多线程

1、多线程的意义 

    多线程是处理并发作业的工具，它也是主要解决CPU高速的计算能力和其它外围设备低效的处理能力之间的矛盾。多线程的本质（对单核的CPU）是通过时间分片将CPU资源用于执行每个线程任务，由于CPU的运算速度极快，所以对用用户的感受是多个线程同时执行的，但其实在某一时刻，CPU资源只会分配给一个线程执行。

2、多线程的基本实现

     （1）、new 一个Thread类或其子类的对象

     （2）、获取线程池对象，提交线程任务             

       人们一般认为多线程的实现是继承Thread、实现runable。其实我们需要区分线程和线程任务这两个概念。Thread，我们认为它是线程类，它可以去创建、初始化和启动一个线程。线程任务是指，当这个线程创建成功了，启动之后要具体执行的操作，那么Runnable接口就定义了这个操作，即run方法，所有我们往往只需要关注run方法的实现，而线程的创建时Thread类或线程池帮我们完成的。

        说到run方法也需要理清楚两点。第一，Thread类中有一个run方法（是因为实现了runable接口），当线程执行的时候，它会执行这个run方法。所有当继承Thread类的时候，只需要重写这个run方法即可。第二，我们注意到Thread有一个带Runable的构造函数，如下。

1. // target - 任务
2. public Thread(Runnable target) {
3. init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
4. }

        我们再看一下Thread的run方法的源码。看到这就很明白了。如果Runable接口（线程任务）不为空的时候，就执行Runable中的run方法。

1. public void run() {
2. if (target != null) {
3. target.run();
4. }
5. }

3、关于Callable接口。

     Callable和Runable区别

Callable：

public interface Callable<V> {

    V call() throws Exception;
}

Runable：

public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

相同点：

1. 两者都是接口；（废话）
2. 两者都可用来编写多线程程序；
3. 两者都需要调用Thread.start()启动线程；

不同点：

1. 两者最大的不同点是：实现Callable接口的任务线程能返回执行结果；而实现Runnable接口的任务线程不能返回结果；
2. Callable接口的call()方法允许抛出异常；而Runnable接口的run()方法的异常只能在内部消化，不能继续上抛；

注意点：

Callable接口支持返回执行结果，此时需要调用FutureTask.get()方法实现，此方法会阻塞主线程直到获取‘将来’结果；当不调用此方法时，主线程不会阻塞！

    Thread类其实不认Callable接口的，因为它需要的是Runable，而翻看Callable源码，它并不是继承Runable接口的，这也是前面所说的，它们之间没有任何关系。所以这个时候出现了FutureTask类，它实现了Runable接口和Future接口，同时它在属性中适配了Callable。

1. public FutureTask(Callable<V> callable) {
2. if (callable == null)
3. throw new NullPointerException();
4. sync = new Sync(callable);
5. }

简单说明这个三个接口的作用与关系。Runable接口是线程类直接执行的操作；Future接口是一个异步的线程结果，包含了线程的执行状态以及返回值；Callable接口是定义具有返回值得接口，它通过适配，间接地使线程类执行它定义的操作。下面是它们之间的关系

4、线程池的基本使用

   线程池的接口是 ExecutorService，它有4中实现：

        Executors.newCachedThreadPool：创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程

        Executors.newFixedThreadPool：创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待

        Executors.newScheduledThreadPool：创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行

        Executors.newSingleThreadExecutor ：创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行

    线程池的使用很简单，注意下面这个三个方法即可。

        void execute（Runable） 

        Future submit（Runable）

        Future submit（Callable）    

    在实现方面，线程池采用的是生产者-消费者模式，它维护了一个任务队列，生产者（客户端）向线程池里提交任务，这些任务会放在任务队列中，等待消费者（线程池）来消费（将这些任务执行掉）。

5、线程安全

    关于线程安全，要么时间换空间要么空间换时间。其实在多线程中就是相同的道理。在这就只说两个东西，第一个是关键字synchronized、第二ThreadLocal<T>类。

    （1）synchronized，表示同步，就是给方法、代码块加上锁。举个栗子，一个寝室的4个基友，每天都要洗澡，但是浴室只有一个，而浴室的门上是有锁的。当我进去之后就把门锁上了，开始洗澡。那么基友就只能在外面等（即线程阻塞），等我洗完了之后，把门锁打开出来，然后下一个基友进去锁门洗澡。

    （2）ThreadLocal<T>,表示本地线程变量。它会对每一线程保留一个单独的副本，不与其它线程共享。如果还是上面举例的情景的话，就是一个寝室里面配了四个洗手间。一个人一个。谁也不用等谁。

     那么上面这两种情况可以说是在多线程使用中用得比较多了。第一个就是用时间换空间、第二个情况就是用空间换时间。