多線程的基本概念?? 程序? 進(jìn)程? 線程

多線程是Java語言的重要特性，大量應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)編程、服務(wù)器端程序的開發(fā)镐侯，最常見的UI界面底層原理、操作系統(tǒng)底層原理都大量使用了多線程驶冒。

程序

“程序(Program)”是一個靜態(tài)的概念苟翻，一般對應(yīng)于操作系統(tǒng)中的一個可執(zhí)行文件，比如：我們要啟動酷狗聽音樂只怎，則對應(yīng)酷狗的可執(zhí)行程序袜瞬。當(dāng)我們雙擊酷狗，則加載程序到內(nèi)存中身堡，開始執(zhí)行該程序邓尤，于是產(chǎn)生了“進(jìn)程”。

進(jìn)程?

執(zhí)行中的程序叫做進(jìn)程(Process)贴谎，是一個動態(tài)的概念」現(xiàn)代的操作系統(tǒng)都可以同時啟動多個進(jìn)程。比如：我們在用酷狗聽音樂擅这，也可以使用eclipse寫代碼澈魄，也可以同時用瀏覽器查看網(wǎng)頁。進(jìn)程具有如下特點：

? ? ??1. 進(jìn)程是程序的一次動態(tài)執(zhí)行過程仲翎， 占用特定的地址空間痹扇。

? ? ??2. 每個進(jìn)程由3部分組成：cpu、data、code。每個進(jìn)程都是獨立的牍颈，保有自己的cpu時間肆氓，代碼和數(shù)據(jù)秽晚，即便用同一份程序產(chǎn)生好幾個進(jìn)程，它們之間還是擁有自己的這3樣?xùn)|西，這樣的缺點是：浪費內(nèi)存演侯，cpu的負(fù)擔(dān)較重炕吸。

? ? ??3. 多任務(wù)(Multitasking)操作系統(tǒng)將CPU時間動態(tài)地劃分給每個進(jìn)程伐憾，操作系統(tǒng)同時執(zhí)行多個進(jìn)程，每個進(jìn)程獨立運行赫模。以進(jìn)程的觀點來看树肃，它會以為自己獨占CPU的使用權(quán)。

線程

?一個進(jìn)程可以產(chǎn)生多個線程瀑罗。同多個進(jìn)程可以共享操作系統(tǒng)的某些資源一樣扫外，同一進(jìn)程的多個線程也可以共享此進(jìn)程的某些資源(比如：代碼、數(shù)據(jù))廓脆，所以線程又被稱為輕量級進(jìn)程(lightweight process)。

? ? ??1. 一個進(jìn)程內(nèi)部的一個執(zhí)行單元磁玉，它是程序中的一個單一的順序控制流程停忿。

? ? ??2. 一個進(jìn)程可擁有多個并行的(concurrent)線程。

? ? ??3. 一個進(jìn)程中的多個線程共享相同的內(nèi)存單元/內(nèi)存地址空間蚊伞，可以訪問相同的變量和對象席赂，而且它們從同一堆中分配對象并進(jìn)行通信、數(shù)據(jù)交換和同步操作时迫。

? ? ??4. 由于線程間的通信是在同一地址空間上進(jìn)行的颅停，所以不需要額外的通信機(jī)制，這就使得通信更簡便而且信息傳遞的速度也更快掠拳。

? ? ??5. 線程的啟動癞揉、中斷、消亡溺欧，消耗的資源非常少喊熟。

通過繼承Thread類實現(xiàn)多線程

繼承Thread類實現(xiàn)多線程的步驟：

? ? ??1. 在Java中負(fù)責(zé)實現(xiàn)線程功能的類是java.lang.Thread 類。

? ? ??2. 可以通過創(chuàng)建 Thread的實例來創(chuàng)建新的線程姐刁。

? ? ??3. 每個線程都是通過某個特定的Thread對象所對應(yīng)的方法run( )來完成其操作的芥牌，方法run( )稱為線程體。

? ? ??4. 通過調(diào)用Thread類的start()方法來啟動一個線程聂使。

課堂代碼：

通過Runnable接口實現(xiàn)多線程

在開發(fā)中壁拉，我們應(yīng)用更多的是通過Runnable接口實現(xiàn)多線程。這種方式克服了11.2.1節(jié)中實現(xiàn)線程類的缺點柏靶，即在實現(xiàn)Runnable接口的同時還可以繼承某個類弃理。所以實現(xiàn)Runnable接口的方式要通用一些。

靜態(tài)代理模式：

課堂代碼：

運行結(jié)果：

線程狀態(tài)

?一個線程對象在它的生命周期內(nèi)宿礁，需要經(jīng)歷5個狀態(tài)案铺。

新生狀態(tài)(New)

? ? ??用new關(guān)鍵字建立一個線程對象后，該線程對象就處于新生狀態(tài)。處于新生狀態(tài)的線程有自己的內(nèi)存空間控汉，通過調(diào)用start方法進(jìn)入就緒狀態(tài)笔诵。

??就緒狀態(tài)(Runnable)

? ? ??處于就緒狀態(tài)的線程已經(jīng)具備了運行條件，但是還沒有被分配到CPU姑子，處于“線程就緒隊列”乎婿，等待系統(tǒng)為其分配CPU。就緒狀態(tài)并不是執(zhí)行狀態(tài)街佑，當(dāng)系統(tǒng)選定一個等待執(zhí)行的Thread對象后谢翎，它就會進(jìn)入執(zhí)行狀態(tài)。一旦獲得CPU沐旨，線程就進(jìn)入運行狀態(tài)并自動調(diào)用自己的run方法森逮。有4中原因會導(dǎo)致線程進(jìn)入就緒狀態(tài)：

? ? ??1. 新建線程：調(diào)用start()方法，進(jìn)入就緒狀態(tài);

? ? ??2. 阻塞線程：阻塞解除磁携，進(jìn)入就緒狀態(tài);

? ? ??3. 運行線程：調(diào)用yield()方法褒侧，直接進(jìn)入就緒狀態(tài);

? ? ??4. 運行線程：JVM將CPU資源從本線程切換到其他線程。

??運行狀態(tài)(Running)

? ? ??在運行狀態(tài)的線程執(zhí)行自己run方法中的代碼谊迄，直到調(diào)用其他方法而終止或等待某資源而阻塞或完成任務(wù)而死亡闷供。如果在給定的時間片內(nèi)沒有執(zhí)行結(jié)束，就會被系統(tǒng)給換下來回到就緒狀態(tài)统诺。也可能由于某些“導(dǎo)致阻塞的事件”而進(jìn)入阻塞狀態(tài)歪脏。

??阻塞狀態(tài)(Blocked)

? ? ??阻塞指的是暫停一個線程的執(zhí)行以等待某個條件發(fā)生(如某資源就緒)。有4種原因會導(dǎo)致阻塞：

? ? ??1. 執(zhí)行sleep(int millsecond)方法粮呢，使當(dāng)前線程休眠婿失，進(jìn)入阻塞狀態(tài)。當(dāng)指定的時間到了后啄寡，線程進(jìn)入就緒狀態(tài)移怯。

? ? ??2. 執(zhí)行wait()方法，使當(dāng)前線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)这难。當(dāng)使用nofity()方法喚醒這個線程后舟误，它進(jìn)入就緒狀態(tài)。

? ? ??3. 線程運行時姻乓，某個操作進(jìn)入阻塞狀態(tài)嵌溢，比如執(zhí)行IO流操作(read()/write()方法本身就是阻塞的方法)。只有當(dāng)引起該操作阻塞的原因消失后蹋岩，線程進(jìn)入就緒狀態(tài)赖草。

? ? ??4. join()線程聯(lián)合: 當(dāng)某個線程等待另一個線程執(zhí)行結(jié)束后，才能繼續(xù)執(zhí)行時剪个，使用join()方法秧骑。

??死亡狀態(tài)(Terminated)

? ? ??死亡狀態(tài)是線程生命周期中的最后一個階段。線程死亡的原因有兩個。一個是正常運行的線程完成了它run()方法內(nèi)的全部工作; 另一個是線程被強制終止乎折，如通過執(zhí)行stop()或destroy()方法來終止一個線程(注：stop()/destroy()方法已經(jīng)被JDK廢棄绒疗，不推薦使用)。

? ? ??當(dāng)一個線程進(jìn)入死亡狀態(tài)以后骂澄，就不能再回到其它狀態(tài)了吓蘑。

暫停線程執(zhí)行

?暫停線程執(zhí)行常用的方法有sleep()和yield()方法，這兩個方法的區(qū)別是：

? ? ??1. sleep()方法：可以讓正在運行的線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)坟冲，直到休眠時間滿了磨镶，進(jìn)入就緒狀態(tài)。

? ? ??2. yield()方法：可以讓正在運行的線程直接進(jìn)入就緒狀態(tài)健提，讓出CPU的使用權(quán)琳猫。

課堂代碼：

獲取線程基本信息的方法

課堂代碼：

測試isAlive()；

測試getName()

線程同步

處理多線程問題時私痹，多個線程訪問同一個對象沸移，并且某些線程還想修改這個對象。 這時候侄榴，我們就需要用到“線程同步”。 線程同步其實就是一種等待機(jī)制网沾，多個需要同時訪問此對象的線程進(jìn)入這個對象的等待池形成隊列癞蚕，等待前面的線程使用完畢后，下一個線程再使用

實現(xiàn)線程同步：

由于同一進(jìn)程的多個線程共享同一塊存儲空間辉哥，在帶來方便的同時桦山，也帶來了訪問沖突的問題。Java語言提供了專門機(jī)制以解決這種沖突醋旦，有效避免了同一個數(shù)據(jù)對象被多個線程同時訪問造成的這種問題恒水。

包括兩種用法：synchronized 方法和 synchronized 塊。

課堂代碼：

死鎖及解決方案

死鎖”指的是：

? ? ??多個線程各自占有一些共享資源饲齐，并且互相等待其他線程占有的資源才能進(jìn)行钉凌，而導(dǎo)致兩個或者多個線程都在等待對方釋放資源，都停止執(zhí)行的情形捂人。

死鎖的解決方法

? ? ? 死鎖是由于“同步塊需要同時持有多個對象鎖造成”的御雕，要解決這個問題，思路很簡單滥搭，就是：同一個代碼塊酸纲，不要同時持有兩個對象鎖。

課堂代碼：

生產(chǎn)者消費者模型的實現(xiàn)