Java 多线程学习总结
本章目标
- 理解线程的基本概念
- 理解线程与进程的区别
- 熟悉线程的实现方式
- 了解线程的管理
- 熟悉线程的生命周期
- 掌握线程同步
- 掌握线程池
- 了解线程通信
- 掌握线程定时器
什么是进程
进程就是正在运行的程序，它是系统进行资源分配和调度的基本单位，各个进程之间相互独立，系统给每个进程分配不同的地址空间和资源
Win 操作系统任务管理器查看应用程序运行的进程
什么是线程
线程就是程序（进程）执行的任务（分为单线程和多线程）
进程与线程的区别
地址空间
进程之间是独立的地址空间，但同一进程的线程共享本进程的地址空间
资源占用
同一进程内的线程共享本进程的资源，如内存、I/O、CPU 等，但是进程之间的资源是独立的
健壮性
一个进程崩溃后不会对其他进程产生影响；一个线程崩溃则整个进程都死掉，所以多进程要比多线程更健壮
执行过程
进程可以独立执行，线程不能独立执行，线程必须依存于进程
并发与资源消耗
进程和线程都可以并发（同时）执行，但进程创建和切换消耗资源大，线程创建和切换消耗资源小
创建线程
方式一：继承 Thread 类，并重写 run( ) 方法
public class MyThread extends Thread { public void run() { for ( int i = 0; i < 10; i++ ) { System.out.println(“子线程"); } } public static void main(String[] args) { MyThread myThread = new MyThread(); myThread.start(); }
}
方式二：实现 Runnable 接口，并实现 run( ) 方法
public class MyThread implements Runnable { public void run() { for ( int i = 0; i < 10; i++ ) { System.out.println(“子线程"); } } public static void main(String[] args) { Thread myThread = new Thread(new MyThread); myThread.start(); }
}
线程的状态
当线程被创建并启动以后，它既不是一启动就进入了执行状态，也不是一直处于执行状态。在线程的生命周期中，它要经过新建(New)、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞(Blocked)和死亡(Dead)5种状态。尤其是当线程启动以后，它不可能一直"霸占"着CPU独自运行，所以CPU需要在多条线程之间切换，于是线程状态也会多次在运行、阻塞之间切换。
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新建状态：当程序使用new关键字创建了一个线程之后，该线程就处于新建状态，此时仅由JVM为其分配内存，并初始化其成员变量的值
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就绪状态：当线程对象调用了start()方法之后，该线程处于就绪状态。Java虚拟机会为其创建方法调用栈和程序计数器，等待调度运行
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运行状态：如果处于就绪状态的线程获得了CPU，开始执行run()方法的线程执行体，则该线程处于运行状态
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阻塞状态：当处于运行状态的线程失去所占用资源之后，便进入阻塞状态
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死亡状态：当线程的 run() 方法执行完成，线程正常结束或抛出一个未捕获的异常，也可以直接调用 stop（） 方法结束线程（容易导致死锁，不推荐使用）
线程暂停执行条件
- 线程优先级比较低，不能获得 CPU 时间片
- 使用 sleep( ) 方法使线程睡眠
- 通过调用 wait( ) 方法，使线程处于等待状态
- 通过调用 yield( ) 方法，线程主动出让 CPU 控制权
- 线程由于等待一个I/O事件处于阻塞状态
线程优先级
Java 中线程优先级是在 Thread 类中定义的常量
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NORM_PRIORITY : 值为 5
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MAX_PRIORITY : 值为 10
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MIN_PRIORITY : 值为 1
缺省优先级为 NORM_PRIORITY
修改和查看线程优先级方法
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final void setPriority(int newPriority) //修改当前线程的优先级
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final int getPriority(）//查看当前线程的优先级
多线程
多线程并发问题
线程 A 和线程 B 同时操作（读写）同一进程下的共享资源，这将导致数据不一致的问题，被称为多线程并发问题。
线程同步
多线程共享数据时，可能会发生数据不一致的情况，而线程同步就是为了解决多线程并发问题，它可以确保在任何时间点一个共享的资源只被一个线程使用
实现线程同步的三种方式
- 使用同步代码块
- 使用同步方法
- 使用互斥锁 （更灵活的代码控制）
线程死锁
线程 A 和线程 B 都想访问对方的资源，但都不愿意让对方先访问，这样谁也无法继续执行下去，这就是线程死锁（线程死锁很少发生，但一旦发生就很难调试）
线程池
如果并发的线程数量很多，并且线程执行一个时间很短的任务就结束了，这样就会频繁的创建和销毁线程，导致大大降低系统的运行效率
线程池工作原理
- 程序启动时向线程池中提前创建一批线程对象
- 当需要执行任务时，从线程池中获取一个空闲的线程对象
- 任务执行完毕后，不销毁线程对象，而是将其返还给线程池，并再次将状态设置为空闲
线程池优缺点
- 减少频繁创建和销毁线程对象的时间消耗，提高了程序运行的性能（优点）
- 线程池中空闲的线程对象，会占用系统更多的内存存储空间（缺点）
线程池是一种以时间换空间的性能优化策略
Java四种内置线程池
Java 语言提供了一系列线程池的实现，以解决实际开发中各种对线程池的需求
- newCachedThreadPool
- newFixedThreadPool
- newScheduledThreadPool
- newSingleThreadExecutor
Java 两个基础线程池
如果内置四个线程池实现仍无法满足需求，则 Java 语言还提供了两个基础线程池
- ThreadPoolExecutor 类
- ScheduledThreadPoolExecutor 类
这两个基础线程池用于用户创建自定义线程池，以获得更大的灵活度，同时开发难度也更大
线程间通信
wait-notify 机制
线程同步能够解决多线程并发问题，但它没有实现线程间的通信
Java 提供了一个精心设计的线程间通信机制，使用wait()、notify() 和 notifyAll() 方法，这些方法是作为 Object 类中的 final 方法实现的。这三个方法仅在 synchronized 方法中才能被调用
- wait() 方法：方法告知被调用的线程退出监视器并进入等待状态，直到其他线程进入相同的监视器并调用 notify( ) 方法
- notify( ) 方法：通知同一对象上第一个调用 wait( )线程
- notifyAll() 方法：通知调用 wait() 的所有线程，具有最高优先级的线程将先运行
线程定时器
Time 类
Timer是一个普通的类，其中有几个重要的方法
- schedule（） 方法：启动定时器一个定时任务
- cancel（）方法：终止定时器所有定时任务
启动一个定时任务就创建一个线程，线程会一直执行下去，直到调用终止定时任务
TimerTask 类
TimerTask 是一个抽象类，需要实现该类
- run（）方法：定时任务逻辑
//创建一个定时任务
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTask() {@Overridepublic void run() {// 任务执行代码}
}, 5000,1000); //延时 5s 每间隔1s 执行一次
