Java多线程总结

一、概念：

1、什么是多任务
      多任务就是在同一时间做多件事情，如边吃饭边玩手机等。看起来是多个任务都在做，本质上我们的大脑在同一时间依旧只做了一件件事情

2、什么是程序
      程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行含义，是一个静态概念

3、什么叫进程
       进程是执行程序的一次过程，它是一个动态概念，是系统资源分配的单位

小结：通常在一个进程是包含若干个线程，进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义，线程是cpu调度和执行的单位

注：很多线程是我们模拟出来的，真是的线程是只多个cup，即多核。如果模拟出来的多线程，即在一个cpu的情况下，在同一个时间的点，cpu只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就会有同时执行的错觉

5、多线程的核心概念

1. 线程就是独立的执行路径
2. 在程序运行时，即使自己没有创建多线程，后台也会有很多线程
3. main()称为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序
4. 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行和调度由调度器安排调度，调度器与操作系统紧密相关，先后顺序是不能人为干预的。
5. 对同一份资源操作时，会存在资源抢夺问题，需要加并发控制
6. 线程会带来额外的开销，如cup的调度时间，并发控制等
7. 每个线程正在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一

 二、多线程的创建

Thread class	继承Thread
Runnable Interface	实现Runnable接口
Callable Interface	实现Callable接口(了解)

1、自定义线程类，继承Thread类，

     重写run()方法，编写线程体，

     创建线程对象，调用start()方法启动线程

package com.demo01;
// 多线程 继承Thread
public class TestThread01 extends Thread{public static void main(String[] args) {for(int i = 0; i<20; i++){System.out.println(i+"我正在学习多线程");}TestThread01 t = new TestThread01();t.start();}@Overridepublic void run(){for(int i=0;i<20;i++){System.out.println(i+"开启多线程");}}
}

注：线程开启不一定马上执行，由cpu调度

2、实现Runnable接口

     自定义类实现Runnable接口

     重写run()方法，编写线程执行体

     创建线程对象，调用start()方法启动线程体

package com.demo01;
//第二种实现Thread的方法 实现Runnable接口
public class TestThread02 implements Runnable{@Overridepublic void run(){for(int i = 0;i < 20; i++){System.out.println(i+"我在学习多线程");}}public static void main(String[] args) {for(int i =0;i<20;i++){System.out.println(i+"正在学习多线程");}TestThread02 t1 = new TestThread02();Thread thread = new Thread(t1);thread.start();}
}

3、实现Callable接口(了解) 

package com.demo01;import java.util.concurrent.*;//创建线程 实现Callable接口
public class TestThread05 implements Callable<Boolean> {@Overridepublic Boolean call() throws Exception {for(int i=1;i<=10;i++){System.out.println("我正在学习"+i);}return true;}public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {TestThread05 t = new TestThread05();
//        创建执行服务ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
//        提交执行Future<Boolean> submit = ser.submit(t);
//        获取结果集Boolean aBoolean = submit.get();
//        关闭服务ser.shutdownNow();}
}

小结：

• 继承Thread类    继承Runnable接口
• 子类继承Thread类具备多线程能力    实现Runnable接口具备多线程能力
• 启动线程：子类对象.start()    启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
• 不建议使用：避免oop单继承的局限性    
• 推荐使用：避免单继承的局限性，

 同一个对象可以被多个线程使用

三、线程的状态

线程停止

建议线程正常停止-->利用次数，不建议死循环

建议使用标志位-->设置一个标志位

package com.StateThread;
//线程的状态
//使线程停止
public class TestThread06 implements Runnable{private boolean flag = true;@Overridepublic void run() {int i = 0;while (flag){System.out.println("线程运行中"+i++);}}
//  标志位public void stop(){this.flag=false;}public static void main(String[] args) {TestThread06 t = new TestThread06();new Thread(t).start();for(int i=0;i<1000;i++){System.out.println(i);if(i==900){System.out.println("线程停止了"+i);t.stop();}}}
}

线程休眠 

package com.StateThread;//模拟线程休眠
public class TestThread07 implements Runnable{public static void main(String[] args) {TestThread07 t = new TestThread07();new Thread(t).start();}@Overridepublic void run() {int sum = 10;while (true){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(sum--);if(sum==0){break;}}}
}

注：每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁，Thread.sleep(1000) 1千毫米=1秒

线程礼让

package com.StateThread;
//线程礼让
public class TestThread08 implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程执行开始");Thread.yield();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程执行结束");}public static void main(String[] args) {TestThread08 t = new TestThread08();new Thread(t,"小明").start();new Thread(t,"小红").start();}
}

线程插队

Join合并线程，待线程执行完成后再执行其他线程，其他线程阻塞。可以想象成插队。Thread.join()。

package com.StateThread;
//线程插队
public class TestThread09 implements Runnable{public static void main(String[] args) throws InterruptedException {TestThread09 t = new TestThread09();Thread thread = new Thread(t);thread.start();for (int i =0;i<500;i++){if(i==200){thread.join();}System.out.println("main执行"+i);}}@Overridepublic void run() {for(int i =0;i<500;i++){System.out.println("子线程执行VIP"+i);}}
}

观察线程状态

Thread.state()

//观察线程状态
public class TestThread10 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t = new Thread(()->{for(int i=0;i<5;i++){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("结束");});
//        线程启动前的状态Thread.State state = t.getState();System.out.println(state);//        线程启动时的状态t.start();state = t.getState();System.out.println(state);//        线程结束时的状态while (state != Thread.State.TERMINATED){//只要线程不中止Thread.sleep(100);state = t.getState();System.out.println(state);}}
}

线程优先级

线程优先级用数字表示范围从1~10，数字越大优先级越大

要先设置优先级在启动线程

package com.StateThread;
//线程的优先级
public class TestThread11 {public static void main(String[] args) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->"+Thread.currentThread().getPriority());test t = new test();Thread t1 = new Thread(t);Thread t2 = new Thread(t);Thread t3 = new Thread(t);Thread t4 = new Thread(t);Thread t5 = new Thread(t);
//        1t1.start();
//        2t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);t2.start();
//        3t3.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);t3.start();
//        4t4.setPriority(6);t4.start();
//        5t5.setPriority(8);t5.start();}
}
class test implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"->"+Thread.currentThread().getPriority());}
}

注：优先级只是意味着获得调度的概率低，并不是优先级低就不会被调度或被晚调度，这都看cpu的心情，人为是没办法干预cpu的调度的

守护线程

 1、线程分为用户线程和守护线程

 2、虚拟机必须确保用户线程执行完毕(main(主线程))

 3、虚拟机不用等待守护线程执行完毕(gc(垃圾回收))

设置方法为： Thread.setPaemon(ture) 默认为:false

package com.StateThread;
//守护线程
public class TestThread12 {public static void main(String[] args) {test1 t1 = new test1();test2 t2 = new test2();Thread th = new Thread(t2);th.setDaemon(true);th.start();new Thread(t1).start();}
}
class test1 implements Runnable{@Overridepublic void run() {for (int i=0;i<36500;i++){System.out.println("我一直开心的活着");}System.out.println("和这个时间说再见了");}
}
class test2 implements Runnable{@Overridepublic void run() {while (true){System.out.println("上帝一直保佑着我");}}
}

四、线程同步

1. 概念：线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，前面线程使用完毕，下一个线程在使用。
2. 什么是并发：多个线程操作同一个资源。
3. 锁：每一个对象都有一把锁，解决安全问题。
4. 形成条件：队列+锁
5. 同步方法：这套机制就是synchronized关键字，包括两种方法，synchronized方法和synchronized块

package com.Synchrohized;public class UnSafeTicket {public static void main(String[] args) {ticket t =new ticket();new Thread(t,"1").start();new Thread(t,"2").start();new Thread(t,"3").start();}
}//多线程
class ticket implements Runnable{private boolean flag = true;private int ticket=100;@Overridepublic void run() {while (flag){try {Thread.sleep(100);buyTicket();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}//线程停止public void stop() {this.flag = false;}//买票public synchronized void buyTicket() throws InterruptedException {if(ticket<=0){stop();return;}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买到了第"+ticket--+"张票");}
}

//synchronized代码块的使用
package com.Synchrohized;public class UnSafeBank {public static void main(String[] args) {Account account = new Account(1000,"存款");people people = new people(account,50);people people1 = new people(account,100);people.start();people1.start();}
}
class people extends Thread{Account account;int quMoney;int nowMoney;public people(Account account,int quMoney){this.account=account;this.quMoney=quMoney;}
//取钱@Overridepublic void run(){synchronized (account){if(account.money-quMoney<0){System.out.println("钱不够，取不了");return;}try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}account.money = account.money-quMoney;nowMoney = nowMoney + quMoney;System.out.println(account.name+"余额为"+account.money);System.out.println(this.getName()+"手上的钱为"+nowMoney);}}}
//账户
class Account{int money;String name;public Account(int money, String name) {this.money = money;this.name = name;}
}

当某个对象调用了同步方法时，该对象上的其他同步方法必须等待该同步方法执行完毕后才能被

执行。必须将每个能访问共享资源的方法修饰为synchronized，否则就会出错。

修改例题20.7的代码，将共享资源操作放置在用同一个同步方法中

 int num = 10;		//设置当前总票数public synchronized void doit() {		//定义同步方法if(num>0){try{Thread.sleep(10);}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---票数"+num--);}}public void run(){while(true){doit();}}//再run()方法中调用该同步方法