十二章 JAVA多线程

1.多线程

程序：程序是类、接口和对象的有序集合，程序是静态的。

进程：我们把系统执行一次程序的过程称为进程。

线程：操作系统将一个进程分为多个并行执行的线程，也就是说，经一个进程的载体分为多个独立的程序片段，这些程序片段可以并行执行。每个程序片段执行的过程就是线程的创建、运行和销毁的过程。线城是比进程更小的运行单位。

线程的生命周期：同进程一样，一个线程也有从创建、运行到消亡的过程，线程的这一过程称之为线程的生命周期。

线程状态转移：

 

2.创建线程

创建线程的方法有两种：一种是定义一个类实现Runable接口，然后以该类为模版创建一个目标对象，再以目标对象为参数构造一个线程；另一种是扩展Thread类，以定义自己的线程类，再以自定义的线程类为模板创建线程对象

①Runable接口与Thread类

程序执行时，首先启动主线程，即首先执行main（）方法，运行一个线程就是执行run（）方法，run（）在Runable接口中声明

Runable接口放在java.lang包中，该接口声明了一个run()方法，我们把一个线程要执行的操作写在run（）方法中

Thread类：它实现了Runable接口，并将run()方法实现为空方法，同时还拥有许多用于创建和控制线程的方法

声明方法：public class Thread extends Object implements Runable

②扩展Thread类创建线程

要创建一个自定义线程类，首先应该扩展Thread类，覆盖其中的run()方法。由于运行线程就是执行run（）方法，因此将用户希望执行的操作写在run（）方法中。

③实现Runable接口创建线程

步骤：首先定义一个目标类，该目标实现Runable接口，即对接口中的run（）方法进行重写，把用户希望执行的操作写在run（）方法中，然后以目标对象为参数，用构造方法Thread（Runable target）创建一个线程只有Thread类创建的线程才能访问和控制线程

3.线程组

线程组把多个线程组织在一起进行统一管理。通常使用java.lang包中的ThreadGroup类来创建线程组，线程组也是一个对象。

线程组中也可以加入线程或线程组。线程组之间构成树状继承关系。最高层的线程组是main线程组。

使用线程组的步骤：

ThreadGroup g=new ThreadGroup(“线程组名字”);   //创建线程组

Thread t=new ThreadClass(g, “ThreadsName”);  //将线程加入到线程组中

int sum=g.activeCount();  //获得线程组中活动线程的数目（活动线程是指处于就绪状态，阻塞状态，运行状态之一的线程）

 

4.线程调度与控制

 

①线程调度：同一线程在就绪队列中等待CPU的可能有多个线程，系统会给每个线程分配一个优先级。任务紧急、重要的线程分配的优先级较高，相反则较低。

线程调度管理器是依据某个算法来调度线程的，其规定高优先级优先调度，而同等优先级的线程调度遵循“先到先服务”的原则。

②线程的优先级：线程的优先级用数字1~10表示，1表示优先级最低，10表示优先级最高，默认情况下系统给线程分配的优先级是5

public final int getPriority(): 获得线程的优先级

public final void setPrioritu(): 设定线程的优先级

 

 

③控制线程状态转移

线程睡眠sleep（）：

public static void sleep(long millis) throws InterruptedException

线程执行该方法时，线程停止执行millis毫秒，线程由运行状态进入阻塞状态；睡眠时间过后，线程再进入就绪状态。

暂停线程（yield()）:

public static void yield()

线程执行该方法时，县城性运行状态进入就绪状态，此时系统选择其他同优先级线程执行，若无其他同优先级线程，则从就绪状态列中选取本线程继续执行。

yield（）方法的优点是：当有任务要处理时，系统不会让CPU闲置

连接线程（join（））：

线程执行该方法时，线程转入阻塞状态。当阻塞原因消除后就进入就绪状态。调用该方法的线程运行结束后，再继续直行进入就绪状态的本线程。

调用方式格式：

public final void join() throws InterruptedException

public final void join(long millis) throws InterruptedException

public final void join(long millis,int nanos) throws InterruptedException

等待调用该方法的线程结束，或者最多等待millis毫秒+nanos纳秒后，再继续执行本线程。

设置中断、测试中断和清除中断（interrupt()）

public void interrupt() 为线程设置中断标志并没有中断线程运行，一个线程在被设置了中断标记之后仍可以运行

public boolean isInterrupted() 检测线程是否已设置中断标记，若设置了中断标记则返回true

public static boolean interrupted（） 测试线程是否被中断，若线程已被中断，则清除中断标记，并返回值true

 

 

 

 

5.线程同步

线程需要同步执行主要应用在两个方面：

共享数据的多个线程需要实现互斥；收发数据的多个线程需要协调执行。

①实现线程互斥的机制

在Java中使用关键字synchronized实现多个线程对共享数据的互斥操作，即在任何时候只能有一个线程执行一段代码或一个方法。

关键字synchronized有两种用法：锁定一段代码或锁定一个方法

synchronized可以锁定一段代码，这段代码称为临界区。线程要执行这段代码，则必须获得资源的所有权。

第一个线程执行完临界区后自动释放了锁，此时第二个线程就可以获得对象的锁，并进去临界区执行，这样就实现了多个线程对同一个对象的“互斥”作用。该对象称为“同步对象”。

用关键字synchronized声明一种方法后，在同一个时刻只能有一个线程可以执行该方法。这种方法称为互斥方法。

②线程互斥实现数据共享

③线程协调实现的机制

如果多个同时运行的线程需要传送数据，则必须让多个线程按某个规则操作数据，即保证操作数据的线程步调一致，这样才能保证发送的数据被正确地接受到。

设置互斥目标：

要使发送和接收数据的线程步调一致，就应该为被操作的数据状态设置互斥标志，当互斥标志满足某个值时，对应的线程才能对数据进行操作。

实现线程协调：

为了实现线程执行的步调，就要用到java.lang.Object类提供的wait()、notify()和notifyAll()方法

④线程协调实现数据正确收发