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

2 public static void sleep(long millisec)
在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行），此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。

3 public static boolean holdsLock(Object x)
当且仅当当前线程在指定的对象上保持监视器锁时，才返回 true。

4 public static Thread currentThread()
返回对当前正在执行的线程对象的引用。

5 public static void dumpStack()
将当前线程的堆栈跟踪打印至标准错误流。

线程安全

同步方法

使用synchronized修饰的方法控制对类成员变量的访问

1 2	访问修饰符 synchronized 返回类型方法名（参数列表）{……}

同步前：

public class Demo05 {
    int n = 2000;
    public void jianshao() {
        n--;
    }
 
    public static void main(String[] args) {

        Demo05 d = new Demo05();
        System.out.println(d.n);       
        Thread t1 = new Foo(d);
        Thread t2 = new Foo(d);
        t1.start();
        t2.start();
        
        try {
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        System.out.println(d.n);

    }
}

同步后：

public class Demo05 {
    int n = 2000;
    public synchronized void jianshao() {
        n--;
    }

    
    public static void main(String[] args) {
         

        Demo05 d = new Demo05();
        System.out.println(d.n);
        Thread t1 = new Foo(d);
        Thread t2 = new Foo(d);
        t1.start();
        t2.start();
        
        try {
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        System.out.println(d.n);

    }
}

同步前，运行结果不定，可能是0，也可能是大于0小于2000的任何数，同步后固定结果为0。

同步代码块

使用synchronized关键字修饰的代码块

synchronized(syncObject){
    //需要同步的代码
}

syncObject为需同步的对象，通常为this
效果与同步方法相同。

多个并发线程访问同一资源的同步代码块时：
1、同一时刻只能有一个线程进入synchronized（this）同步代码块
2、当一个线程访问一个synchronized（this）同步代码块时，其他synchronized（this）同步代码块同样被锁定
3、当一个线程访问一个synchronized（this）同步代码块时，其他线程可以访问该资源的非synchronized（this）同步代码