Java多线程-1(3)
本份随记主要为狂神老师的Java多线程教学的学习笔记，记载了视频中一些有关基础概念以及部分代码示例。随记分为1-3共三份，知识点记录的不是很深入，以后的学习过程中随时补充。
1 有关基础概念
1.1 核心概念
- 线程就是独立的执行路径
- 程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会由多个线程(主线程、gc线程)
- main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序
- 一个进程中，若开辟多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器与操作系统紧密相关，先后顺序不能被人为干预。
- 对同一份资源操作时，会存在资源抢夺问题，需加入并发控制
- 线程会带来额外的开销(cpu调度时间，并发控制开销)
- 每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致(队列和锁)。
1.2 程序、进程、线程
- 程序（静态概念）：程序是指令和数据的有序集合，本身没有任何运行的含义
- 进程（动态概念）：程序的一次执行过程，是系统资源分配的单位
- 线程：CPU调度和分派的基本单位。（进程中可包含至少一个的若干线程）
- 进程 vs 线程：
同一进程中的线程使用相同的地址空间，而不同的进程则不会。这允许线程读写公共共享和数据结构和变量，也增加了线程之间的通信。然而，进程间通信（即IPC)是非常困难的，并且需要耗费大量资源。
1.3 并发、并行
- 并行：两个或多个事务在同一时刻发生。
实际多线程为并行执行：多个cpu（多核）共同执行线程。 - 并发：两个或多个事务在同一时间间隔内发生。
模拟多线程为并发执行：在一个cpu情况下同一时间点只能执行一个线程，但切换很快。
2 线程创建
2.1 Thread class(继承Thread类)
- 自定义线程类继承Thread类
- 子类重写父类的run方法，编写程序执行体
- 分配并启动子类的实例（创建线程对象，调用start方法启动线程）
程序示例：
点击查看代码
// 1.创建子类继承自Thread类
public class CreateThread extends Thread{
//2.重写run方法
@Override
public void run() {
for(int i = 0; i < 5; i++){
System.out.println("Run.No." + i);
}
}
public static void main(String[] args){
//3.创建一个线程对象
CreateThread createThread1 = new CreateThread();
//3.调用start方法开启线程
createThread1.start();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("No." + i);
}
}
}
注： 线程开启不一定立即执行，由CPU调度执行，线程执行顺序不是由定义顺序决定的。
2.2 Runnable接口的实现
- 定义MyRunnable类实现Runnable接口
- 实现run方法，编写程序执行体
- 创建线程对象（代理），调用start方法启动线程。
new Thread(implementRunnable1).start();
程序示例：
点击查看代码
// 1.实现runnable接口
public class ImplementRunnable implements Runnable{
//2.重写run方法
@Override
public void run() {
for(int i = 0; i < 200; i++){
System.out.println("Run.No." + i);
}
}
public static void main(String[] args){
//3.1 创建一个接口实现类对象
ImplementRunnable implementRunnable1 = new ImplementRunnable();
//3.2 创建线程对象，通过线程对象开启线程（代理）
Thread thread = new Thread(implementRunnable1);
// 3.3调用线程start方法
thread.start();
// 3-归并
new Thread(implementRunnable1).start();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("No." + i);
}
}
}
2.3 Thread与Runnable的对比
2.3.1 继承Thread类：
- 创建方法：子类继承Thread类具备多线程能力
- 启动线程方法：子类对象.start()
- 不建议使用：避免单继承局限性
2.3.2 实现Runnable接口：
- 实现接口Runnable具有多线程能力
- 启动线程方法：new Thread(传入目标对象).start()
- 推荐使用：避免了单继承局限性，灵活方便，方便同一对象被多个线程使用。
2.4 Callable接口（了解）
- 实现Callable接口，需返回值类型
- 重写call方法，需抛出异常
- 创建目标对象
- 创建执行服务：
ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1); - 提交执行：
Future<Boolean> result1 = ser.submit(t1); - 获取结果：
boolean r1 = result1.get(); - 关闭服务：
ser.shutdownNow();
优缺点分析：
- 可以定义返回值
- 可以抛出异常
- 实现方式较为复杂
3 静态代理
示例：婚庆公司结婚模型（你去结婚，婚庆公司帮你结婚）
内容：
- 结婚接口Marry
- 你You：参与结婚的角色
- 婚庆公司WeddingCompany: 代理角色，帮你完成结婚这件事
- 比较Thread，婚庆公司~Thread， You~要调用的线程对象(实现runnable接口的类)，thread代替接口实现类去做一些事情
new WeddingCompany(new You("Mike")).HappyMarry();
new Thread(() -> System.out.println("I love you!")).start();
模式总结：
- 真实对象和代理对象都要实现同一个接口
- 代理对象要代理真实角色
- 优势
- 代理对象可以做很多真实对象不愿做或无法做的事
- 真实对象专注做自己的事
4 线程状态
线程可以处于以下状态之一：
- NEW: 尚未启动的线程处于此状态。
- RUNNABLE:在Java虚拟机中执行的线程处于此状态。
- BLOCKED:被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态。
- WAITING:正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态。
- TIMED_WAITING:正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态。
- TERMINATED:已退出的线程处于此状态。
一个线程可以在给定时间点处于一个状态。 这些状态是不反映任何操作系统线程状态的虚拟机状态。
与此有关的一些线程方法
4.1 线程停止
- 不推荐JDK提供的stop,destroy方法[已过时 @Deprecated]
- 推荐线程自行停止(利用次数，不建议死循环)
- 建议使用标志位进行终止变量，当flag=false则终止线程运行。
4.2 线程休眠(sleep)
- sleep(时间)指定当前线程阻塞的毫秒
- sleep存在异常InterruptedException
- sleep时间打倒后线程进入就绪状态
- sleep可以模拟网络延时，倒计时等
- 每个对象都有一个锁，sleep不会释放锁
4.3 线程礼让(yield)
概念： 让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞(将线程从运行状态转为就绪状态)。
礼让为让CPU重新调度，因此礼让成功与否取决于CPU。
4.4 线程强制执行(join)
Join合并线程，待此线程执行完成后再执行其他线程，其他线程阻塞。
类似于VIP插队
4.5 线程状态观测(Thread.State)
线程状态State为Thread类中的枚举类型：
public static enum Thread.State extends Enum<Thread.State>
获取线程状态的方法：
Thread.State state = thread.getState(); System.out.println(state);
4.6 线程优先级
- Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，线程调度器按照优先级决定该调度哪个线程来执行。
范围：线程优先级用数字表示[1, 10]
Thread.MIN_PRIORITY = 1; Thtead.MAX_PRIORITY = 10
改变/获取线程优先级：
getPriority(), setPriority(int xxx)
注：先设置优先级再启动；优先级低只是意味着获得调度的概率低。
4.7 守护线程(daemon)
- 线程分为用户线程和守护线程
- 虚拟机必须确保用户线程执行完毕(main)
- 虚拟机不用等待守护线程执行完毕(gc)
- 守护线程：后台记录操作日志，监控内存，垃圾回收等
