java多线程

参考及转载： https://blog.youkuaiyun.com/tornado886/article/details/4524346 http://www.wityx.com/post/666_1_1.html

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线程的状态及生命周期

多线程的两种实现方式

1、继承Thread类

重写run方法->创建对象，调用start()方法

 

2、实现Runnable接口

重写run方法->创建对象->创建线程对象->线程对象调用start方法

基于java的单继承性，推荐使用第二种Runnable接口方法

 

终止线程（未完）

线程的优先级（未完）

线程类中的主要方法（未完）

线程休眠（未完）

Object类中线程的方法（未完）

线程同步

有时两个或多个线程可能会试图同时访问一个资源，为了确保在任何时间点一个共享的资源只被一个线程使用，必须使用“同步”

实现线程同步的五种方法：

1、使用synchronized关键字

分为两种：

              1）给方法加synchronized修饰符

              2）给代码块加synchronized修饰符

1）给方法加：

给一个方法增加synchronized修饰符之后就可以使它成为同步方法，这个方法可以是静态方法和非静态方法，但是不能是抽象类的抽象方法，也不能是接口中的接口方法。

         由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时， 内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。

         注： synchronized关键字修饰静态方法时，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类。

2）给代码块加：

需指定对象

同步方法和同步块之间的相互制约只限于同一个对象之间，所以静态同步方法只受它所属类的其它静态同步方法的制约，而跟这个类的实例（对象）没有关系。

        注：同步是高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。

 

注：synchronized 关键字是用于保护“共享数据”。

以下为错误案例：

 

2、使用wait()和notify()

wait()：使一个线程处于等待状态，并且释放所持有的对象的lock；

sleep()：使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉InterruptedException异常；

notify()：唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级；

notifyAll()：唤醒所有处入等待状态的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁，而是让它们竞争；

 

3、使用特殊域变量(volatile)实现线程同步

Java语言提供了一种稍弱的同步机制，即volatile变量，用来确保将变量的更新操作通知到其他线程。当把变量声明为volatile类型后，编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的，因此不会将该变量上的操作与其他内存操作一起重排序。volatile变量不会被缓存在寄存器或者对其他处理器不可见的地方，因此在读取volatile类型的变量时总会返回最新写入的值。

在访问volatile变量时不会执行加锁操作，因此也就不会使执行线程阻塞，因此volatile变量是一种比sychronized关键字更轻量级的同步机制

         当对非 volatile 变量进行读写的时候，每个线程先从内存拷贝变量到CPU缓存中。如果计算机有多个CPU，每个线程可能在不同的CPU上被处理，这意味着每个线程可以拷贝到不同的 CPU cache 中。而声明变量是 volatile 的，JVM 保证了每次读变量都从内存中读，跳过 CPU cache 这一步。

 

4、使用可重入锁实现线程同步

在JDK中独占锁的实现除了使用关键字synchronized外，还可以使用ReentrantLock。虽然在性能上ReentrantLock和synchronized没有什么区别，但ReentrantLock相比synchronized而言功能更加丰富，使用起来更为灵活，也更适合复杂的并发场景。

ReentrantLock和synchronized的区别：

1）ReentrantLock和synchronized都是独占锁，只允许线程互斥的访问临界区。但是实现上两者不同：synchronized加锁解锁的过程是隐式的，用户不用手动操作，优点是操作简单，但显得不够灵活。一般并发场景使用synchronized的就够了；ReentrantLock需要手动加锁和解锁，且解锁的操作尽量要放在finally代码块中，保证线程正确释放锁。ReentrantLock操作较为复杂，但是因为可以手动控制加锁和解锁过程，在复杂的并发场景中能派上用场。

2）ReentrantLock和synchronized都是可重入的。synchronized可以放在被递归执行的方法上，且不用担心线程最后能否正确释放锁；而ReentrantLock在重入时要确保重复获取锁的次数必须和重复释放锁的次数一样，否则可能导致其他线程无法获得该锁。

ReentrantLock的额外功能：

1）ReentrantLock可以实现公平锁；

         公平锁是指当锁可用时，在锁上等待时间最长的线程将获得锁的使用权。而非公平锁则随机分配这种使用权。和synchronized一样，默认的ReentrantLock实现是非公平锁，因为相比公平锁，非公平锁性能更好。当然公平锁能防止饥饿，某些情况下也很有用。

2）ReentrantLock可以响应中断；

         当使用synchronized实现锁时，阻塞在锁上的线程除非获得锁，否则将一直等待下去，也就是说这种无限等待获取锁的行为无法被中断。而ReentrantLock给我们提供了一个可以响应中断的获取锁的方法lockInterruptibly()，该方法可以用来解决死锁问题。

3）获取锁限时等待；

        提供了获取锁限时等待的方法tryLock()，可以选择传入时间参数,表示等待指定的时间，可以使用该方法配合失败重试机制来更好的解决死锁问题。

 

5、使用局部变量（ThreadLocal）实现线程同步

ThreadLocal从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。

概括来说，对于多线程资源共享的问题，其他方法采用了“以时间换空间”的方式，而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。

ThreadLocal接口类方法

void set(T value)：设置当前线程的线程局部变量的值。

public T get()：该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。

public void remove()：将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收，所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度。

initialValue()：返回该线程局部变量的初始值，这个方法是一个延迟调用方法，在线程第1次调用get()或set(T)时才执行，并且仅执行1次

 

 

 

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thread中的run()和start()

1.start（）方法来启动线程，真正实现了多线程运行，这时无需等待run方法体代码执行完毕而直接继续执行下面的代码：

通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程，
这时此线程是处于就绪状态，
并没有运行。
然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行操作的，
这里方法run()称为线程体，
它包含了要执行的这个线程的内容，
Run方法运行结束，
此线程终止，
而CPU再运行其它线程，

 2.run（）方法当作普通方法的方式调用，程序还是要顺序执行，还是要等待run方法体执行完毕后才可继续执行下面的代码：

而如果直接用Run方法，
这只是调用一个方法而已，
程序中依然只有主线程--这一个线程，
其程序执行路径还是只有一条，
这样就没有达到写线程的目的。

 

例：

对应第一种：

 

对应第二种：

public static void main(String[] args) {
Thread t=new Thread(){
public void run(){
pong();
}
};
t.run();
System.out.println("ping");
}
static void pong(){
System.out.println("pong");
}
A. pingpong
B. pongping
C. pingpong和pongping都有可能
D. 都不输出
答案：B
分析：启动线程需要调用start()方法，而t.run()方法，则是使用对象名.分析：启动线程需要调用start()方法，而t.run()方法，则是使用对象名.

 

关于sleep()和wait()，以下描述错误的一项是（）
A. sleep是线程类（Thread）的方法，wait是Object类的方法
B. Sleep不释放对象锁，wait放弃对象锁
C. Sleep暂停线程、但监控状态任然保持，结束后会自动恢复
D. Wait后进入等待锁定池，只针对此对象发出notify方法后获取对象锁进入运行状态。
答案：D
分析：针对此对象的notify方法后获取对象锁并进入就绪状态，而不是运行状态。另外针对此对象的notifyAll方法后也可能获取对象锁并进入就绪状态，而不是运行状态

 

以下锁机机制中，不能保证线程安全的是（）
A. Lock
B. Synchronized
C. Volatile
答案：C

 

下面所述步骤中，是创建进程做必须的步骤是（）
A. 由调度程序为进程分配CPU
B. 建立一个进程控制块
C. 为进程分配内存
D. 为进程分配文件描述符
答案：BC