多线程概述
一.线程相关概念
（1）程序
是为了完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。简单的说就是我们写的代码。
（2）进程
①进程是指一个内存中运行的应用程序，每个进程都有一个独立的内存空间，一个应用程序可以同时运行多个进程；
②进程也是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位；系统运行一个程序即是一个进程从创建、运行到消亡的过程。
比如我们使用的QQ，就启动了一个进程，操作系统就会为该进程分配内存空间。当我们使用迅雷，又启动了一个进程，操作系统将为迅雷分配新的内存空间。
（3）线程
线程是由进程创建的，是进程的一个实体;一个进程可以拥有多个线程。例如：使用浏览器同时下载多个文件，就是一个进程有多个线程。
①单线程
同一个时刻，只允许执行一个线程
②多线程
同一个时刻，可以执行多个线程，比如：一个qq进程，可以同时打开多个聊天窗口
（4）并发
同一个时刻，多个任务交替执行，造成一种“貌似同时”的错觉，简单的说，单核cpu实现的多任务就是并发
（5）并行
同一个时刻，多个任务同时执行。多核cpu可以实现并行。
2.线程的基本使用
2.1 创建线程的两种方式
（1）继承Thread类，重写run方法
（2)实现Runnable接口，重写run方法
①Java是单继承的，在某些情况下一个类可能已经继承了某个父类，这时再用继承Thread类方法来实现创建线程显然不可能了。
②Java设计者提供了另外一种创建线程的方法，就是通过实现Runnable接口来创建线程。实现Runnable接口方式更加适合多个线程共享一个资源的情况，并且避免了单继承的限制，建议使用Runnable
2.2实现步骤
（1）通过继承Thread类
public class DemoThread01 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //创建Cat对象，当做线程使用 Cat cat = new Cat(); //说明：当main线程启动一个子线程 Thread-0,主线程不会被阻塞，会继续执行 // 这时，主线程和子线程是交替执行 cat.start();//启动线程 -> 最终会执行cat的run方法 //不能写成 cat.run(); //因为run方法就是一个普通的方法，没有真正的启动一个线程，把run方法执行完毕，才会继续向下执行 for (int i = 0; i <= 10; i++) { System.out.println("主线程执行" + i + Thread.currentThread().getName()); Thread.sleep(1000); } } } //当一个类继承了Thread类，该类就可以当做线程使用 class Cat extends Thread { int times = 0; @Override public void run() {//重写run方法，写上自己的业务逻辑 while (true) { System.out.println("喵喵，我是小猫咪" + (++times) + "线程名=" + Thread.currentThread().getName()); // 让线程休眠1秒 try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } if (times == 10) { break; } } } }
（2）通过实现Runnable接口
public class DemoThread02 { public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog(); //创建Thread对象，把dog对象放入Thread Thread thread = new Thread(dog); thread.start(); } } class Dog implements Runnable {//通过实现Runnable接口，开发线程 int count = 0; @Override public void run() { while (true) { System.out.println("小狗汪汪叫" + (++count)+":" + Thread.currentThread().getName()); try { Thread.sleep(1000); //休眠一秒 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } if (count == 10){ break; } } } }
2.3 通知线程退出
（1）当线程退出后,会自动退出
（2）还可以通过使用变量来控制run方法退出的方式停止线程，即通知方式
public class Thread_exit { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { T t = new T(); t.start(); // 如果希望main线程去控制t1 线程的终止，可以修改 loop // 让t1 退出run方法，从而终止 t1线程 -> 通知方式 // 让主线程休眠 10秒，再通知 t1线程退出 Thread.sleep(10 * 1000); t.setLoop(false); } } class T extends Thread { private int count = 0; // 设置一个控制变量 private boolean loop = true; public void setLoop(boolean loop) { this.loop = loop; } @Override public void run() { while (loop) { System.out.println("我是" + (++count) + "线程名=" + Thread.currentThread().getName()); // 让线程休眠1秒 try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } if (count == 10) { break; } } } }
2.4 实现原理
（1） start()方法源码：
① public synchronized void start() {
start0();
}
② start0() 是本地方法，是JVM调用，底层是c/c++实现
真正实现多线程效果的是start0()，而不是 run
private native void start0();
*/
（2）
3.线程常用方法
（1）setName: 设置线程名称，使之与参数name相同
（2）getName：返回该线程的名称
（3）start： 使该线程开始执行；Java虚拟机底层调用该线程的start0 方法
（4）run： 调用线程对象的run方法
（5）setPriority： 更改线程的优先级
（6）getPriority： 获取线程的优先级
（7）sleep： 在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行)
（8）interrupt： 中断线程，但并没有真正的结束线程。所以一般用于中断正在休眠的线程
（9）yield： 线程的礼让。让出CPU，让其他线程执行，但礼让的时间不确定，所以也不一定礼让成功
（10）join：线程的插队。插队的线程一旦插队成功，则肯定先执行完插入的线程所有的任务
—interrupt例子：
public class ThreadMethod { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { T1 t1 = new T1(); t1.setName("老汉"); t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); t1.start();//启动子线程 // 主线程打印5个hi ,然后我就中断 子线程的休眠 for (int i = 0; i < 5; i++) { Thread.sleep(1000); System.out.println("hi"+i); } t1.interrupt(); } } class T1 extends Thread { private int times = 0; @Override public void run() { while (true) { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "吃包子~~~~~" + i); } try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "休眠中~~~"); Thread.sleep(20000);//20秒 } catch (InterruptedException e) { // 当该线程执行到一个interrupt方法时，就会catch一个异常，可以加入自己的逻辑代码 // InterruptedException 是捕获到一个中断异常 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "被interrupt了"); } } } }
4.用户线程和守护线程
（1）用户线程：也叫工作线程，当线程的任务执行完或通知方式结束
（2）守护线程：一般是为工作线程服务的，当所有用户线程结束，守护线程自动结束
常见的守护线程：垃圾回收机制
—把线程设置为守护线程例子
public class ThreadMethod3 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { T3 t3 = new T3(); // 如果我们希望当main线程结束后，子线程自动结束 // 只需将子线程设为守护线程即可 t3.setDaemon(true); t3.start(); for (int i = 0; i < 10; i++) {//主线程 System.out.println("别卷了..."+i); Thread.sleep(1000); } } } class T3 extends Thread{ @Override public void run() { while (true){ try { Thread.sleep(1000);//休息1秒 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("在学Java..."); } } }
5.线程的生命周期
Java中用Thread.State枚举表示了线程的几种状态。
public static enum Thread.State extends Enum<Thread.State>线程状态。线程可以处于下列状态之一：
（1）NEW
至今尚未启动的线程。
（2）RUNNABLE
正在 Java 虚拟机中执行的线程
（3）BLOCKED
受阻塞并等待获得同步代码块的锁的线程
（4）WAITING
无限期地等待另一个线程来执行某一特定操作
（5）TIMED_WAITING
等待另一个线程来执行取决于指定的等待时间操作
（6）TERMINATED
已退出的线程。
注意：RUNNABLE 是否真的运行取决于调度器，由操作系统内核来决定，可以细分为Ready就绪和Running运行
6.线程安全
如果有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。
我们通过一个案例，演示线程的安全问题：
电影院要卖票，我们模拟电影院的卖票过程。假设要播放的电影是 “葫芦娃大战奥特曼”，本次电影的座位共100个(本场电影只能卖100张票)。
我们来模拟电影院的售票窗口，实现多个窗口同时卖 “葫芦娃大战奥特曼”这场电影票(多个窗口一起卖这100张票)
需要窗口，采用线程对象来模拟；需要票，Runnable接口子类来模拟
模拟票：
public class Ticket implements Runnable { private int ticket = 100; /* * 执行卖票操作 */ @Override public void run() { //每个窗口卖票的操作 //窗口 永远开启 while (true) { if (ticket > 0) {//有票 可以卖 //出票操作 //使用sleep模拟一下出票时间 try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto‐generated catch block e.printStackTrace(); } / /获取当前线程对象的名字 String name = Thread.currentThread().getName(); System.out.println(name + "正在卖:" + ticket‐‐); }}}} //测试类： public class Demo { public static void main(String[] args) { //创建线程任务对象 Ticket ticket = new Ticket(); //创建三个窗口对象 Thread t1 = new Thread(ticket, "窗口1"); Thread t2 = new Thread(ticket, "窗口2"); Thread t3 = new Thread(ticket, "窗口3"); //同时卖票 t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
7.线程同步机制
（1）在多线程编程，一些敏感数据不允许被多个线程同时访问，此时就使用同步访问技术，保证数据在任何时刻，最多有一个线程访问，以保证数据的完整性。
（2）也可以这样理解：线程同步，即当有一个线程在对内存进行操作时，其他线程都不可以对这个内存地址进行操作，直到该线程完成操作，其他线程才能对该内存地址进行操作。
（3）同步具体方法-Synchronized
①同步代码块 synchronized(对象) { //得到对象的锁，才能操作同步代码 // 需要被同步的代码； } ②synchronized还可以放在方法声明中，表示整个方法为同步方法 public synchronized void m(String name) { // 需要被同步的代码 }
8.互斥锁(就是上面的对象锁)
（1）在Java语言中，引入了对象互斥锁的概念，来保证共享数据操作的完整性
（2）每个对象都对应于一个可称为“互斥锁”的标记，这个标记用来保证在任一时刻，只能有一个线程访问
（3）关键字synchronized 用来与对象的互斥锁联系。当某个对象用synchronized修饰时，表明该对象在任一时刻只能由一个线程访问。
（4）同步的局限性：导致程序的执行效率要降低
（5）同步方法(非静态的)的锁可以是this，也可以是其他对象(要求是同一个对象)
（6）同步方法(静态的)的锁为当前类本身
注意事项：
①同步方法如果没有使用static修饰，默认锁对象为this
②如果方法使用static修饰，默认锁对象：当前类.class
例子：
//1.同步方法没有使用static修饰 public class SellTicket02 { public static void main(String[] args) { T2 t2 = new T2(); new Thread(t2).start();//第一个线程窗口 new Thread(t2).start();//第二个线程窗口 new Thread(t2).start();//第三个线程窗口 } } class T2 implements Runnable { private int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum private boolean loop = true; Object object = new Object(); public void sell() { synchronized (/*this*/object) { if (ticketNum <= 0) { System.out.println("售票结束。。。"); loop = false; return; } // 休眠50秒 try { Thread.sleep(50); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票" + "剩余票数=" + (--ticketNum)); } } @Override public void run() { while (loop) { sell(); } } }
// 2.同步方法为静态方法 public class SellTicket05 { public static void main(String[] args) { T2 t2 = new T2(); new Thread(t2).start();//第一个线程窗口 new Thread(t2).start();//第二个线程窗口 new Thread(t2).start();//第三个线程窗口 } } class T5 implements Runnable { private static int ticketNum = 100;//让多个线程共享 ticketNum private static boolean loop = true; public static void sell() { synchronized (T5.class) { if ( ticketNum<= 0) { System.out.println("售票结束。。。"); loop = false; return; } // 休眠50秒 try { Thread.sleep(50); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("窗口" + Thread.currentThread().getName() + "售出一张票" + "剩余票数=" + (--ticketNum)); } } @Override public void run() { while (loop) { sell(); } } }
9.线程死锁
多个线程都占用了对方的锁资源，但不肯想让，导致了死锁，在编程时一定要避免死锁的发生
public class DeadLock { public static void main(String[] args) { DemoDeadLock A = new DemoDeadLock(true); DemoDeadLock B = new DemoDeadLock(false); A.start(); B.start(); } } class DemoDeadLock extends Thread { static Object o1 = new Object(); static Object o2 = new Object(); boolean flag; public DemoDeadLock(boolean flag) { this.flag = flag; } @Override public void run() { //业务逻辑分析: // 1.如果flag 为T,线程A 就会先得到 o1 对象锁，然后尝试去获取 o2 对象锁 // 2.如果线程A 得不到 o2 对象锁，就会Blocked // 3.如果flag 为F,线程B 就会先得到 o2 对象锁，然后尝试去获取 o1 对象锁 // 4.如果线程B 得不到 o1 对象锁，就会Blocked if (flag) { synchronized (o1) {//对象互斥锁，下面就是同步代码 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入1"); synchronized (o2) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入2"); } } } else { synchronized (o2) {//对象互斥锁，下面就是同步代码 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入2"); synchronized (o1) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入1"); } } } } }
10.释放锁
（1）当前线程的同步方法、同步代码块执行结束
（2）当前线程在同步代码块、同步方法中遇到break、return
（3）当前线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error或Exception，导致异常结束
（4）当前线程在同步代码块、同步方法中执行了线程对象的wait()方法，当前线程暂停，并释放锁
下面操作不会释放锁：
①线程执行同步代码块或同步方法时，程序调用Thread.sleep()、Thread.yield()方法暂停当前线程的执行，不会释放锁
②线程执行同步代码块时，其他线程调用了该线程的suspend()方法将该线程挂起，该线程不会释放锁
提示：应尽量避免使用suspend()和resume()来控制线程，该方法不再推荐使用
