Java 线程
Java 线程
1、程序(program)
概念：为了完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码。
2、进程(process)
概念：程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。
说明：进程作为资源分配的单位，系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域。
3、线程(thread)
概念：进程可进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路径。
说明：线程作为调度和执行的单位，每个线程拥独立的运行栈和程序计数器(pc)，线程切换的开销小。
4、内存结构：
5、进程可以细化为多个线程
每个线程，拥有自己独立的：JVM虚拟机栈、程序计数器。
多个线程，共享同一个进程中的结构：方法区、堆。
一个Java应用程序java.exe，其实至少三个线程
说明：main()主线程，gc()垃圾回收线程，Exception异常处理线程。当然如果发生异常，会影响主线程。
6、并行与并发的理解
并行：多个CPU同时执行多个任务。比如：多个人同时做不同的事。
并发：一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如：秒杀、多个人做同一件事。
7、创建多线程的两种方式
方式一：继承Thread类的方式：
- 创建一个继承于Thread类的子类；、
- 重写Thread类的run() --> 将此线程执行的操作声明在run()中；
- 创建Thread类的子类的对象；
- 通过此对象调用start()：4.1 启动当前线程； 4.2 调用当前线程的run()；
说明两个问题：
问题一：我们启动一个线程，必须调用start()，不能调用run()的方式启动线程。
问题二：如果再启动一个线程，必须重新创建一个Thread子类的对象，调用此对象的start()方法。
方式二：实现Runnable接口的方式：
- 创建一个实现了Runnable接口的类；
- 实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()；
- 创建实现类的对象；
- 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象；
- 通过Thread类的对象调用start()；
两种方式的对比：
开发中：优先选择：实现Runnable接口的方式
原因：
- 实现的方式没有类的单继承性的局限性。
- 实现的方式更适合用来处理多个线程共享数据的情况。
联系：public class Thread implements Runnable{}
相同点：两种方式都需要重写run(),将线程要执行的逻辑声明在run()中。
? 目前两种方式，要想启动线程，都是调用的Thread类中的start()。
8、Thread的生命周期
9、Thread类常用的方法:
- start():启动当前线程；调用当前线程的run()。
- run(): 通常需要重写Thread类中的此方法，将创建的线程要执行的操作声明在此方法中。
- currentThread():静态方法，返回执行当前代码的线程。
- getName():获取当前线程的名字。
- setName():设置当前线程的名字。
- yield():释放当前cpu的执行权。
- join():在线程a中调用线程b的join(),此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b完全执行完以后，线程a才结束阻塞状态。
stop():已过时。当执行此方法时，强制结束当前线程。- sleep(long millitime):让当前线程“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内，当前线程是阻塞状态。
- isAlive():判断当前线程是否存活。
10、线程的优先级
MAX_PRIORITY：10
MIN_PRIORITY：1
NORM_PRIORITY：5 -->默认优先级
11、如何获取和设置当前线程的优先级
getPriority():获取线程的优先级
setPriority(int p):设置线程的优先级
说明：高优先级的线程要抢占低优先级线程 cpu 的执行权。但是只是从概率上讲，高优先级的线程高概率的情况下被执行。并不意味着只当高优先级的线程执行完以后，低优先级的线程才执行。
线程通信：wait()/notify()/notifyAll():此三个方法定义在Object类中的。
12、补充：线程的分类
一种是守护线程，一种是用户线程。
13、Java线程的同步机制
方式一：同步代码块
synchronized(同步监视器){
//需要被同步的代码
}
说明：
- 操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码。-->不能包含代码多了，也不能包含代码少了。
- 共享数据：多个线程共同操作的变量。比如：ticket就是共享数据。
- 同步监视器，俗称：锁。任何一个类的对象，都可以充当锁。
要求：
多个线程必须要共用同一把锁。
补充：
- 在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。
- 在继承Thread类创建多线程的方式中，慎用this充当同步监视器，考虑使用当前类充当同步监视器。
方式二：同步方法如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的。
关于同步方法的总结：
- 同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明。
- 非静态的同步方法，同步监视器是：this
? 静态的同步方法，同步监视器是：当前类本身
方式三：Lock锁 --- JDK5.0新增
利弊
-
同步的方式，解决了线程的安全问题。---好处
-
操作同步代码时，只能一个线程参与，其他线程等待。相当于是一个单线程的过程，效率低。
14、死锁的理解
不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁。
15、线程通信涉及到的三个方法
- wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。
- notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。
- notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。
16、面试题
面试题：sleep() 和 wait()的异同？
-
相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。
-
不同点：
-
1 两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait()。
-
2 调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中。
-
3 关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。
-
17、JDK5.0新增线程创建的方式
//1.创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable{
//2.实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中
@Override
public Object call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(i);
sum += i;
}
}
return sum;
}
}
public class ThreadNew {
public static void main(String[] args) {
//3.创建Callable接口实现类的对象
NumThread numThread = new NumThread();
//4.将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象
FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
//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()
new Thread(futureTask).start();
try {
//6.获取Callable中call方法的返回值
//get()返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call()的返回值。
Object sum = futureTask.get();
System.out.println("总和为：" + sum);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
新增方式二：使用线程池
class NumberThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i <= 100;i++){
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
}
}
}
}
class NumberThread1 implements Runnable{
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i <= 100;i++){
if(i % 2 != 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
}
}
}
}
public class ThreadPool {
public static void main(String[] args) {
// 1. 提供指定线程数量的线程池
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;
// 设置线程池的属性
// System.out.println(service.getClass());
// service1.setCorePoolSize(15);
// service1.setKeepAliveTime();
// 2.执行指定的线程的操作。需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
service.execute(new NumberThread());//适合适用于Runnable
service.execute(new NumberThread1());//适合适用于Runnable
// service.submit(Callable callable);//适合使用于Callable
// 3.关闭连接池
service.shutdown();
}
}
18、创建线程的四种方式：
//创建线程方式1
new Thread(){
@Override
public void run() {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
sum += i;
}
System.out.println(sum);
}
}.start();
//创建线程方式2
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
sum += i;
}
System.out.println(sum);
}
}).start();
//创建线程方式3
FutureTask futureTask = new FutureTask(new Callable() {
@Override
public Object call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
sum += i;
}
return sum;
}
});
new Thread(futureTask).start();
System.out.println(futureTask.get());
// 创建线程方式4
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor)service;
service.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
sum += i;
}
System.out.println(sum);
}
});
service.shutdown();