JAVA进阶知识点总结（3）— 多线程
2014-05-17 19:28
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进程线程的概念：
进程：是一个正在执行中的程序。
每一个进程执行都一个执行顺序，该顺序是一个执行路径，或叫一个控制单元。
线程：就是进程中的一个独立的控制单元
线程控制着进程的执行，一个进程至少有一个线程。
Java VM启动的时候会有一个进程Java.exe。，该进程中至少一个线程负责Java程序的执行。
而且这个线程运行的代码存在 于main方法中，该线程称之为主线程。
扩展：其实更细节说明JVM，JVM启动不止一个线程，还有负责垃圾回收机制线程。
1、如何在自定义的代码中，自定义一个线程呢？
通过API的查找，Java已经提供了对线程这类事物的描述，就Thread类。
创建线程的第一种方法：继承Thread类。
步骤：
1、定义类继承Thread
2、复写Thread类中的run方法。
目的：将自定义代码存储在run方法中，让线程运行。
3、调用线程的start()方法。
该方法两个作用：启动线程、调用run方法。
线程知识：
发现运行结果每一次都不同。
因为多个线程获取CPU的执行权，CPU执行到谁，谁就运行。明确一点，在某个时刻，只能有一个程序在运行。（多核除外）
CPU在作者快速的切换，以达到看上去同时运行的效果。
我们可以形象把多线程的运行行为在互相抢夺CPU的执行权。
这就是多线程的一个特性：随机性。谁抢到谁运行，至于运行多长，CPU说了算。
为什么要覆run方法呢？
Thread类用于描述线程。该类就定义了一个功能，用于存储线程要运行的代码。该存储功能是run方法。也就是说
Thread类中的run方法，用与存储线程要运行的代码。
原来线程都有自己默认的名称。
Thread - 编号 该编号是从0开始
static Thread currentThread()：获取当前线程对象。
getname()：获取线程名称。
设置线程名称：setname 或者构造函数。
创建线程的第二种方式：实现Runnable接口
步骤：
1、定义类实现Runnable接口
2、覆盖Runnable接口中的方法，将线程要运行的代码存放在该run方法中
3、通过Thread类建立线程对象
4、将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。
为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数呢？
因为自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。所以要让线程去指定对象的run方法。就必须明确该run方法所属对象。
实现方式和继承方式有什么区别呢？
实现方式好处：避免了单继承的局限性。
在定义线程时，建议使用实现方式,它不影响继承其他类，也不影响实现其他接口，只是让该类多了线程的能力，
显然这样做使得程序更加灵活。
两种方式的区别：
继承Thread：线程代码存放Thread子类run方法中。
实现Runnable：线程代码存在接口的子类的run方法中。
通过分析，发现，打印出0，-1，-2等错票。多线程出现了安全问题。
问题的原因：
当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来执行，导致共享数据的错误。
解决办法：
对多条语句操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完。在执行过程中，其他线程不可以参与执行。
Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方法。就是同步代码块。
synchronized(对象)
{
需要被同步的代码
}
对象如同锁。持有锁的线程可以在同步中执行。没有持有锁的线程即使获取CPU的执行权，也进不去，因为没有获取锁。
例子：火车上的卫生间—经典
同步的前提：
1、必须要有两个或者两个以上的线程
2、必须是多个线程使用同一个锁
必须保证同步中只能有一个线程在运行。
好处：解决了多线程的安全问题。
弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源。
需求：银行有一个金库，有两个储户分别存300元，每次存100，存三次。
目的：该程序是否有安全问题，如果有，如何解决？
如何找问题？
1、明确哪些代码是多线程代码。
2、明确共享数据
3、明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享语句的
同步函数用的是哪一个锁呢？
函数需要被对象调用。那么函数都有一个所属对象调用。就是this
所以同步函数使用的函数是this。
通过程序进行验证，使用两个线程来买票。
一个线程在同步代码块中。
一个线程在同步代码块中
都在执行买票动作。
如果同步函数被静态修饰后，使用的锁是什么呢？
通过验证，发现不再是this，因为静态方法中也不可以定义this。
静态进内存时，内存中没有本类对象，但是一定有该类对应的字节码文件对象。 类名.class 该对象的类型是class
静态的同步方法，使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。 类名.class
线程间通信：其实就是多个线程在操作同一个资源，但是操作的动作不同
例子：
思考1：wait(),notify(),notifyall()用来操作线程，为什么定义在Object类中？
1、这些方法存在同步中
2、使用这些方法必须要表示所属的同步的锁
3、锁可以是任意对象，所以任意对象调用的方法一定定义在Object中
wait(),notify(),notifyall()
都使用在同步中，因为要对持有监视器（锁）的线程操作。所以要使用在同步中，因为只有同步才具有锁。
为什么这些操作线程的方法要定义Object类中？为什么不再Thread类中呢？
因为这些方法在操作同步中线程时，都必须要标识它们所操作线程只有的锁，只有同一个锁上的被等待线程，可以被同一个锁上notify唤醒
不可以对不同锁中的线程进行唤醒，也就是说等和唤醒必须是同一个锁。而锁可以是任意对象，所以可以被任意对象调用的方法定义在Object类中
思考2：wait(),sleep()有什么区别？
wait()：释放资源，释放锁。
sleep()：释放资源，不是锁。
JDK1.5中提供了多线程升级解决方案：
将同步synchronized替换成了显式的Lock操作。
将Objexct中的wait,notify,notifyAll,替换了Condition对象，该对象可以对Lock锁进行获取，示例中，实现了本方只唤醒对方操作。
stop方法已经过时，如何停止线程？
只有一种run方法结束。开启多线程运行，运行代码通常是循环结构。只要控制住循环，就可以让run方法结束，也就是线程结束。
特殊情况：
当线程处于了冻结状态，就不会读取到标记，那么线程就不会结束。
当没有指定的方式让冻结的线程回复到运行状态时，这是需要对冻结进行清除，强制让线程回复到运行状态中来。这样就可以操作标记让线程结束
Thread类提供方法interrupt()；
join()：
当线程A执行到了B线程的join()方法时，A就会等待。等B线程都执行完，A才会执行。
public final void setDaemon(boolean on)
将该线程标记为守护线程或用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机推出。该方法在启动线程前调用。true，则标记为守护
进程：是一个正在执行中的程序。
每一个进程执行都一个执行顺序，该顺序是一个执行路径，或叫一个控制单元。
线程：就是进程中的一个独立的控制单元
线程控制着进程的执行，一个进程至少有一个线程。
Java VM启动的时候会有一个进程Java.exe。，该进程中至少一个线程负责Java程序的执行。
而且这个线程运行的代码存在 于main方法中，该线程称之为主线程。
扩展：其实更细节说明JVM，JVM启动不止一个线程，还有负责垃圾回收机制线程。
1、如何在自定义的代码中，自定义一个线程呢？
通过API的查找，Java已经提供了对线程这类事物的描述，就Thread类。
创建线程的第一种方法：继承Thread类。
步骤：
1、定义类继承Thread
2、复写Thread类中的run方法。
目的：将自定义代码存储在run方法中，让线程运行。
3、调用线程的start()方法。
该方法两个作用：启动线程、调用run方法。
线程知识：
发现运行结果每一次都不同。
因为多个线程获取CPU的执行权，CPU执行到谁，谁就运行。明确一点，在某个时刻，只能有一个程序在运行。（多核除外）
CPU在作者快速的切换，以达到看上去同时运行的效果。
我们可以形象把多线程的运行行为在互相抢夺CPU的执行权。
这就是多线程的一个特性：随机性。谁抢到谁运行，至于运行多长，CPU说了算。
为什么要覆run方法呢？
Thread类用于描述线程。该类就定义了一个功能，用于存储线程要运行的代码。该存储功能是run方法。也就是说
Thread类中的run方法，用与存储线程要运行的代码。
原来线程都有自己默认的名称。
Thread - 编号 该编号是从0开始
static Thread currentThread()：获取当前线程对象。
getname()：获取线程名称。
设置线程名称：setname 或者构造函数。
创建线程的第二种方式：实现Runnable接口
步骤：
1、定义类实现Runnable接口
2、覆盖Runnable接口中的方法，将线程要运行的代码存放在该run方法中
3、通过Thread类建立线程对象
4、将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。
为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数呢？
因为自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。所以要让线程去指定对象的run方法。就必须明确该run方法所属对象。
实现方式和继承方式有什么区别呢？
实现方式好处：避免了单继承的局限性。
在定义线程时，建议使用实现方式,它不影响继承其他类，也不影响实现其他接口，只是让该类多了线程的能力，
显然这样做使得程序更加灵活。
两种方式的区别：
继承Thread：线程代码存放Thread子类run方法中。
实现Runnable：线程代码存在接口的子类的run方法中。
/*
需求：简单的买票程序（多个窗口卖票）
*/
class Ticket extends Runnable
{
private int tick=100;
public void run()
{
while(true)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getname()+"sale"+tick++);
}
}
}
class Threadtest
{
public static void main(String[] args)
{
Ticket t=new Ticket();
Thread t1=new Thread();
Thread t2=new Thread();
Thread t3=new Thread();
Thread t4=new Thread();
d1.start();
d2.start();
d3.start();
d4.start();
}
}通过分析，发现，打印出0，-1，-2等错票。多线程出现了安全问题。
问题的原因：
当多条语句在操作同一个线程共享数据时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没有执行完，另一个线程参与进来执行，导致共享数据的错误。
解决办法：
对多条语句操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完。在执行过程中，其他线程不可以参与执行。
Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决方法。就是同步代码块。
synchronized(对象)
{
需要被同步的代码
}
对象如同锁。持有锁的线程可以在同步中执行。没有持有锁的线程即使获取CPU的执行权，也进不去，因为没有获取锁。
例子：火车上的卫生间—经典
同步的前提：
1、必须要有两个或者两个以上的线程
2、必须是多个线程使用同一个锁
必须保证同步中只能有一个线程在运行。
好处：解决了多线程的安全问题。
弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源。
需求：银行有一个金库，有两个储户分别存300元，每次存100，存三次。
目的：该程序是否有安全问题，如果有，如何解决？
如何找问题？
1、明确哪些代码是多线程代码。
2、明确共享数据
3、明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享语句的
同步函数用的是哪一个锁呢？
函数需要被对象调用。那么函数都有一个所属对象调用。就是this
所以同步函数使用的函数是this。
通过程序进行验证，使用两个线程来买票。
一个线程在同步代码块中。
一个线程在同步代码块中
都在执行买票动作。
如果同步函数被静态修饰后，使用的锁是什么呢？
通过验证，发现不再是this，因为静态方法中也不可以定义this。
静态进内存时，内存中没有本类对象，但是一定有该类对应的字节码文件对象。 类名.class 该对象的类型是class
静态的同步方法，使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。 类名.class
线程间通信：其实就是多个线程在操作同一个资源，但是操作的动作不同
例子：
思考1：wait(),notify(),notifyall()用来操作线程，为什么定义在Object类中？
1、这些方法存在同步中
2、使用这些方法必须要表示所属的同步的锁
3、锁可以是任意对象，所以任意对象调用的方法一定定义在Object中
wait(),notify(),notifyall()
都使用在同步中，因为要对持有监视器（锁）的线程操作。所以要使用在同步中，因为只有同步才具有锁。
为什么这些操作线程的方法要定义Object类中？为什么不再Thread类中呢？
因为这些方法在操作同步中线程时，都必须要标识它们所操作线程只有的锁，只有同一个锁上的被等待线程，可以被同一个锁上notify唤醒
不可以对不同锁中的线程进行唤醒，也就是说等和唤醒必须是同一个锁。而锁可以是任意对象，所以可以被任意对象调用的方法定义在Object类中
思考2：wait(),sleep()有什么区别？
wait()：释放资源，释放锁。
sleep()：释放资源，不是锁。
JDK1.5中提供了多线程升级解决方案：
将同步synchronized替换成了显式的Lock操作。
将Objexct中的wait,notify,notifyAll,替换了Condition对象，该对象可以对Lock锁进行获取，示例中，实现了本方只唤醒对方操作。
stop方法已经过时，如何停止线程？
只有一种run方法结束。开启多线程运行，运行代码通常是循环结构。只要控制住循环，就可以让run方法结束，也就是线程结束。
特殊情况：
当线程处于了冻结状态，就不会读取到标记，那么线程就不会结束。
当没有指定的方式让冻结的线程回复到运行状态时，这是需要对冻结进行清除，强制让线程回复到运行状态中来。这样就可以操作标记让线程结束
Thread类提供方法interrupt()；
join()：
当线程A执行到了B线程的join()方法时，A就会等待。等B线程都执行完，A才会执行。
public final void setDaemon(boolean on)
将该线程标记为守护线程或用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机推出。该方法在启动线程前调用。true，则标记为守护
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