JAVA多线程总结

一、概念：
1、什么是多任务
多任务就是在同一时间做多件事情，如边吃饭边玩手机等。看起来是多个任务都在做，本质上我们的大脑在同一时间依旧只做了一件件事情

2、什么是程序
程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行含义，是一个静态概念

3、什么叫进程
进程是执行程序的一次过程，它是一个动态概念，是系统资源分配的单位

小结：通常在一个进程是包含若干个线程，进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义，线程是cpu调度和执行的单位

注：很多线程是我们模拟出来的，真是的线程是只多个cup，即多核。如果模拟出来的多线程，即在一个cpu的情况下，在同一个时间的点，cpu只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就会有同时执行的错觉

4、多线程
只有主线程的时候：

开启多线程的时候：

5、多线程的核心概念
1）、线程就是独立的执行路径

2）、在程序运行时，即使自己没有创建多线程，后台也会有很多线程

3）、main()称为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序

4）、在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行和调度由调度器安排调度，调度器与操作系统紧密相关，先后顺序是不能人为干预的。

5）、对同一份资源操作时，会存在资源抢夺问题，需要加并发控制

6）、线程会带来额外的开销，如cup的调度时间，并发控制等

7）、每个线程正在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一

二、多线程的创建

Thread class	继承Thread
Runnable Interface	实现Runnable接口
Callable Interface	实现Callable接口(了解)

1、自定义线程类，继承Thread类，

重写run()方法，编写线程体，

创建线程对象，调用start()方法启动线程

package com.demo01;
// 多线程继承Thread
public class TestThread01 extends Thread{
public static void main(String[] args) {
for(int i = 0; i<20; i++){
System.out.println(i+"我正在学习多线程");
}
TestThread01 t = new TestThread01();
t.start();
}
@Override
public void run(){
for(int i=0;i<20;i++){
System.out.println(i+"开启多线程");
}
}
}

注：线程开启不一定马上执行，由cpu调度

2、实现Runnable接口

自定义类实现Runnable接口

重写run()方法，编写线程执行体

创建线程对象，调用start()方法启动线程体

package com.demo01;
//第二种实现Thread的方法实现Runnable接口
public class TestThread02 implements Runnable{
@Override
public void run(){
for(int i = 0;i < 20; i++){
System.out.println(i+"我在学习多线程");
}
}
public static void main(String[] args) {
for(int i =0;i<20;i++){
System.out.println(i+"正在学习多线程");
}
TestThread02 t1 = new TestThread02();
Thread thread = new Thread(t1);
thread.start();
}
}

3、实现Callable接口(了解)

package com.demo01;
import java.util.concurrent.*;
//创建线程实现Callable接口
public class TestThread05 implements Callable<Boolean> {
@Override
public Boolean call() throws Exception {
for(int i=1;i<=10;i++){
System.out.println("我正在学习"+i);
}
return true;
}
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
TestThread05 t = new TestThread05();
// 创建执行服务
ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
// 提交执行
Future<Boolean> submit = ser.submit(t);
// 获取结果集
Boolean aBoolean = submit.get();
// 关闭服务
ser.shutdownNow();
}
}

小结：

继承Thread类继承Runnable接口
子类继承Thread类具备多线程能力实现Runnable接口具备多线程能力
启动线程：子类对象.start() 启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
不建议使用：避免oop单继承的局限性
推荐使用：避免单继承的局限性，

同一个对象可以被多个线程使用
三、线程的状态

1）、线程停止

建议线程正常停止-->利用次数，不建议死循环

建议使用标志位-->设置一个标志位

package com.StateThread;
//线程的状态
//使线程停止
public class TestThread06 implements Runnable{
private boolean flag = true;
@Override
public void run() {
int i = 0;
while (flag){
System.out.println("线程运行中"+i++);
}
}
// 标志位
public void stop(){
this.flag=false;
}
public static void main(String[] args) {
TestThread06 t = new TestThread06();
new Thread(t).start();
for(int i=0;i<1000;i++){
System.out.println(i);
if(i==900){
System.out.println("线程停止了"+i);
t.stop();
}
}
}
}

2）、线程休眠

package com.StateThread;
//模拟线程休眠
public class TestThread07 implements Runnable{
public static void main(String[] args) {
TestThread07 t = new TestThread07();
new Thread(t).start();
}
@Override
public void run() {
int sum = 10;
while (true){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(sum--);
if(sum==0){
break;
}
}
}
}

注：每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁，Thread.sleep(1000) 1千毫米=1秒

3）、线程礼让

package com.StateThread;
//线程礼让
public class TestThread08 implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程执行开始");
Thread.yield();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程执行结束");
}
public static void main(String[] args) {
TestThread08 t = new TestThread08();
new Thread(t,"小明").start();
new Thread(t,"小红").start();
}
}

注：礼让不一定会成功，要看cpu的心情 Thread.yieId()。

4）、线程插队

Join合并线程，待线程执行完成后再执行其他线程，其他线程阻塞。可以想象成插队。Thread.join()。

package com.StateThread;
//线程插队
public class TestThread09 implements Runnable{
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
TestThread09 t = new TestThread09();
Thread thread = new Thread(t);
thread.start();
for (int i =0;i<500;i++){
if(i==200){
thread.join();
}
System.out.println("main执行"+i);
}
}
@Override
public void run() {
for(int i =0;i<500;i++){
System.out.println("子线程执行VIP"+i);
}
}
}

5）、观察线程状态

Thread.state()。

//观察线程状态
public class TestThread10 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t = new Thread(()->{
for(int i=0;i<5;i++){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("结束");
});
// 线程启动前的状态
Thread.State state = t.getState();
System.out.println(state);
// 线程启动时的状态
t.start();
state = t.getState();
System.out.println(state);
// 线程结束时的状态
while (state != Thread.State.TERMINATED){//只要线程不中止
Thread.sleep(100);
state = t.getState();
System.out.println(state);
}
}
}

6）、线程优先级

线程优先级用数字表示范围从1~10，数字越大优先级越大

要先设置优先级在启动线程

package com.StateThread;
//线程的优先级
public class TestThread11 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->"+Thread.currentThread().getPriority());
test t = new test();
Thread t1 = new Thread(t);
Thread t2 = new Thread(t);
Thread t3 = new Thread(t);
Thread t4 = new Thread(t);
Thread t5 = new Thread(t);
// 1
t1.start();
// 2
t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.start();
// 3
t3.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t3.start();
// 4
t4.setPriority(6);
t4.start();
// 5
t5.setPriority(8);
t5.start();
}
}
class test implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->"+Thread.currentThread().getPriority());
}
}

注：优先级只是意味着获得调度的概率低，并不是优先级低就不会被调度或被晚调度，这都看cpu的心情，人为是没办法干预cpu的调度的

7）、守护线程

1、线程分为用户线程和守护线程

2、虚拟机必须确保用户线程执行完毕(main(主线程))

3、虚拟机不用等待守护线程执行完毕(gc(垃圾回收))

设置方法为： Thread.setPaemon(ture) 默认为:false

package com.StateThread;
//守护线程
public class TestThread12 {
public static void main(String[] args) {
test1 t1 = new test1();
test2 t2 = new test2();
Thread th = new Thread(t2);
th.setDaemon(true);
th.start();
new Thread(t1).start();
}
}
class test1 implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i=0;i<36500;i++){
System.out.println("我一直开心的活着");
}
System.out.println("和这个时间说再见了");
}
}
class test2 implements Runnable{
@Override
public void run() {
while (true){
System.out.println("上帝一直保佑着我");
}
}
}

四、线程同步
1、概念：

线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，前面线程使用完毕，下一个线程在使用。

2、什么是并发：

多个线程操作同一个资源。

3、锁：

每一个对象都有一把锁，解决安全问题。

4、形成条件：

队列+锁

5、同步方法

这套机制就是synchronized关键字，包括两种方法，synchronized方法和synchronized块

缺陷：将一个方法神明为synchronized将会影响效率

package com.Synchrohized;
public class UnSafeTicket {
public static void main(String[] args) {
ticket t =new ticket();
new Thread(t,"1").start();
new Thread(t,"2").start();
new Thread(t,"3").start();
}
}
//多线程
class ticket implements Runnable{
private boolean flag = true;
private int ticket=100;
@Override
public void run() {
while (flag){
try {
Thread.sleep(100);
buyTicket();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//线程停止
public void stop() {
this.flag = false;
}
//买票
public synchronized void buyTicket() throws InterruptedException {
if(ticket<=0){
stop();
return;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买到了第"+ticket--+"张票");
}
}

//synchronized代码块的使用
package com.Synchrohized;
public class UnSafeBank {
public static void main(String[] args) {
Account account = new Account(1000,"存款");
people people = new people(account,50);
people people1 = new people(account,100);
people.start();
people1.start();
}
}
class people extends Thread{
Account account;
int quMoney;
int nowMoney;
public people(Account account,int quMoney){
this.account=account;
this.quMoney=quMoney;
}
//取钱
@Override
public void run(){
synchronized (account){
if(account.money-quMoney<0){
System.out.println("钱不够，取不了");
return;
}
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
account.money = account.money-quMoney;
nowMoney = nowMoney + quMoney;
System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);
System.out.println(this.getName()+"手上的钱为"+nowMoney);
}
}
}
//账户
class Account{
int money;
String name;
public Account(int money, String name) {
this.money = money;
this.name = name;
}
}

五、死锁

1、死锁的概念：

多个线程个占用一些资源，并且等待其他线程占有的资源才能运行，而导致两个或多个线程都在等待对象释放资源。都停止执行的情形，某一个同步块同时拥有两个以上对象的锁时就可能发生死锁的问题

总结：多个线程互相抱着对方需要的资源，然后形成僵持。

package com.Lock;
public class DieLock {
public static void main(String[] args) {
test t = new test(0,"小明");
test t1 = new test(1,"小红");
t.start();
t1.start();
}
}
//手机
class phone{
}
//电脑
class computer{
}
//多线程
class test extends Thread{
// 需要资源只有一份需要static来保证
static phone p = new phone();
static computer c = new computer();
// 选择
int choice;
// 名称
String name;
public test(int choice,String name){
this.choice=choice;
this.name=name;
}
@Override
public void run(){
game();
}
// 选择玩什么
public void game(){
if(choice==0){
synchronized(p){
System.out.println("我正在玩电脑");
synchronized (c){
System.out.println("我想玩手机");
}
}
}else
{
synchronized (c){
System.out.println("我正在玩手机");
synchronized (p){
System.out.println("我想玩电脑");
}
}
}
}
}

六、Lock(锁)

从JDK5.0开始，java提供了更强大的线程同步机制----通过显示定义同锁对象来实现。同步锁使用Lock对象充当。

ReentrantLock类实现了Lock，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全中，比较常用的是ReentrantLock，可以显示加锁和释放锁。

package com.Lock;
//Lock锁
public class ReentrantLock {
public static void main(String[] args) {
TestLock testLock = new TestLock();
new Thread(testLock,"1").start();
new Thread(testLock,"2").start();
new Thread(testLock,"3").start();
}
}
class TestLock implements Runnable{
private int ticketNum=10;
// 定义Lock锁
private final java.util.concurrent.locks.ReentrantLock lock = new java.util.concurrent.locks.ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
// 加锁
lock.lock();
if (ticketNum > 0) {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-----"+ticketNum--);
}else {
break;
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 解锁
lock.unlock();
}
}
}
}