多线程机制

1. 进程和线程的区别
    进程：正在进行的程序。每一个进程执行都有一个执行顺序，该顺序是一个执行路径，或者叫一个控制单元。
    线程：进程内部的一条执行路径或者一个控制单元。
    区别：一个进程至少有一个线程；进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存
2. 多线程利弊
   利：解决了多个程序同时运行的问题，提高效率
   弊：会导致效率降低，因为线程的执行是靠cpu的来回切换
3. 多线程的实现方法
   根据多线程应用程序继承或实现对象的不同采用两种方式：一种是直接继承Java线程类Thread；另一种是定义并执行对象实现Runnable接口。
   A：继承Thread类
        定义一个类继承Thread类
        复写Thread类中的run()方法，将线程的任务代码封装到run()方法中
        直接创建Thread类中的子类对象，创建线程
        调用start()方法，开启线程
   B：实现 Runnable接口
        定义一个类 实现Runnable接口
        覆盖接口的run()方法，将线程的任务代码封装到run方法中
        创建Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数，创建Thread类对象
        调用start()方法，启动线程
   两种方法的区别：
         实现Runnable接口避免了单继承的局限性；
         继承Thread类线程代码存放在Thread子类的run方法中，实现Runnable接口线程代码存放在接口的子类的run方法中     
4. 线程状态：
    新建：new一个Thread对象或者其子类对象就是创建一个线程，当一个线程对象被创建，但是没有开启，这个时候，
          只是对象线程对象开辟了内存空间和初始化数据。            
    就绪：新建的对象调用start方法，就开启了线程，线程就到了就绪状态。
          在这个状态的线程对象，具有执行资格，没有执行权。
    运行：当线程对象获取到了CPU的资源。
          在这个状态的线程对象，既有执行资格，也有执行权。
    冻结：运行过程中的线程由于某些原因(比如wait,sleep)，释放了执行资格和执行权。
              当然，他们可以回到运行状态。只不过，不是直接回到。  而是先回到就绪状态。   
    死亡：当线程对象调用的run方法结束，或者直接调用stop方法，就让线程对象死亡，在内存中变成了垃圾。
5. 多线程安全问题
    A   原因：当程序的多条语句在操作线程共享数据时，由于线程的随机性导致一个线程的多条语句，执行了一部分还没执行结束，
       另一个线程抢到cpu执行权参与进来执行，此时就导致共享数据发生错误。
    B  解决方法：对多条操作共享数据的语句进行同步，一个线程在执行过程中其他线程不可以参与进来
6.同步的前提及利弊
   前提：保证两个以上线程
               多个线程同时使用同一个锁，即多条语句操作线程共享数据
              保证同步中只有一个线程运行
   利：解决多线程的安全问题  
   弊：多线程都需要判断锁，比较消耗资源
   同步有两种表现形式：同步函数和同步代码块；同步函数使用this锁， 同步函数被静态修饰后，使用的锁是该对象的类的字节码文件，同步代码块可以使用任意对象的锁

     如下售票的例子：

class Ticket implements Runnable
{
    private int tick = 1000;
    Object ob = new Object();
	public void run() 
	{
		while(true)
		{
			synchronized(ob)
			{
				if(tick>0)
				{
					try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"    "+tick--);
				}
			}
		}
	}	
}


class TicketDemo
{
	public static void main(String args[])
	{
		Ticket t = new Ticket();
		
		Thread t1 = new Thread(t);
		Thread t2 = new Thread(t);
		Thread t3 = new Thread(t);
		Thread t4 = new Thread(t);
		
		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		t4.start();
	}
}

7. 单例设计模式
    饿汉式

class Single //饿汉式
{
	private Single(){} //构造方法私有，不让其他类建立该类对象
	private static final Single s = new Single();//自己建立一个对象
	public static Single getInstance()//提供一个公共访问方式
	{
		return s;
	}
}

懒汉式 

class Single //懒汉式
{
	private Single(){} 
	private static final Single s;
	public static Single getInstance()
	{
		if(s == null)
		{
			synchronized(Single.class)//避免线程安全问题
			{
				if(s == null)
					s = new Single();
			}
		}
		return s;
	}
}

8. 死锁：同步嵌套同步，并且锁不一样

9.多线程间通信：多个线程在操作同一个资源，但是操作动作不同。
     A：为什么要通信
        多线程并发执行的时候，如果需要制定线程等待或者唤醒指定线程，那么就需要通信。比如生产者消费者的问题，生产一个消费一个，生产的时候需要负责消费的进程等待，生产一个完成后需要唤醒负责消费的线程，同时让自己 处于等待，消费的时候负责消费的线程被唤醒，消费完生产的产品后又将等待的生产线程唤醒，然后处于等待。这样来回通信，以达到生产一个消费一个的目的。
     B：如何通信
        在同步代码块中，使用锁对象的wait()方法可以让当前线程等待，直到有其他线程唤醒为止。使用锁对象的notify()方法可以唤醒一个等待的线程，或者notifyAll唤醒所有等待的线程。多线程间通信用sleep很难实现，睡眠时间很难把握。

消费者生产者例子

class ProducerConsumeDemo 
{
	public static void main(String args[])
	{
		Resource r = new Resource();
		Producer pro = new Producer(r);
		Consumer con = new Consumer(r);
		
		Thread t1 = new Thread(pro);
		Thread t2 = new Thread(pro);
		Thread t3 = new Thread(con);
		Thread t4 = new Thread(con);

		t1.start();
		t2.start();
		t3.start();
		t4.start();
	}
}

class Resource
{
	private String name;
	private  boolean flag = false;
	private int count = 1;
	
	public synchronized void set(String name)
	{
		while(flag)
			try {
				this.wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		this.name = name+"    "+count++;
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  消费者              "+this.name);
		flag = true;
		this.notifyAll();
	}
	
	public synchronized void out()
	{
		while(!flag)
			try {
				this.wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  生产者              "+this.name);
		flag = false;
		this.notifyAll();
	}
}

class Producer implements Runnable
{
	private Resource res;
	Producer(Resource res)
	{
		this.res = res;
	}
	public void run() 
	{
		while(true)
		{
			res.set("   商品  ");
		}
	}
	
}

class Consumer implements Runnablehttp://write.blog.youkuaiyun.com/postedit/8773950
{
	private Resource res;
	Consumer (Resource res)
	{
		this.res = res;
	}
	public void run() 
	{
		while(true)
		{
			res.out();
		}
	}
	
}

10. wait()、sleep()、notify()、notifyAll()
       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，捕捉InterruptedException异常
       notify()唤醒一个处于等待的线程，调用此方法时并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定，一般是最先开始等待的线程，不是按照优先级。
       notifyAll()唤醒所以处于等待状态的线程，并不是给所有唤醒线程一个对象锁而是让它们竞争。
  
    wait()、notify()、notifyAll()这些操作线程的方法定义在Object类中：只存在于同步中；必须指定所属锁 ，即被那个锁调用这些方法；而锁可以是任意对象，所以任意对象调用的方法就定义在Object中。

11. 其他方法
      停止线程：stop方法已经过时
      中断线程：void interrupt（）中断状态将被清除，同时收到一个InterruptedException
      守护线程：setDaemon（boolean on）主线程结束，守护线程自动结束
      void  join（）等待该线程终止：当线程A执行到B线程的join方法时，A会等到B执行结束，A才执行
      yield（）方法：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程