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🌟博主介绍

基本概念

线程的相关Api

多线程和单线程

线程的创建

继承Thread类

实现Runnable接口

实现callable接口

线程的生命周期

线程同步

线程死锁

线程通信

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🌟博主介绍

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🤟作者介绍：中国DBA联盟(ACDU)成员，CSDN全国各地程序猿（媛）聚集地管理员。目前从事工业自动化软件开发工作。擅长C#、Java、机器视觉、底层算法等语言。2019年成立柒月软件工作室。

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基本概念

程序：是为完成特定任务，用某种语言编写的一组指令的集合，即指一段静态的代码，静态对象。

进程：是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序，是一个动态的过程，有它自身的产生，存在和消亡的过程。-------生命周期。

线程：进程中的一个任务，是一个程序内部的一条执行路径

即：线程《进程（一个进程可以有多个线程）

程序：静态的代码

进程：动态执行的程序。

线程：进程中要同时干几件事时，每一件事的执行路径成为线程。

并行：多个CPU同时执行多个任务，比如 : 多个线程一起执行。

并发：一个CPU（采用时间片）同时执行多个任务，比如：多个线程间隔执行。

线程的相关Api

    Thread thread = new Thread();
        thread.start();          //启动当前线程，调用当前线程中的run方法，注意并不是立即执行，只是进入就绪状态等待资源的调用
        thread.sleep(5000);    //休眠5s
        thread.getName();        //获取当前线程的名字，也可以Thread.currentThread().getName()
        thread.setName("");      //设置当前线程的名字，也可以Thread.currentThread().setName()
        Thread.currentThread();  //返回当前线程
        Thread.yield();          //主动释放当前线程的执行权
        thread.join();           //执行过程中插入该线程，只有插入线程执行完毕，主线程才会继续执行
        thread.isAlive();        //判断线程是否存活
        thread.setPriority(1);   //设置线程的优先级，有三个等级： MAX_PRIORITY:10 MIN_PRIORITY:1 NORM_PRIORITY:5
        thread.getPriority();    //获取线程的优先级
        thread.setDaemon(false); //设置守护线程，主线程结束守护线程也结束 false,true
        thread.isDaemon();       //判断是否是守护线程
        thread.wait();           //强行停止当前线程,进入阻塞状态
        thread.notify();         //唤醒一个被wait停止线程的线程
        thread.notifyAll();      //唤醒所有被wait停止的停止线程

多线程和单线程

单线程示例：

public class SingleThread {
    public void method1(){
        System.out.println("SingleThread.method1");
    }
    public void method2(){
        method1();
    }
    public static void main(String[] args) {
    //一条线执行
        SingleThread single = new SingleThread();
        single.method2();
    }
}

多线程示例：

public class ManyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ManyThread manyThread = new ManyThread();
        new Thread(manyThread,"线程A").start();
        new Thread(manyThread,"线程B").start();
    }
}

线程的创建

继承Thread类

1、创建一个继承Thread类的子类（通过ctrl+o 快速找到run方法）。

2、重写Thread类的run（）方法。

3、创建Thread子类的对象。

4、通过此对象调用start（）方法。

public class ManyThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ManyThread manyThread = new ManyThread();
        manyThread.start();
    }
}

实现Runnable接口

1、创建一个实现了Runnab

le接口的类。

2、实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()。

3、创建实现类的对象。

4、将此对象作为参数传递到Thread类中的构造器中，创建Thread类的对象。

5、通过Thread类的对象调用start（）。

public class TestRunable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestRunable runable = new TestRunable();
        new Thread(runable).start();
    }
}

比较创建线程的两种方式：

开发中，优先选择实现Runable接口的方式。

原因：

1、适合多个相同的程序代码的线程去处理同一个资源。

2、可以避免java中的单继承的限制。

3、增加程序的健壮性，代码可以被多个线程共享，代码和数据独立。

联系：Thread也是实现Runnable接口，两种方式都需要重写run（）方法，将线程要执行的逻辑声明在run中。

实现callable接口

1、创建一个实现了callable接口的类。

2、实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call（）中。

3、创建实现类的对象。

4、将callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask的构造器中，创建FutureTask的对象。

5、将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start方法启动(调用FutureTask对象的get方法获取返回值)。

public class TestCallable implements Callable {
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(i);
        }
        return "线程执行完毕";
    }
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        TestCallable callable = new TestCallable();
        FutureTask<String> task = new FutureTask<String>(callable);
        new Thread(task).start();
        System.out.println(task.get());
    }
}

线程的生命周期

1、新建状态（New）：新创建了一个线程对象。

2、就绪状态（Runnable）：线程对象创建后，其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，变得可运行，等待获取CPU的使用权。

3、运行状态（Running）：就绪状态的线程获取了CPU，执行程序代码。

4、阻塞状态（Blocked）：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种：

（一）、等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，JVM会把该线程放入等待池中。

（二）、同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池中。

（三）、其他阻塞：运行的线程执行sleep()或join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。

5、死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

线程同步

线程安全问题：

线程安全问题是指，多个线程对同一个共享数据进行操作时，线程没来得及更新共享数据，从而导致另外线程没得到最新的数据，从而产生线程安全问题。

解决方法：使用同步监视器（锁）synchronized 、lock(ReentrantLock)

同步代码块：

public class ManyThread extends Thread{
    private static int count = 100;  //一百张票，共同的资源
    @Override
    public void run() {
        //同步代码块
        synchronized (this){
            while (count > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);  //休眠一秒
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了一张票，余票"+(--count));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ManyThread manyThread = new ManyThread();
        new Thread(manyThread,"窗口1").start();
        new Thread(manyThread,"窗口2").start();
        new Thread(manyThread,"窗口3").start();
        new Thread(manyThread,"窗口4").start();
    }
}

同步方法：

public class ManyThread extends Thread{
    private static int count = 100;  //一百张票，共同的资源
    //创建ReentrantLock锁对象
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    //使用synchronized同步方法
    @Override
    public synchronized void run() {
            while (count > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);  //休眠一秒
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了一张票，余票"+(--count));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ManyThread manyThread = new ManyThread();
        new Thread(manyThread,"窗口1").start();
        new Thread(manyThread,"窗口2").start();
        new Thread(manyThread,"窗口3").start();
        new Thread(manyThread,"窗口4").start();
    }
}

lock锁的使用：

public class ManyThread extends Thread{
    private static int count = 100;  //一百张票，共同的资源
    //创建ReentrantLock锁对象
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    @Override
    public void run() {
            lock.lock();
            while (count > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);  //休眠一秒
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"卖出了一张票，余票"+(--count));
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            lock.unlock();
    }
    public static void main(String[] args) {
        ManyThread manyThread = new ManyThread();
        new Thread(manyThread,"窗口1").start();
        new Thread(manyThread,"窗口2").start();
        new Thread(manyThread,"窗口3").start();
        new Thread(manyThread,"窗口4").start();
    }
}

Synchronized与lock的区别

相同：二者都可以解决线程安全问题。

不同：synchronized机制在执行完相应的代码逻辑以后，自动的释放同步监视器lock需要手动的启动同步（lock（）），同时结束同步也需要手动的实现（unlock（））（lock的方式更为灵活）。

线程死锁

理解：两个人过独木桥，走到桥中央谁都不让谁。

public class Deadlock {
    public static void main(String[] args) {
        //准备两把锁
        Object o1 = new Object();
        Object o2 = new Object();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //先拿第一把锁
                synchronized (o1){
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("o1过了一半");
                    synchronized (o2){
                        System.out.println("o1过完桥了");
                    }
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //先拿第一把锁
                synchronized (o2){
                    System.out.println("o2过了一半");
                    synchronized (o1){
                        System.out.println("o2过完桥了");
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

解决死锁的办法：

1、减少同步共享变量。

2、采用专门的算法，多个线程之间规定先后执行的顺序，规避死锁问题。

3、减少锁的嵌套。

线程通信

线程间通信可以通过共享变量+wait()+notify()来实现。

wait()将线程进入阻塞状态，notify()将线程唤醒，notifyAll()唤醒所有的线程。

使用前提：这三个方法均只能使用在同步代码块或者同步方法中：

wait 和 sleep的区别?

二者都会让线程进入阻塞状态，有以下区别：

wait是Object的方法 sleep是Thread的方法。

wait会立即释放锁 sleep不会释放锁。

wait后线程的状态是Watting sleep后线程的状态为 Time_Waiting。

生产者消费者模型：指的是有生产者来生产数据，消费者来消费数据，生产者生产满了就不生产了，通知消费者取，等消费了再进行生产。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Factory msg = new Factory();
        Produce produce = new Produce(msg);
        Consumer consumer = new Consumer(msg);
        new Thread(produce,"工厂A").start();
        new Thread(produce,"工厂B").start();
        new Thread(produce,"工厂C").start();
        new Thread(consumer,"店铺D").start();
        new Thread(consumer,"店铺E").start();
    }
}
/**
 * 消息
 */
class Factory{
     int count = 0;   //库存
     //生产一台电脑
     public synchronized void add() throws InterruptedException {
         while (count <= 10){
             //设置最大库存数
             if (count >= 10){
                 wait();
                 //防止溢出
                 continue;
             }
             Thread.sleep(1000);
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产了一台电脑，库存："+(++count));
             notifyAll();
         }
     }
     //消费一台电脑
     public synchronized void pull() throws InterruptedException {
        while (count >= 0){
            if (count <= 0){
                wait();
                continue;
            }
            Thread.sleep(500);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消费了一台电脑，库存："+(--count));
            notifyAll();
        }
     }
}
/**
 * 生产者
 */
class Produce implements Runnable{
    private Factory factory;
    public Produce(Factory factory) {
        this.factory = factory;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            factory.add();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
/**
 * 消费者
 */
class Consumer implements Runnable{
    private Factory factory;
    public Consumer(Factory factory) {
        this.factory = factory;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            factory.pull();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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