一渴析、多線(xiàn)程

在有多任務(wù)執(zhí)行的需求時(shí)晚伙，如果沒(méi)有任務(wù)并行，不需要執(zhí)行多線(xiàn)程俭茧。

1.優(yōu)點(diǎn)

• 資源利用率更好
• 效率更高

2.缺點(diǎn)

• 程序設(shè)計(jì)復(fù)雜咆疗。
• 需要考慮可能會(huì)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)不安全的問(wèn)題。

3.線(xiàn)程和進(jìn)程

3.1進(jìn)程

執(zhí)行中的程序叫做進(jìn)程（process）母债，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念午磁。

• 每個(gè)進(jìn)程由cpu、data毡们、code組成迅皇，且每個(gè)進(jìn)程都是獨(dú)立的，即便一個(gè)程序產(chǎn)生好幾個(gè)進(jìn)程
• 在執(zhí)行多任務(wù)時(shí)衙熔，操作系統(tǒng)會(huì)將CPU動(dòng)態(tài)的分配給多個(gè)進(jìn)程登颓，每個(gè)進(jìn)程獨(dú)立運(yùn)行
• 進(jìn)程是程序的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程，會(huì)獨(dú)占特定的地址空間

3.2線(xiàn)程

線(xiàn)程（Thread）是操作系統(tǒng)能夠進(jìn)行運(yùn)算調(diào)度的最小單位青责。他被包含在進(jìn)程之中挺据，是進(jìn)程中的實(shí)際運(yùn)作單位取具。一條線(xiàn)程指的是進(jìn)程中單一順序的控制流，一個(gè)進(jìn)程中可以并發(fā)多個(gè)線(xiàn)程扁耐，每條線(xiàn)程并行執(zhí)行多個(gè)線(xiàn)程暇检，每條線(xiàn)程并行執(zhí)行不同的任務(wù)。

3.3線(xiàn)程與進(jìn)程的區(qū)別

4.并發(fā)和并行

并行一定是并發(fā)，并發(fā)不一定是并行（也可能是串行）

并發(fā)：一個(gè)時(shí)間段內(nèi)涎显，程序擁有處理多任務(wù)的能力

并行：一個(gè)時(shí)間段內(nèi)坤检，程序擁有同時(shí)處理多任務(wù)的能力

5.多線(xiàn)程的目標(biāo)

• 創(chuàng)建與開(kāi)啟
• 線(xiàn)程安全
• 線(xiàn)程狀態(tài)
• 線(xiàn)程通信

二、創(chuàng)建線(xiàn)程

1.繼承Thread

public class ThreadDemo extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0;i < 10;i++){
            System.out.println("-----"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo td = new ThreadDemo();
        td.start();
        for (int i = 0;i < 10;i++){
            System.out.println("+++++"+i);
        }
    }
}

繼承Thread實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程

2.實(shí)現(xiàn)Runnable接口

通過(guò)實(shí)現(xiàn)Runnable接口重寫(xiě)run()方法期吓，方法內(nèi)定義線(xiàn)程體早歇，調(diào)用start()方法

public class ThreadDemo02 implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0;i < 10;i++){
            System.out.println("-----"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(new ThreadDemo02());
        t.start();
        for (int i = 0;i < 10;i++){
            System.out.println("+++++"+i);
        }
    }
}

注意：run()方法中既不能拋出異常，也不能有返回值讨勤。

3.實(shí)現(xiàn)Callable接口（僅作了解）

重寫(xiě)call方法箭跳，方法中定義線(xiàn)程體，且有返回值

三悬襟、線(xiàn)程狀態(tài)

1.線(xiàn)程的五種狀態(tài)

• 新生狀態(tài)：通過(guò)new新建線(xiàn)程對(duì)象衅码，此時(shí)線(xiàn)程處于新生狀態(tài)
• 就緒狀態(tài)：調(diào)用start()方法后拯刁，沒(méi)有立即執(zhí)行脊岳，而是進(jìn)入就緒狀態(tài)，等待CPU的調(diào)度
• 運(yùn)行狀態(tài)：當(dāng)CPU調(diào)度某一個(gè)線(xiàn)程時(shí)垛玻，這個(gè)線(xiàn)程獲取線(xiàn)程體割捅，執(zhí)行線(xiàn)程體代碼
• 阻塞狀態(tài)：線(xiàn)程無(wú)法正常運(yùn)行，如執(zhí)行了 sleep(睡眠)方法帚桩，或等待 I/O 設(shè)備等資源亿驾，將讓出 CPU 并暫時(shí)停止自己 運(yùn)行，進(jìn)入阻塞狀態(tài)
• 終止?fàn)顟B(tài)：死亡狀態(tài)是線(xiàn)程生命周期中的最后一個(gè)階段账嚎。線(xiàn)程死亡的原因有三個(gè)莫瞬，一個(gè)是正常運(yùn)行的線(xiàn)程完成了全部工作儡蔓；另一個(gè)是線(xiàn)程被強(qiáng)制性地終止，此方法不推薦使用疼邀；第三是線(xiàn)程拋出未捕獲的異常喂江。

Thread.State getState() 返回此線(xiàn)程的狀態(tài)

Thread.State 枚舉類(lèi) 標(biāo)識(shí)線(xiàn)程現(xiàn)有狀態(tài)

注意：

? 一個(gè)線(xiàn)程如果一旦進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)無(wú)法恢復(fù)，new之后也是一個(gè)新的線(xiàn)程旁振。

? 如果一個(gè)線(xiàn)程一旦進(jìn)入到阻塞狀態(tài)获询，阻塞解除會(huì)直接恢復(fù)到就緒狀態(tài)不會(huì)直接恢復(fù)到運(yùn)行狀態(tài)。

2.如何進(jìn)入就緒狀態(tài)

1. start()方法
2. 阻塞解除
3. yeild()禮讓線(xiàn)程
4. 線(xiàn)程切換

3.如何進(jìn)入阻塞狀態(tài)

1. sleep()
2. join狀態(tài)
3. wait()等待

4.如何進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)

1. stop()方法拐袜，不推薦
2. destory()方法吉嚣，不推薦
3. 通過(guò)添加標(biāo)識(shí)判斷

四、暫停線(xiàn)程執(zhí)行

1.休眠線(xiàn)程（sleep）

sleep(long millis) 導(dǎo)致當(dāng)前正在執(zhí)行的線(xiàn)程休眠（暫時(shí)停止執(zhí)行）指定的毫秒數(shù)蹬铺，具體取決于系統(tǒng)計(jì)時(shí)器和調(diào)度程序的精度和準(zhǔn)確性尝哆。

特點(diǎn)：不會(huì)釋放鎖，Sleep 時(shí)別的線(xiàn)程也不可以訪問(wèn)鎖定對(duì)象

作用：

1. 模擬網(wǎng)絡(luò)延遲
2. 顯現(xiàn)方法問(wèn)題的可能性

2.禮讓線(xiàn)程（yield）

static void yield() 當(dāng)前正在執(zhí)行的線(xiàn)程暫停一次甜攀，允許其他線(xiàn)程 執(zhí)行,不阻塞较解，線(xiàn)程進(jìn)入 就緒狀態(tài),如果沒(méi)有其他等待的線(xiàn)程，這個(gè) 時(shí)候當(dāng)前線(xiàn)程就會(huì)馬上恢復(fù)執(zhí)行赴邻。

特點(diǎn)： yield()方法為靜態(tài)方法印衔，讓出 CPU 的使用權(quán)，從運(yùn)行態(tài)直接進(jìn)入就緒態(tài)姥敛。讓 CPU重新挑選哪一個(gè)線(xiàn)程進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)奸焙。

3.插隊(duì)線(xiàn)程（join）

final void join() 調(diào)用該方法的線(xiàn)程強(qiáng)制執(zhí)行，其它線(xiàn)程處于阻 塞狀態(tài)彤敛，該線(xiàn)程執(zhí)行完畢后与帆，其它線(xiàn)程再執(zhí)行。

特點(diǎn)：當(dāng)某個(gè)線(xiàn)程等待另一個(gè)線(xiàn)程執(zhí)行結(jié)束后墨榄，才繼續(xù)執(zhí)行時(shí)玄糟，使調(diào)用該方法的線(xiàn)程在此之前執(zhí)行完畢，也就是等待調(diào)用該方法的線(xiàn)程執(zhí)行完畢后再往下繼續(xù)執(zhí)行

五袄秩、線(xiàn)程優(yōu)先級(jí)

線(xiàn)程優(yōu)先級(jí)被分為整數(shù)1~10阵翎，且默認(rèn)的優(yōu)先級(jí)為5.

final int getPriority() 獲取線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)

final void setPriority(int priority) 設(shè)置線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)

Thread.MIN_PRIORITY = 1 
Thread.MAX_PRIORITY = 10 
Thread.NORM_PRIORITY = 5

注意：

優(yōu)先級(jí)低只是意味著獲得調(diào)度的概率低。并不是絕對(duì)先調(diào)用優(yōu)先級(jí)高后調(diào)用優(yōu)先級(jí)低的線(xiàn)程之剧。

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new ThreadDemo(), "t1");
        Thread t2 = new Thread(new ThreadDemo(), "t2");
        t1.setPriority(1);
        t2.setPriority(10);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

class ThreadDemo extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
            // yield();
        }
    }
}

六郭卫、同步與死鎖

1.線(xiàn)程安全

一個(gè)情況下，我們?cè)跒榱颂岣邎?zhí)行效率背稼，我們可能會(huì)使用多線(xiàn)程同時(shí)執(zhí)行多個(gè)方法贰军，對(duì)同一數(shù)據(jù)進(jìn)行多次調(diào)用和覆蓋，此時(shí)蟹肘，數(shù)據(jù)會(huì)造成不準(zhǔn)確和不安全的問(wèn)題词疼。

public class TestSync {
    public static void main(String[] args) {
        Account a1 = new Account(100, "高");
        Drawing draw1 = new Drawing(80, a1);
        Drawing draw2 = new Drawing(80, a1);
        draw1.start(); //你取錢(qián)
        draw2.start(); //你老婆取錢(qián)
    }
}

/**
 * 簡(jiǎn)單表示銀行賬戶(hù)俯树，將來(lái)打算多個(gè)線(xiàn)程共用的資源
 */
class Account {
    int money;
    String aname;

    public Account(int money, String aname) {
        super();
        this.money = money;
        this.aname = aname;
    }
}

/*** 模擬提款操作 * @author Administrator **/
class Drawing extends Thread {
    int drawingNum; //取多少錢(qián)
    Account account; //要取錢(qián)的賬戶(hù)
    int expenseTotal; //總共取的錢(qián)數(shù)

    public Drawing(int drawingNum, Account account) {
        super();
        this.drawingNum = drawingNum;
        this.account = account;
    }

    @Override
    public void run() {
        if (account.money - drawingNum < 0) {
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(1000); //判斷完后阻 塞。其他線(xiàn)程開(kāi)始運(yùn)行贰盗。
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        account.money -= drawingNum;
        expenseTotal += drawingNum;
        System.out.println(this.getName() + "-- 賬戶(hù)余額：" + account.money);
        System.out.println(this.getName() + "-- 總共取了：" + expenseTotal);
    }
}

多線(xiàn)程下的數(shù)據(jù)不安全

2.線(xiàn)程同步 synchonized

synchonized：同步鎖|排他鎖

線(xiàn)程同步：即當(dāng)有一個(gè)線(xiàn)程在對(duì)內(nèi)存進(jìn)行操作時(shí)聘萨，其他線(xiàn)程都不可以對(duì)這個(gè)內(nèi)存地址進(jìn)行操作，直到該線(xiàn)程完成操作童太， 其他線(xiàn)程才能對(duì)該內(nèi)存地址進(jìn)行操作米辐，而其他線(xiàn)程又處于等待狀態(tài)。

同步：協(xié)同书释、協(xié)助翘贮、互相配合。

2.1 synchornized 方法

public synchronized void accessVal(int newVal){

}

synchronized 方法控制對(duì)類(lèi)成員變量的訪問(wèn)：每個(gè)對(duì)象對(duì)應(yīng)一把鎖爆惧，每個(gè) synchronized 方法都必須獲得調(diào)用該 方法的對(duì)象的鎖方能執(zhí)行狸页，否則所屬線(xiàn)程阻塞，方法一 旦執(zhí)行扯再，就獨(dú)占該鎖芍耘，直到從該方法返回時(shí)才將鎖釋放，此后被阻塞的線(xiàn)程方能獲得 該鎖熄阻，重新進(jìn)入可執(zhí)行狀態(tài)斋竞。

synchronized 方法的缺陷：若將一個(gè)大的方法聲明為synchronized 將會(huì)大大影響效率，典型地秃殉，若將線(xiàn)程類(lèi)的方法 run() 聲明為 synchronized 坝初，由于在線(xiàn)程的整個(gè)生命期內(nèi)它一直在運(yùn)行，因此將導(dǎo)致它對(duì)本類(lèi)任何synchronized 方法的調(diào)用都永遠(yuǎn)不會(huì)成功钾军。

2.2 synchoinized 塊

在代碼塊前加上 synchronized 關(guān)鍵字鳄袍，并指定加鎖的對(duì)象

synchronized(syncObject){ 
    //允許訪問(wèn)控制的代碼 
}

public class MyClass {
    public static synchronized void log1(String msg1, String msg2){
        log.writeln(msg1);
        log.writeln(msg2);
    }

    public static void log2(String msg1, String msg2){
        synchronized(MyClass.class){
            log.writeln(msg1);
            log.writeln(msg2);
        }
    }
}

注意：

• 鎖中內(nèi)容，要鎖不變的東西吏恭，自定義的引用數(shù)據(jù)類(lèi)型的對(duì)象地址拗小，肯定不變
• 代碼范圍太大，容易鎖不住內(nèi)容

雙重檢查（double check）提高效率樱哼，縮小范圍

3.鎖

3.1 鎖類(lèi)

相當(dāng)于鎖住了類(lèi)的所有對(duì)象哀九，有些對(duì)象不需要鎖時(shí)，可以選擇使用this

3.2 鎖this

相當(dāng)于鎖住這個(gè)對(duì)象的所有資源唇礁，當(dāng)只想鎖中其中的一個(gè)資源的時(shí)候勾栗，可以只鎖資源

3.3 鎖資源

自定義的引用數(shù)據(jù)類(lèi)型

七惨篱、線(xiàn)程通信

使用Object類(lèi)中的wait()盏筐、notify()|notifyAll()實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程通信

1. wait()等待，當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程wait()方法的時(shí)候進(jìn)入到某一個(gè)對(duì)象的等待池中進(jìn)行等待砸讳，等待喚醒并掛起
2. notify()喚醒琢融，喚醒該對(duì)象等待池中正在等待的線(xiàn)程對(duì)象
3. wait()與notify()界牡、notifyAll() 方法必須使用同步環(huán)境下,用來(lái)作為多線(xiàn)程之間數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)問(wèn)題，要使用在同步環(huán)境下控制線(xiàn)程安全漾抬，否則會(huì)拋出異常