一些基礎(chǔ)概念

• 程序（program）：是為完成特定任務(wù)、用某種語(yǔ)言編寫(xiě)的一組指令的集合煌茴。即指一段靜態(tài)的代碼义辕，靜態(tài)對(duì)象

• 進(jìn)程（process）：是程序的一次執(zhí)行過(guò)程，或是正在運(yùn)行的一個(gè)程序现拒。是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程：有它自身的產(chǎn)生辣垒、存在和消亡的過(guò)程∮∈撸——生命周期

  • 進(jìn)程作為資源分配的單位勋桶，系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)會(huì)為每個(gè)進(jìn)程分配不同的內(nèi)存區(qū)域

• 線(xiàn)程（thread）:進(jìn)程可進(jìn)一步細(xì)化為線(xiàn)程，是一個(gè)程序內(nèi)部的一條執(zhí)行路徑.若一個(gè)進(jìn)程同一時(shí)間 并行執(zhí)行多個(gè)線(xiàn)程侥猬，就是支持多線(xiàn)程的.

  • 線(xiàn)程作為調(diào)度和執(zhí)行的單位例驹，每個(gè)線(xiàn)程擁有獨(dú)立的運(yùn)行棧和程序計(jì)數(shù)器(pc)

• 并行與并發(fā)

  • 并行：多個(gè)CPU同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)

  • 并發(fā)：一個(gè)CPU（采用時(shí)間片）同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)

Thread類(lèi)

構(gòu)造器

• Thread() ：創(chuàng)建新的Thread對(duì)象

• Thread(String threadname)： 創(chuàng)建線(xiàn)程并指定線(xiàn)程實(shí)例名

• Thread(Runnable target) ：指定創(chuàng)建線(xiàn)程的目標(biāo)對(duì)象，它實(shí)現(xiàn)了Runnable接 口中的run方法

• Thread(Runnable target, String name) ：創(chuàng)建新的Thread對(duì)象

特性

• 1.每個(gè)線(xiàn)程都是通過(guò)某個(gè)特定Thread對(duì)象的run()方法來(lái)完成操作的退唠，經(jīng)常把run()方法的主體稱(chēng)為 線(xiàn)程體

• 通過(guò)該Thread對(duì)象的start()方法來(lái)啟動(dòng)這個(gè)線(xiàn)程鹃锈，而非直接調(diào)用run()

有關(guān)方法

• void start(): 啟動(dòng)線(xiàn)程，并執(zhí)行對(duì)象的run()方法

• run(): 線(xiàn)程在被調(diào)度時(shí)執(zhí)行的操作

• String getName(): 返回線(xiàn)程的名稱(chēng)

• void setName(String name):設(shè)置該線(xiàn)程名稱(chēng)

• static Thread currentThread(): 返回當(dāng)前線(xiàn)程瞧预。在Thread子類(lèi)中就是this屎债，通常用于主線(xiàn)程和Runnable實(shí)現(xiàn)類(lèi)

• static void yield()： 線(xiàn)程讓步，暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的線(xiàn)程垢油，把執(zhí)行機(jī)會(huì)讓給優(yōu)先級(jí)相同或更高的線(xiàn)程盆驹，若隊(duì)列中沒(méi)有同優(yōu)先級(jí)的線(xiàn)程，忽略此方法

• join() ： 當(dāng)某個(gè)程序執(zhí)行流中調(diào)用其他線(xiàn)程的 join() 方法時(shí)秸苗，調(diào)用線(xiàn)程將被阻塞召娜，直到 join() 方法加入的 join 線(xiàn)程執(zhí)行完為止，低優(yōu)先級(jí)的線(xiàn)程也可以獲得執(zhí)行

• static void sleep(long millis) ：(指定時(shí)間:毫秒)惊楼，令當(dāng)前活動(dòng)線(xiàn)程在指定時(shí)間段內(nèi)放棄對(duì)CPU控制,使其他線(xiàn)程有機(jī)會(huì)被執(zhí)行,時(shí)間到后重排隊(duì)玖瘸。拋出InterruptedException異常

• stop(): 強(qiáng)制線(xiàn)程生命期結(jié)束，不推薦使用

• boolean isAlive()： 返回boolean檀咙，判斷線(xiàn)程是否還活著

創(chuàng)建線(xiàn)程的兩種方式

繼承Thread類(lèi)

• 用法：

  • 1.定義子類(lèi)繼承Thread類(lèi)

  • 2.子類(lèi)中重寫(xiě)Thread類(lèi)中的run方法

  • 3.創(chuàng)建Thread子類(lèi)對(duì)象雅倒，即創(chuàng)建了線(xiàn)程對(duì)象

  • 4.調(diào)用線(xiàn)程對(duì)象start方法：?jiǎn)?dòng)線(xiàn)程，調(diào)用run方法

• 說(shuō)明：

  • 1.如果自己手動(dòng)調(diào)用run()方法弧可，那么就只是普通方法蔑匣，沒(méi)有啟動(dòng)多線(xiàn)程模式

  • 2.run()方法由JVM調(diào)用，什么時(shí)候調(diào)用，執(zhí)行的過(guò)程控制都有操作系統(tǒng)的CPU 調(diào)度決定

  • 3.想要啟動(dòng)多線(xiàn)程裁良，必須調(diào)用start方法

  • 4.一個(gè)線(xiàn)程對(duì)象只能調(diào)用一次start()方法啟動(dòng)凿将，如果重復(fù)調(diào)用了，則將拋出以上 的異常IllegalThreadStateException

實(shí)現(xiàn)Runnable接口

• 用法：

  • 1.定義子類(lèi)价脾，實(shí)現(xiàn)Runnable接口

  • 2.子類(lèi)中重寫(xiě)Runnable接口中的run方法

  • 3.通過(guò)Thread類(lèi)含參構(gòu)造器創(chuàng)建線(xiàn)程對(duì)象

  • 4.將Runnable接口的子類(lèi)對(duì)象作為實(shí)際參數(shù)傳遞給Thread類(lèi)的構(gòu)造器中

  • 5.調(diào)用Thread類(lèi)的start方法：開(kāi)啟線(xiàn)程牧抵，調(diào)用Runnable子類(lèi)的run方法

• 好處

  • 1.避免了單繼承的局限性

  • 2.多個(gè)線(xiàn)程可以共享同一個(gè)接口實(shí)現(xiàn)類(lèi)的對(duì)象，非常適合多個(gè)相同的線(xiàn)程來(lái)處理同一份資源

線(xiàn)程的調(diào)度

調(diào)度策略

• 時(shí)間片

• 搶占式：高優(yōu)先級(jí)的線(xiàn)程搶占CPU

Java的調(diào)度方法

• 同優(yōu)先級(jí)線(xiàn)程組成先進(jìn)先出隊(duì)列（先到先服務(wù)）侨把，使用時(shí)間片策略

• 對(duì)高優(yōu)先級(jí)犀变，使用優(yōu)先調(diào)度的搶占式策略

線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)

線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)等級(jí)

• MAX_PRIORITY ：10

• MIN _PRIORITY ：1

• NORM_PRIORITY ：5

涉及方法

• getPriority() ：返回線(xiàn)程優(yōu)先值

• setPriority(int newPriority) ： 改變線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)

說(shuō)明

• 線(xiàn)程創(chuàng)建時(shí)繼承父線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)

• 低優(yōu)先級(jí)只是獲得調(diào)度的概率低，并非一定是在高優(yōu)先級(jí)線(xiàn)程之后才被調(diào)用

線(xiàn)程分類(lèi)

• Java中的線(xiàn)程分為兩類(lèi)：一種是 守護(hù)線(xiàn)程秋柄，一種是 用戶(hù)線(xiàn)程

• 守護(hù)線(xiàn)程是用來(lái)服務(wù)用戶(hù)線(xiàn)程的获枝，通過(guò)在start()方法前調(diào)用 thread.setDaemon(true)可以把一個(gè)用戶(hù)線(xiàn)程變成一個(gè)守護(hù)線(xiàn)程

• Java垃圾回收就是一個(gè)典型的守護(hù)線(xiàn)程

• 它們?cè)趲缀趺總€(gè)方面都是相同的，唯一的區(qū)別是判斷JVM何時(shí)離開(kāi)

• 若JVM中都是守護(hù)線(xiàn)程骇笔，當(dāng)前JVM將退出

線(xiàn)程的生命周期

概述

JDK 中用Thread.State 類(lèi)定義了 線(xiàn)程的幾種狀態(tài)

• 新建： 當(dāng)一個(gè)Thread類(lèi)或其子類(lèi)的對(duì)象被聲明并創(chuàng)建時(shí)省店，新生的線(xiàn)程對(duì)象處于新建 狀態(tài)

• 就緒：處于新建狀態(tài)的線(xiàn)程被start()后，將進(jìn)入線(xiàn)程隊(duì)列等待CPU時(shí)間片蜘拉，此時(shí)它已 具備了運(yùn)行的條件萨西，只是沒(méi)分配到CPU資源

• 運(yùn)行：當(dāng)就緒的線(xiàn)程被調(diào)度并獲得CPU資源時(shí),便進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)， run()方法定義了線(xiàn)程的操作和功能

• 阻塞：在某種特殊情況下旭旭，被人為掛起或執(zhí)行輸入輸出操作時(shí)谎脯，讓出 CPU 并臨時(shí)中止自己的執(zhí)行，進(jìn)入阻塞狀態(tài)

• 死亡：線(xiàn)程完成了它的全部工作或線(xiàn)程被提前強(qiáng)制性地中止或出現(xiàn)異常導(dǎo)致結(jié)束

看圖

線(xiàn)程生命周期.png

線(xiàn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換.png

線(xiàn)程的同步

出現(xiàn)的安全問(wèn)題

• 當(dāng)多條語(yǔ)句在操作同一個(gè)線(xiàn)程共享數(shù)據(jù)時(shí)，一個(gè)線(xiàn)程對(duì)多條語(yǔ)句只執(zhí)行了一部分，還沒(méi)有執(zhí)行完吉挣，另一個(gè)線(xiàn)程參與進(jìn)來(lái)執(zhí)行。導(dǎo)致共享數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤

• 解決方案：對(duì)多條操作共享數(shù)據(jù)的語(yǔ)句废麻，只能讓一個(gè)線(xiàn)程都執(zhí)行完，在執(zhí)行過(guò)程中模庐，其他線(xiàn)程不可以參與執(zhí)行

同步機(jī)制 Synchronized

• Java 對(duì)于多線(xiàn)程的安全問(wèn)題提供了專(zhuān)業(yè)的解決 方式 ： 同步機(jī)制

• 用法：

//同步代碼塊 ：
synchronized ( 對(duì)象){
        //  需要被同步的代碼烛愧；
}

// synchronized 還可以放在方法聲明中，表示整個(gè)方法為同步方法
public synchronized void show (String name){
    ….
}

Synchronized鎖

在《Thinking in Java》中掂碱，是這么說(shuō)的：對(duì)于并發(fā)工作怜姿，你需要某種方式來(lái)防
止兩個(gè)任務(wù)訪(fǎng)問(wèn)相同的資源（其實(shí)就是共享資源競(jìng)爭(zhēng)）。 防止這種沖突的方法
就是當(dāng)資源被一個(gè)任務(wù)使用時(shí)疼燥，在其上加鎖沧卢。第一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)某項(xiàng)資源的任務(wù)必須
鎖定這項(xiàng)資源，使其他任務(wù)在其被解鎖之前醉者，就無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)它了但狭，而在其被解鎖
之時(shí)披诗，另一個(gè)任務(wù)就可以鎖定并使用它了

• 哪些操作會(huì)釋放鎖？

  • 1.當(dāng)前線(xiàn)程的同步方法立磁、同步代碼塊執(zhí)行結(jié)束

  • 2.當(dāng)前線(xiàn)程在同步代碼塊呈队、同步方法中遇到break、return終止了該代碼塊息罗、 該方法的繼續(xù)執(zhí)行

  • 3.當(dāng)前線(xiàn)程在同步代碼塊掂咒、同步方法中出現(xiàn)了未處理的Error或Exception，導(dǎo)致異常結(jié)束

  • 4.當(dāng)前線(xiàn)程在同步代碼塊迈喉、同步方法中執(zhí)行了線(xiàn)程對(duì)象的wait()方法，當(dāng)前線(xiàn)程暫停温圆，并釋放鎖

• 哪些操作不會(huì)釋放鎖挨摸？

  • 1.線(xiàn)程執(zhí)行同步代碼塊或同步方法時(shí)，程序調(diào)用Thread.sleep()岁歉、 Thread. Yield()方法暫停當(dāng)前線(xiàn)程的執(zhí)行

  • 2.線(xiàn)程執(zhí)行同步代碼塊時(shí)得运，其他線(xiàn)程調(diào)用了該線(xiàn)程的suspend()方法將該線(xiàn)程掛起，該線(xiàn)程不會(huì)釋放鎖（同步監(jiān)視器）锅移，應(yīng)盡量避免使用suspend()和resume()來(lái)控制線(xiàn)程

死鎖

• 含義：不同的線(xiàn)程分別占用對(duì)方需要的同步資源不放棄熔掺，都在等待對(duì)方放棄自己需要的同步資源，就形成了線(xiàn)程的死鎖

Lock(鎖)

• 含義： 從JDK 5.0開(kāi)始非剃，Java提供了更強(qiáng)大的線(xiàn)程同步機(jī)制——通過(guò)顯式定義同步鎖對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)同步置逻。同步鎖使用Lock對(duì)象充當(dāng)

     java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多個(gè)線(xiàn)程對(duì)共享資源進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)的
     工具。鎖提供了對(duì)共享資源的獨(dú)占訪(fǎng)問(wèn)备绽，每次只能有一個(gè)線(xiàn)程對(duì)Lock對(duì)象
     加鎖券坞，線(xiàn)程開(kāi)始訪(fǎng)問(wèn)共享資源之前應(yīng)先獲得Lock對(duì)象
     ?
     ReentrantLock 類(lèi)實(shí)現(xiàn)了 Lock ，它擁有與 synchronized 相同的并發(fā)性和
     內(nèi)存語(yǔ)義肺素，在實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程安全的控制中恨锚，比較常用的是ReentrantLock，可以
     顯式加鎖倍靡、釋放鎖

• 代碼

    class A{
      private final ReentrantLock lock = new ReenTrantLock();
      public void m(){
      lock.lock();
        try{
        // 保證線(xiàn)程安全的代碼;
        }finally{
          lock.unlock();
        }
      }
     }

synchronized 與 Lock 的對(duì)比

• 1.Lock是顯式鎖（手動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉鎖猴伶，別忘記關(guān)閉鎖），synchronized是 隱式鎖塌西，出了作用域自動(dòng)釋放

• 2.Lock只有代碼塊鎖他挎，synchronized有代碼塊鎖和方法鎖

• 3.使用Lock鎖，JVM將花費(fèi)較少的時(shí)間來(lái)調(diào)度線(xiàn)程雨让，性能更好雇盖。并且具有 更好的擴(kuò)展性（提供更多的子類(lèi)）

進(jìn)程的通信

wait() 與 notify() 和 notifyAll()

• wait():令當(dāng)前線(xiàn)程掛起并放棄CPU、同步資源并等待栖忠，使別的線(xiàn)程可訪(fǎng)問(wèn)并修改共享資源崔挖，而當(dāng)前線(xiàn)程排隊(duì)等候其他線(xiàn)程調(diào)用notify()或notifyAll()方法喚醒贸街，喚醒后等待重新獲得對(duì)監(jiān)視器的所有權(quán)后才能繼續(xù)執(zhí)行

• notify(): 喚醒正在排隊(duì)等待同步資源的線(xiàn)程中優(yōu)先級(jí)最高者結(jié)束等待

• notifyAll ()：?jiǎn)拘颜谂抨?duì)等待資源的所有線(xiàn)程結(jié)束等待

• 說(shuō)明：這三個(gè)方法只有在synchronized方法或synchronized代碼塊中才能使用，否則會(huì)報(bào)java.lang.IllegalMonitorStateException異常