本文深入探讨Java多线程的基本概念，包括进程、线程的创建方式，如继承Thread类、实现Runnable接口及Callable接口。文章还介绍了线程状态、线程同步、死锁、线程通信等高级主题，并讲解了synchronized与Lock锁的区别，以及线程池的使用。
大三java之多线程笔记
前言
程序： 指令和数据的有序集合，是一个静态的概念。
进程： 是执行程序的一次执行过程，它是一 个动态的概念
通常在一个进程中可以包含若干个线程。
进程的三种创建方式
- 继承Thread类
- 覆盖父类的run()方法
- 创建一个子类线程对象
- 启动线程:子类对象. start()
不建议使用:避免00P单继承局限性
public class TestThread1 extends Thread{
//注意：线程不一定立即执行，由 cpu 调度安排
public void run(){
//run方法线程
for (int i = 0; i <20 ; i++) {
System.out.println("我在看代码--"+i);
}
}
public static void main(String[] args) {
//创建一个线程对象
TestThread1 testThread1 =new TestThread1();
//调用start方法开启线程
testThread1.start();
for (int i = 0; i <20 ; i++) {
System.out.println("我在学习--"+i);
}
}
}
- 实现Runnable接口(推荐使用)
- 覆盖接口的run()方法
- 创建一个线程对象
- 启动线程:new Thread(线程对象).start()
推荐使用:避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用
//创建线程方法2:实现runnable接口，重写run方法 ，执行线程需要丢入runnable接口实现类.调用start方法
public class TestThread3 implements Runnable{
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <20 ; i++) {
System.out.println("我在看代码--"+i);
}
}
public static void main(String[] args) {
//创建runnable接口的实现类对象
TestThread3 testThread3=new TestThread3();
//创建线程对象，通过线程对象来开启线程
new Thread(testThread3).start();
for (int i = 0; i <20 ; i++) {
System.out.println("---吃饭---"+i);
}
}
}
- 实现Callable接口(了解即可)
1.需要返回值类型
2.重写call方法，需抛出异常
3.创建目标对象
4.创建执行服务ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
5.提交结果Future result1 = ser.submit(t1 );
6.获取结果boolean r1 = result1 .get()
7.关闭服务ser.shutdowmNow();
静态代理
静态代理模式
真实对象和代理对象都要实现同一个接口
代理对象要代理真实角色
好处：代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
真实对象专注做自己的事情
public class StaticProxy {
public static void main(String[] args) {
new Thread(()-> System.out.println("I love you")).start();
new WeddingCommpany(new You()).HappyMarry(); //与多线程类似
}
}
interface Marry{
void HappyMarry();
}
//真实角色
class You implements Marry{
@Override
public void HappyMarry() {
System.out.println("My Marry");
}
}
//代理角色
class WeddingCommpany implements Marry{
private Marry target;
public WeddingCommpany(Marry target) {
this.target=target;
}
@Override
public void HappyMarry() {
befor();
this.target.HappyMarry();
after();
}
private void after() {
System.out.println("结婚后收拾");
}
private void befor() {
System.out.println("结婚前布置");
}
}
Lamda表达式
Lamda表达式是JDK8出来的
为什么要使用lambda表达式
◆避免匿名内部类定义过多
◆可以让你的代码看起来很简洁
◆去掉了 -堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑
匿名内部类
局部内部类
静态内部类
直接用lamdba 表达式
线程状态
停止线程方法:
不推荐JDK提供的stop()、destroy() 已废弃
建议使用一个标志位进行终止变量
线程休眠
Thread.sleep(1000);
用于将当前线程休眠一定时间
sleep存在异常InterruptedException;
sleep时间到达后线程进入就绪状态;
每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁;
线程礼让
礼让线程，让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞。
将线程从运行状态转为就绪状态。
让cpu重新调度，礼让不一定成功!看CPU心情。
Join
即让正在运行的进程进入等待
线程优先级
◆Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，线程调
器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行。
◆线程的优先级用数字表示，范围从1~10.
优先级低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用了.这都是看CPU的调度
使用以下方式改变或获取优先级
getPriority() . setPriority(int XXX)
线程同步
处理多线程问题时,多个线程访问同一个对象（并发问题）,并且某些线程还想修改这个对象.
这时候我们就需要线程同步.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，等待前面线程使用完毕,下一个线程再使用
形成条件： 队列加锁 （解决安全性）
◆由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间,在带来方便的同时，也带来了访问冲突问题,为了保证数据在方法中被访问时的正确性,在访问时加入锁机制synchronized ,当一个线程获得对象的排它锁,独占资源,其他线程必须等待，使用后释放锁即可.存在以下问题：
◆一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起;
◆在多线程竞争下,加锁，释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题;
◆如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁 会导致优先级倒置，引起性能问题.
同步方法
public synchronized void method(int args) {}
◆synchronized方法控制对“对象”的访问,每个对象对应一把锁,每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行,否则线程会阻塞，方法一旦执行 ,就独占该锁,直到该方法返回才释放锁,后面被阻塞的线程才能获得这个锁,继续执行。
同步块
synchronized (Obj){}
Obj称为同步监视器可以是任何对象
◆同步监视器的执行过程
1.第一个线程访问,锁定同步监视器,执行其中代码.
2.第二个线程访问 ,发现同步监视器被锁定， 无法访问.
3.第一个线程访问完毕 ,解锁同步监视器.
4.第二个线程访问， 发现同步监视器没有锁,然后锁定并访问
死锁
两个或两个以上的线程都在等待对方释放资源，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,就可能会发生“死锁”的问题。
产生死锁的四个条件：
- 互斥条件: 一个资源每次只能被一个进程使用。
- 请求与保持条件: 一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
- 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
- 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
lock锁
class TestLock2 implements Runnable{
int ticketNums=10;
//定义lock锁
private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
@Override
public void run() {
while (true){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
try{
lock.lock();
if(ticketNums<=0)break;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+ticketNums--);
}finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
synchronized与Lock的对比
◆Lock是显式锁(手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁) synchronized是隐式锁， 出了作用域自动释放。
◆使用Lock锁,JVM将花费较少的时间来调度线程,性能更好。并且具有更好的扩展性(提供更多的子类。
◆Lock只有代码块锁synchronized有代码块锁和方法锁。
线程通信
Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题：
wait() : 表示线程一直等待，直到其他线程通知，与sleep不同会释放锁。
notify() : 唤醒一 个处于等待状态的线程。(可以在一个线程中唤醒另外一个线程)
生产者与消费者问题（管程法）
//测试生产者消费者模型-->利用缓冲区解决：管程法
//需要生产者，消费者，缓冲区，产品四个对象
public class TestPC {
public static void main(String[] args) {
SynContainer container =new SynContainer();
new Productor(container).start();
new Consumer(container).start();
}
}
//生产者
class Productor extends Thread{
SynContainer container;
public Productor(SynContainer container) {
this.container = container;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
container.push(new Chicken(i));
System.out.println("生产了-->"+i+"只鸡");
}
}
}
//消费者
class Consumer extends Thread{
SynContainer container;
public Consumer(SynContainer container) {
this.container = container;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
container.pop();
System.out.println("消费了-->"+i+"只鸡");
}
}
}
//产品
class Chicken{
int id;
public Chicken(int id) {
this.id = id;
}
}
//缓冲区
class SynContainer{
//容器大小
Chicken[] chickens=new Chicken[10];
//容器计数器
int count=0;
//生产者放入产品
public synchronized void push(Chicken chicken){
//如果容器满了，需要等待消费，否则直接丢入产品
if (count==chickens.length){
//通知消费者消费,生产者则等待
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
chickens[count]=chicken;
count++;
//可以通知消费者消费了
this.notify();
}
//消费者消费产品
public synchronized Chicken pop(){
//判断能否消费
if(count==0){
//需等待生产者生产
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
count--;
Chicken chicken=chickens[count];
//通知生产者生产
this.notify();
return chicken;
}
}
生产者与消费者问题（信号灯法）
不做详细叙述
线程池
可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
好处：
- 提高响应速度(减少了创建新线程的时间)
- 降低资源消耗(重复利用线程池中线程，不需要每次都创建)
- 便于线程管理(核心池的大小,最大线程数,线程没有任务时最多保持多长时间后会终止)
ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(10);
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.shutdown();
ExecutorService 真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
Executors 俱类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池
void execute() 执行命令，一般用来执行Runnable
总结：
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