多线程和同步锁

进程和线程

并发和并行

• 并发：同一时刻，多个任务交替执行，造成一种“貌似同时”的错觉，单核CPU执行多任务的过程叫做并发
• 并行：同一时刻，多个任务同时执行，多核CPU同时执行，实现并行

CPU时间片轮转

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CPU把时间分成片，我们叫做时间片，一个片为20毫秒，也就是说一个程序的运算值给20毫秒的时间，时间一到，则马上运算另一个程序的数据。这样做虽然没有使得CPU性能得到充分发挥，但是做到了用户友好性。

进程

1. 进程是资源（CPU、内存等）分配的基本单位，它是程序执行时的一个实例。
2. 程序运行时系统就会创建一个进程，并为它分配资源，然后把该进程放入进程就绪队列
3. 进程调度器选中它的时候就会为它分配CPU时间，程序开始真正运行。

线程

• 线程是程序执行时的最小单位，它是进程的一个执行流，是CPU调度和分派的基本单位。
• 一个进程可以由很多个线程组成，线程间共享进程的所有资源，每个线程有自己的堆栈和局部变量。
  **线程由CPU独立调度执行，在多CPU环境下就允许多个线程同时运行。**同样多线程也可以实现并发操作，每个请求分配一个线程来处理。
• 线程的五个状态：新建、就绪、运行、阻塞、死亡，其中阻塞是因为线程需要调用的资源被其他线程占用，需要等待资源释放才能进入到就绪态，等待CPU执行线程进入运行态

创建线程的两种方法

使用线程：

1. 定义线程
2. 创建线程对象
3. 启动线程
4. 终止线程：线程进入死亡状态，所有资源被释放

1、继承Thread类，重写run()方法：

/**
 * @Author: 李文波
 * @Date: 2023/1/6 9:36
 * Description: 使用继承Thread并重写run()方法的办法来使用线程
 *              需要线程去完成的功能代码写在run方法中
 *              当run方法中的代码执行完，线程就死亡，资源会被释放
 * @return: void
 */
class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("子线程--" + i);
        }
    }
}

2、实现你Runnable接口，重写run()方法：

注意：

//使用实现接口的方式来创建线程
        //实现接口的方式是没有start方法启动的
        //用Thread变成宿主,把这个线程对象寄生到Thread类中
        Mythread_ofImplementInterface mtii = new Mythread_ofImplementInterface();
        Thread thread1 = new Thread(mtii);
        thread1.setName("子线程二 ");
        thread1.start();

线程阻塞原因
1、线程执行了Thread.sleep(int n)方法，线程放弃CPU，睡眠n毫秒,然后恢复运行。

2、线程要执行一段同步代码，由于无法获得相关的同步锁，只好进入阻塞状态，等到获得了同步锁，才能恢复运行。

3、线程执行了一个对象的wait()方法，进入阻塞状态，只有等到其他线程执行了该对象的notify()或notifyAll()方法，才可能将其唤醒。

4、线程执行I/O操作或进行远程通信时，会因为等待相关的资源而进入阻塞状态。例如，当线程执行System.in.read()方法时，如果用户没有向控制台输入数据，则该线程会一直等读到了用户的输入数据才从read()方法返回。进行远程通信时，在客户程序中，线程在以下情况可能进入阻塞状态。

5、请求与服务器建立连接时，即当线程执行Socket的带参数的构造方法，或执行Socket的connect()方法时，会进入阻塞状态，直到连接成功，此线程才从Socket的构造方法或connect()方法返回。

6、线程从Socket的输入流读取数据时，如果没有足够的数据，就会进入阻塞状态，直到读到了足够的数据，或者到达输入流的末尾，或者出现了异常，才从输入流的read()方法返回或异常中断。输入流中有多少数据才算足够呢?这要看线程执行的read()方法的类型。

为何启动进程的时候用 start调用 而不是直接调用run()方法：

因为start()方法会调用start0()方法，该方法调用之后欧，线程并不会马上执行，而是会变成可运行状态，具体什么时候执行，还需要看CPU调度

线程的常用调度方法：

方法名称	参数列表	返回值	方法效果
setPriority	int	void	更改线程的优先级，优先级是1-10,1最低，10最高
sleep	long millis	void	设置线程休眠millis毫秒
join		void	等待该线程终止，比如t1.join();那么t1就抢占CPU资源，其他线程要等t1死亡之后才能运行
join	long millis	void	等待该线程终止，不过最多只能等待millis毫秒
static yield		void	暂停执行当前线程，等待其他线程优先级相同或者更高的线程，当前线程进入就绪状态，不转为阻塞状态，也就是说，可能暂停之后马上又被CPU执行了
interrupt		void	中断线程，由运行态转换为死亡态
wait		void	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。而当前线程排队，等候其他线程调用notify() 或 notifyAll() 方法唤醒，唤醒后等待重新获得对监视器的所有权后才能继续执行
notify		void	一旦执行此方法，那么会唤醒被wait的线程，如果有多个线程被wait，那么唤醒优先级最高的那个
notifyAll		void	一旦执行此方法，那么会唤醒所有被wait的线程

sleep() 与 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。
（4）当调用某一对象的 wait() 方法后，会使当前线程暂停执行，并将当前线程放入对象等待池中，直到调用了 notify() 方法后，将从对象等待池中移出任意一个线程并放入锁标志等待池中，只有锁标志等待池中的线程可以获取锁标志，它们随时准备争夺锁的拥有权。当调用了某个对象的 notifyAll() 方法，会将对象等待池中的所有线程都移动到该对象的锁标志等待池。

synchronized关键字

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意为同步，当一个方法或者代码块被synchronized修饰时，意为着这个方法或者这一段代码块是线程安全的

也就是说，如果当前有一个线程访问到了加锁内容，那么其他线程需要等该线程结束才能对加锁内容进行操作，保证在任意时刻只能有一个线程对加锁内容进行操作。

但是我们一般不推荐锁方法，因为方法并不是所有代码都需要上锁，如果只锁需要上锁的代码块可以提高CPU利用率

1. 如果锁的是方法，那么只需要在权限修饰符后添加synchronized关键字即可
2. 如果锁的是代码块，那么需要使用对象锁

synchronized (obj){
            //代码块内容
        }