多线程

1.实现多线程

1.1进程和线程

进程：是正在运行的程序

是系统进行资源分配和调用的独立单位

每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源

线程：是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径

单线程：一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序

多线程：一个进程如果有多条执行路径，则称为多线程程序

1.2实现多线程方式一：继承Thread类

方法介绍

void run()

在线程开启后，此方法将被调用执行

void start()

使此线程开始执行，Java虚拟机会调用run方法()

 

实现步骤

定义一个类MyThread继承Thread类

在MyThread类中重写run()方法

创建MyThread类的对象

启动线程

 

两个小问题

为什么要重写run()方法？

因为run()是用来封装被线程执行的代码

run()方法和start()方法的区别？

run()：封装线程执行的代码，直接调用，相当于普通方法的调用

start()：启动线程；然后由JVM调用此线程的run()方法

 

1.3设置和获取线程名称

方法介绍

void setName(String name)

将此线程的名称更改为等于参数name

String getName()

返回此线程的名称

Thread currentThread()

返回对当前正在执行的线程对象的引用

 

1.4线程优先级

线程调度

两种调度方式

分时调度模型：所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间片

抢占式调度模型：优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程获取的 CPU 时间片相对多一些

Java使用的是抢占式调度模型

随机性

假如计算机只有一个 CPU，那么 CPU 在某一个时刻只能执行一条指令，线程只有得到CPU时间片，也就是使用权，才可以执行指令。所以说多线程程序的执行是有随机性，因为谁抢到CPU的使用权是不一定的

 

优先级相关方法

fifinal int getPriority()

返回此线程的优先级

fifinal void setPriority(int

newPriority)

更改此线程的优先级 线程默认优先级是5；线程优先级的范围

是：1-10

 

1.5线程控制

相关方法

static void sleep(long

millis)

使当前正在执行的线程停留（暂停执行）指定的毫秒数

void join()

等待这个线程死亡

void setDaemon(boolean

on)

将此线程标记为守护线程，当运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机

将退出

1.6线程的生命周期

 

 

1.7实现多线程方式二：实现Runnable接口

Thread构造方法

Thread(Runnable target)

分配一个新的Thread对象

Thread(Runnable target, String name)

分配一个新的Thread对象

 

实现步骤

定义一个类MyRunnable实现Runnable接口

在MyRunnable类中重写run()方法

创建MyRunnable类的对象

创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数

启动线程

 

多线程的实现方案有两种

继承Thread类

实现Runnable接口

相比继承Thread类，实现Runnable接口的好处

避免了Java单继承的局限性

适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况，把线程和程序的代码、数据有效分离，较好的体现了面向对象的设计思想

 

 

2.线程同步

同步代码块解决数据安全问题

安全问题出现的条件

是多线程环境

有共享数据

有多条语句操作共享数据

如何解决多线程安全问题呢?

基本思想：让程序没有安全问题的环境

怎么实现呢?

把多条语句操作共享数据的代码给锁起来，让任意时刻只能有一个线程执行即可

Java提供了同步代码块的方式来解决

 

同步代码块格式：

synchronized(任意对象) {

多条语句操作共享数据的代码

}

 

synchronized(任意对象)：就相当于给代码加锁了，任意对象就可以看成是一把锁

同步的好处和弊端

好处：解决了多线程的数据安全问题

弊端：当线程很多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率

 

 

同步方法解决数据安全问题

同步方法的格式

同步方法：就是把synchronized关键字加到方法上

修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {

方法体；

}

 

同步方法的锁对象是什么呢?

this

静态同步方法

同步静态方法：就是把synchronized关键字加到静态方法上

 

修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) {

方法体；

}

 

同步静态方法的锁对象是什么呢?

类名.class

 

 

线程安全的类

StringBuffffer

线程安全，可变的字符序列

从版本JDK 5开始，被StringBuilder 替代。 通常应该使用StringBuilder类，因为它支持所有相同的操作，但它更快，因为它不执行同步

 

Vector

从Java 2平台v1.2开始，该类改进了List接口，使其成为Java Collections Framework的成员。 与新的集合实现不同， Vector被同步。 如果不需要线程安全的实现，建议使用ArrayList代替Vector

 

Hashtable

该类实现了一个哈希表，它将键映射到值。 任何非null对象都可以用作键或者值

从Java 2平台v1.2开始，该类进行了改进，实现了Map接口，使其成为Java Collections Framework的成员。 与新的集合实现不同， Hashtable被同步。 如果不需要线程安全的实现，建议使用HashMap代替Hashtable

 

 

Lock锁

虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock

Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化

 

ReentrantLock构造方法

ReentrantLock()

创建一个ReentrantLock的实例

 

加锁解锁方法

void lock()

获得锁

void unlock()

释放锁

 

3.生产者消费者

3.1生产者和消费者模式概述

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概述

生产者消费者模式是一个十分经典的多线程协作的模式，弄懂生产者消费者问题能够让我们对多线程编程的

理解更加深刻。

所谓生产者消费者问题，实际上主要是包含了两类线程：

一类是生产者线程用于生产数据

一类是消费者线程用于消费数据

为了解耦生产者和消费者的关系，通常会采用共享的数据区域，就像是一个仓库

生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中，并不需要关心消费者的行为

消费者只需要从共享数据区中去获取数据，并不需要关心生产者的行为

 

 

 

Object类的等待和唤醒方法

void wait()

导致当前线程等待，直到另一个线程调用该对象的 notify()方法或 notifyAll()方法

void notify()

唤醒正在等待对象监视器的单个线程

void notifyAll()

唤醒正在等待对象监视器的所有线程