Java基础之线程与多线程操作详解

进程与线程

进程：同一个操作系统中执行的一个子程序，包含了三部分：虚拟CPU、代码、数据。

多进程：同一个操作系统中执行的多个并行的子程序，可以提高CPU的使用率。 线程：在同一个进程当中执行的子程序流。

多线程：在同一个进程当中并发执行的多个子程序流，可以提高CPU的使用率。

进程与线程的区别：

进程有独立的进程空间，进程的数据存放在空间（堆空间和栈空间）是独立的。

线程的堆空间是共享的，栈空间是独立的，线程消耗的资源也比进程小，相互之间是可以影响的。

线程编程的两种方法

一.将类声明为 Thread 的子类。该子类应重写 Thread 类的 run 方法。接下来可以分配并启动该子类的实例。例如

class PrimeThread extends Thread {
long minPrime;
PrimeThread(long minPrime) {
this.minPrime = minPrime;
}

public void run() {
// compute primes larger than minPrime
. . .
}
}

然后可以通过下列代码来启动线程：

PrimeThread p = new PrimeThread(143);
p.start();

二. 声明实现 Runnable 接口的类。该类然后实现 run 方法。然后可以分配该类的实例，在创建 Thread 时作为一个参数来传递并启动。例如

class PrimeRun implements Runnable {
long minPrime;
PrimeRun(long minPrime) {
this.minPrime = minPrime;
}

public void run() {
// compute primes larger than minPrime
. . .
}
}

然后通过下面代码来创建并启动线程：

PrimeRun p = new PrimeRun(143);
new Thread(p).start();

Thread类中的常用方法

currentThread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用（实现接口方式时使用）。

sleep(long millis) 在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行）。休眠时本线程不会去抢夺执行权限，其他的线程之间都会去抢执行权限，不会考虑优先级。

yield() 暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。只给本类或者优先级大于本类优先级的线程去抢。

join() 等待线程终止。放在start()前面则没有用处

setDacemon(boolean on) 将该线程标记为守护线程，守护线程需要依赖其他线程，会在虚拟机停止的时候停止。

注意wait()，nitify()，notifyAll()方法都是Object类中方法，不要搞混。

线程的生命周期

初始状态：此时线程只是出于JVM进程中，知识创建了一个线程对象，并没有真正开始运行。

可行动状态：调用线程对象的start()方法，此时线程才真正的被创建，进入可运行状态，等待CPU的调度。即”万事俱备，只欠CPU”。

运行状态：正在运行的线程，此时它拥有CPU的执行权。

阻塞状态：运行状态的线程，如果正在等待用用户输入或调用了sleep()和join()等方法都会导致线程进入到阻塞状态，注意从阻塞状态出来的线程不一定马上回到运行状态，而是重新回到可运行状态，等待CPU的再次调度。

等待队列状态：一个线程调用一个对象的wait()方法会自动放弃该对象的锁标记，进入等待队列状态，只有当有另外一线程调用临界资源的notify()或notifyAll()方法（建议多使用notifyAll方法），才会将等待队列中的线程释放，此线程进入锁池状态。

锁池状态：每个对象都有互斥锁标记，以防止对临界资源的访问造成数据的不一致，和数据的不完整性。一个线程拥有一个对象的锁标记后，另一对象想访问该对象，必须在锁池中等待，由系统决定哪个线程拿到锁标记并运行，注意从锁池状态出来的线程不是马上回到运行状态，而是重新回到可运行状态，等待CPU的再次调度。

终止状态：一个线程运行结束后成为终止状态，一个进程只有所有的线程退出后才会终止。

多线程的同步

多线程并发的访问同一个对象（临界资源），如果不对线程进行同步控制，破坏了原子操作（不可再分的操作），则会造成临界资源（两个线程同时访问的资源）的数据不一致

每个对象都有一个互斥的锁标记和一个锁池。当线程拥有这个对象的锁标记时才能访问这个资源，没有锁标记便进入锁池，保证在同步代码块中只有一个线程，解决了多线程同步控制的问题。

java中使用synchronize关键字来对对象或方法设置同步锁，关于次关键字的用法请参看博客Java之synchronize

注意：

在同步语句块中不能直接操作对象锁正在使用的对象。

对象与锁一一对应。

同步依赖对象锁，锁对象相同，同步语句串行，锁对象不同，同步语句并行。

能不用同步就不用同步，由数据共享冲突时才使用同步。

线程间通信使用的空间称之为对象的等待队列，该队列也是属于对象的空间的。使用Object类的wait方法，在运行状态中，线程调用对象的wait()方法，此时表明线程将释放自己所有的锁标记和CPU的占用，同时进入这个对象的等待池。等待池的状态也是阻塞状态，只不过线程释放自己的锁标记。只有在对该对象加锁的同步代码块里才能调用该对象的wait()方法，表示线程将会释放掉所有锁标记，进入等待序列，线程将进入等待队列状态。

一个线程进入了一个队对象加锁的同步代码块，并对该对象调用了wait方法，释放自己拥有的所有锁标记，进入该对象的等待队列，另一个线程获得了该对象的锁标记，进入代码块对该对象调用了notify()或notifyAll()方法，就会在等待队列里释放出线程。进入到锁池状态中。

注意：

使用notifyAll代替notify，因为在调用notify方法时，石油系统决定释放哪个线程。

只能对加锁的资源进行wait和notify。

判断是否进行等待wait时，用while代替if进行判断。