多线程

1.什么是线程

一个进程要想执行任务，必须得有线程（每1个进程至少要有1条线程），线程是进程的基本执行单元，一个进程（程序）的所有任务都在线程中执行。

ps:进程是指在系统中正在运行的一个应用程序。每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内。

2.线程的串行

一个线程中任务的执行是串行的。如果要在1个线程中执行多个任务，那么只能一个一个地按顺序执行这些任务。也就是说，在同一时间内，1个线程只能执行1个任务。

3.什么是多线程

一个进程中可以开启多条线程，每条线程可以并行（同时）执行不同的任务（进程 ->车间，线程->车间工人）。多线程技术可以提高程序的执行效率。

4.多线程的原理

　　1.同一时间，CPU只能处理1条线程，只有1条线程在工作（执行）
　　2.多线程并发（同时）执行，其实是CPU快速地在多条线程之间调度（切换）
　　3.如果CPU调度线程的时间足够快，就造成了多线程并发执行的假象
　　4.如果线程非常非常多，CPU会在N多线程之间调度，CPU会累死，消耗大量的CPU资源。每条线程被调度执行的频次会降低（线程的执行效率降低）

5.多线程的优缺点

　　1.多线程的优点

　　　　1.1能适当提高程序的执行效率

　　　　1.2能适当提高资源利用率（CPU、内存利用率）

　　2.多线程的缺点

　　　　2.1开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，主线程占用1M，子线程占用512KB），如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，降低程序的性能

　　　　2.2线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大

　　　　2.3程序设计更加复杂：比如线程之间的通信、多线程的数据共享

6.多线程的安全隐患(资源共享)以及解决

　　一块资源可能会被多个线程共享，也就是多个线程可能会访问同一块资源。比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件，当多个线程访问同一块资源时，很容易引　　发数据错乱和数据安全问题。

　　如何解决

　　使用互斥锁

　　@synchronized(锁对象) { 

　　　　　　// 需要锁定的代码  

　　}

　　

　　互斥锁的优缺点

　　优点：能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题

　　缺点：需要消耗大量的CPU资源

  　 互斥锁的使用前提：多条线程抢夺同一块资源 

　　相关专业术语：线程同步,多条线程按顺序地执行任务

　　互斥锁，就是使用了线程同步技术

7.线程间的通信

　　在一个进程中，线程往往不是孤立存在的，多个线程之间需要经常进行通信

 　　线程间通信的体现

　　一个线程传递数据给另一个线程。/在一个线程中执行完特定任务后，转到另一个线程继续执行任务。

　　java中实现方式：

　　　　1.同步（多个线程通过synchronized关键字这种方式来实现线程间的通信。）

　　　　　　由于线程A和线程B持有同一个MyObject类的对象object，尽管这两个线程需要调用不同的方法，但是它们是同步执行的，比如：线程B需要等待线程A执行完了　　　　　　　　methodA()方法之后，它才能执行methodB()方法。这样，线程A和线程B就实现了 通信。这种方式，本质上就是“共享内存”式的通信。多个线程需要访问同一个共　　　　　　享变量，谁拿到了锁（获得了访问权限），谁就可以执行。

　　　　2.while轮询的方式

　　　　　　在这种方式下，线程A不断地改变条件，线程ThreadB不停地通过while语句检测这个条件是否成立 ，从而实现了线程间的通信。但是这种方式会浪费CPU资源。之所　　　　　　以说它浪费资源，是因为JVM调度器将CPU交给线程B执行时，它没做啥“有用”的工作，只是在不断地测试 某个条件是否成立。就类似于现实生活中，某个人一直看着　　　　　　手机屏幕是否有电话来了，而不是： 在干别的事情，当有电话来时，响铃通知TA电话来了。

　　　　3.wait/notify方式

　　　　　　当条件未满足时，线程A调用wait() 放弃CPU，并进入阻塞状态。---不像while轮询那样占用CPU

　　　　　　当条件满足时，线程B调用 notify()通知 线程A，所谓通知线程A，就是唤醒线程A，并让它进入可运行状态。

　　　　　　这种方式的一个好处就是CPU的利用率提高了。

　　　　　　但是也有一些缺点：比如，线程B先执行，一下子添加了5个元素并调用了notify()发送了通知，而此时线程A还执行；当线程A执行并调用wait()时，那它永远就不可能　　　　　　被唤醒了。因为，线程B已经发了通知了，以后不再发通知了。这说明：通知过早，会打乱程序的执行逻辑。

　　　　　　wait()方法使得当前线程必须要等待，等到另外一个线程调用notify()或者notifyAll()方法。线程调用wait()方法，释放它对锁的拥有权，然后等待另外　　　　　  的线程来通知它（通知的方式是notify()或者notifyAll()方法），这样它才能重新获得锁的拥有权和恢复执行。

　　　　　　另一个会导致线程暂停的方法：Thread.sleep()，它会导致线程睡眠指定的毫秒数，但线程在睡眠的过程中是不会释放掉对象的锁的。

　　　　　　notify()方法会唤醒一个等待当前对象的锁的线程。如果多个线程在等待，它们中的一个将会选择被唤醒。这种选择是随意的，和具体实现有关。

 

8.线程的状态

　　1. 新建状态（New）：新创建了一个线程对象。

　　　　Thread t = new Thread ();

       System. out.println(t.getState());//输出NEW

　　2. 就绪状态（Runnable）：线程对象创建后，其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，变得可运行，等待获取CPU的使用权。
　　3. 运行状态（Running）：就绪状态的线程获取了CPU，执行程序代码。
　　4. 阻塞状态（Blocked）：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种：
　　　　1、等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，JVM会把该线程放入等待池中。
　　　　2、同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池中。
　　　　3、其他阻塞：运行的线程执行sleep()或join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或　　　　　　     者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
　　5. 死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。