Java多线程

多线程的创建

方式一：继承Thread类

定义一个子类MyThread继承线程类java.lang.Thread，重写run()方法
创建MyThread类的对象
调用线程对象的start()方法启动线程（启动后还是执行run方法的）

方式一优缺点：

优点：编码简单
缺点：线程类已经继承Thread，无法继承其他类，不利于扩展。

为什么不直接调用了run方法，而是调用start启动线程

直接调用run方法会当成普通方法执行，此时相当于还是单线程执行。
只有调用start方法才是启动一个新的线程执行。

如果把主线程任务放在子线程之前了

这样主线程一直是先跑完的，相当于是一个单线程的效果了。

方式二：实现Runnable接口

定义一个线程任务类MyRunnable实现Runnable接口，重写run()方法
创建MyRunnable任务对象
把MyRunnable任务对象交给Thread处理。
调用线程对象的start()方法启动线程

多线程的实现方案二：实现Runnable接口(匿名内部类形式)

可以创建Runnable的匿名内部类对象。
交给Thread处理。
调用线程对象的start()启动线程。

Thread的构造器

方式二优缺点：

优点：线程任务类只是实现接口，可以继续继承类和实现接口，扩展性强。
缺点：编程多一层对象包装，如果线程有执行结果是不可以直接返回的。

方式三：JDK 5.0新增：实现Callable接口

前2种线程创建方式都存在一个问题：他们重写的run方法均不能直接返回结果,不适合需要返回线程执行结果的业务场景。
怎么解决这个问题呢, JDK 5.0提供了Callable和FutureTask来实现,这种方式的优点是可以得到线程执行的结果。

1.得到任务对象
- 定义类实现Callable接口，重写call方法，封装要做的事情。
- 用FutureTask把Callable对象封装成线程任务对象。
2.把线程任务对象交给Thread处理。
3.调用Thread的start方法启动线程，执行任务
4.线程执行完毕后、通过FutureTask的get方法去获取任务执行的结果。

FutureTask的API

方式三优缺点：

优点：线程任务类只是实现接口，可以继续继承类和实现接口，扩展性强。
可以在线程执行完毕后去获取线程执行的结果。
缺点：编码复杂一点。

3种方式对比

Thread的常用方法

Thread常用API说明

Thread常用方法：获取线程名称getName()、设置名称setName()、获取当前线程对象currentThread()。
至于Thread类提供的诸如：yield、join、interrupt、不推荐的方法 stop 、守护线程、线程优先级等线程的控制方法，在开发中很少使用，这些方法会在高级篇以及后续需要用到的时候再为大家讲解。

Thread常用方法、构造器
注意public static ThreadcurrentThread()方法
1、此方法是Thread类的静态方法，可以直接使用Thread类调用。
2、这个方法是在哪个线程执行中调用的，就会得到哪个线程对象。

线程安全

线程安全问题

多个线程同时操作同一个共享资源的时候可能会出现业务安全问题，称为线程安全问题。

线程安全问题出现的原因？

存在多线程并发
同时访问共享资源
存在修改共享资源

线程同步

让多个线程实现先后依次访问共享资源，这样就解决了安全问题

线程同步的核心思想

加锁，把共享资源进行上锁，每次只能一个线程进入访问完毕以后解锁，然后其他线程才能进来。

方式一：同步代码块

作用：把出现线程安全问题的核心代码给上锁。
原理：每次只能一个线程进入，执行完毕后自动解锁，其他线程才可以进来执行。

锁对象要求

理论上：锁对象只要对于当前同时执行的线程来说是同一个对象即可。

锁对象用任意唯一的对象好不好呢?

不好，会影响其他无关线程的执行。

锁对象的规范要求

规范上：建议使用共享资源作为锁对象。
对于实例方法建议使用this作为锁对象。
对于静态方法建议使用字节码（类名.class）对象作为锁对象。

方式二：同步方法

作用：把出现线程安全问题的核心方法给上锁。
原理：每次只能一个线程进入，执行完毕以后自动解锁，其他线程才可以进来执行。

同步方法底层原理

同步方法其实底层也是有隐式锁对象的，只是锁的范围是整个方法代码。
如果方法是实例方法：同步方法默认用this作为的锁对象。但是代码要高度面向对象！
如果方法是静态方法：同步方法默认用类名.class作为的锁对象。

是同步代码块好还是同步方法好一点？

同步代码块锁的范围更小(性能更好)，同步方法锁的范围更大。

方式三：Lock锁

Lock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，更加灵活、方便。
Lock实现提供比使用synchronized方法和语句可以获得更广泛的锁定操作。
Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来构建Lock锁对象。

Lock的API

线程通信

所谓线程通信就是线程间相互发送数据，线程间共享一个资源即可实现线程通信。
线程通信的前提：线程通信通常是在多个线程操作同一个共享资源的时候需要进行通信，且要保证线程安全。
线程通信常见形式

通过共享一个数据的方式实现。
根据共享数据的情况决定自己该怎么做，以及通知其他线程怎么做。

线程通信实际应用场景

生产者与消费者模型：生产者线程负责生产数据，消费者线程负责消费生产者产生的数据。
要求：生产者线程生产完数据后唤醒消费者，然后等待自己，消费者消费完该数据后唤醒生产者，然后等待自己。

Object类的等待和唤醒方法：

注意:上述方法应该使用当前同步锁对象(this)进行调用。

线程池

线程池概述

什么是线程池？
线程池就是一个可以复用线程的技术。
不使用线程池的问题
如果用户每发起一个请求，后台就创建一个新线程来处理，下次新任务来了又要创建新线程，而创建新线程的开销是很大的，这样会严重影响系统的性能。
线程池的工作原理

线程池实现的API、参数说明

谁代表线程池？
JDK 5.0起提供了代表线程池的接口：ExecutorService

如何得到线程池对象?

方式一：使用ExecutorService的实现类ThreadPoolExecutor自创建一个线程池对象
方式二：使用Executors（线程池的工具类）调用方法返回不同特点的线程池对象

ThreadPooExecutor构造器的参数说明

线程池常见面试题
临时线程什么时候创建啊？
新任务提交时发现核心线程都在忙，任务队列也满了，并且还可以创建临时线程，此时才会创建临时线程。
什么时候会开始拒绝任务？
核心线程和临时线程都在忙，任务队列也满了，新的任务过来的时候才会开始任务拒绝。

线程池处理Runnable、Callable任务

ThreadPoolExecutor创建线程池对象示例

ExecutorService的常用方法

新任务拒绝策略

Executors工具类实现线程池

Executors得到线程池对象的常用方法

Executors：线程池的工具类通过调用方法返回不同类型的线程池对象。
注意：Executors的底层其实也是基于线程池的实现类ThreadPoolExecutor创建线程池对象的。

Executors使用可能存在的陷阱

大型并发系统环境中使用Executors如果不注意可能会出现系统风险。

定时器

定时器是一种控制任务延时调用，或者周期调用的技术。
作用：闹钟、定时邮件发送。

定时器的实现方式

方式一：Timer
方式二： ScheduledExecutorService

Timer定时器

Timer定时器的特点和存在的问题

1、Timer是单线程，处理多个任务按照顺序执行，存在延时与设置定时器的时间有出入。
2、可能因为其中的某个任务的异常使Timer线程死掉，从而影响后续任务执行。

ScheduledExecutorService定时器

ScheduledExecutorService是 jdk1.5中引入了并发包，目的是为了弥补Timer的缺陷, ScheduledExecutorService内部为线程池。
ScheduledExecutorService的优点: 基于线程池，某个任务的执行情况不会影响其他定时任务的执行。