JAVA多線程知識匯總
線程概念
進程：啟動一個應用程序就叫一個進程。 接著又啟動一個應用程序，這叫兩個進程。每個進程都有一個獨立的內存空間；進程也是程序的一次執行過程，是系統運行程序的基本單位；系統運行一個程序即是一個進程從創建、運行到消亡的過程。
線程：線程是在進程內部同時做的事情，一個進程中可以有多個線程，這個應用程序也可以稱之為多線程程序。
一個程序運行后至少有一個進程，一個進程中可以包含多個線程
線程調度：
分時調度：所有線程輪流使用 CPU 的使用權，平均分配每個線程占用 CPU 的時間。 搶占式調度：優先讓優先級高的線程使用 CPU，如果線程的優先級相同，那么會隨機選擇一個(線程隨機性)，Java使用的為搶占式調度。創建多線程
方法一：創建Thread類的子類
創建Thread類的子類，并重寫該類的run()方法，設置線程任務。 創建Thread子類的實例，即創建了線程對象 調用線程對象的start()方法來啟動該線程//方法一：//定義Thread類的子類，并重寫該類的run()方法public class MyThreadDemo01 extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 20 ; i++) { System.out.println(getName()+'-->'+i); } }}
//主線程public class MainThread01 { public static void main(String[] args) { //創建Thread子類的實例，即創建了線程對象 MyThreadDemo01 thread01 = new MyThreadDemo01(); //調用線程對象的start()方法來啟動該線程 thread01.start(); for (int i = 0; i < 10 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i); } }}
public static Thread currentThread() :返回對當前正在執行的線程對象的引用。
public String getName() :獲取當前線程名稱。
public void start() :導致此線程開始執行; Java虛擬機調用此線程的run方法。
public void run() :此線程要執行的任務在此處定義代碼。
public static void sleep(long millis) :使當前正在執行的線程以指定的毫秒數暫停（暫時停止執行）。
方法二：實現Runnable接口
定義Runnable接口的實現類，并重寫該接口的run()方法，設置線程任務 創建Runnable實現類對象 創建Thread類的對象，并且該對象構造方法中傳遞Runnable實現類對象 調用Thread對象的start()方法來啟動線程//方法二：//定義Runnable接口的實現類，并重寫該接口的run()方法，設置線程任務public class MyThreadDemo02 implements Runnable{ @Override public void run() { for (int i = 0; i < 10 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i); } }}
//主線程public class MainThread { public static void main(String[] args) { //創建Runnable實現類對象 MyThreadDemo02 runnable = new MyThreadDemo02(); //創建Thread類的對象，并且該對象構造方法中傳遞Runnable實現類對象 Thread thread02 = new Thread(runnable); //調用Thread對象的start()方法來啟動線程 thread02.start(); for (int i = 0; i < 20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i); } }}
方法三：匿名內部類方式
匿名內部類能夠簡化程序//方法三：匿名內部類public class MainThread { public static void main(String[] args) { //Thread方式 new Thread(){ @Override public void run() {for (int i = 0; i < 10 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i);} } }.start(); //Runnable接口方式 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() {for (int i = 0; i < 10 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i);} } }).start(); //////////////////////////////////////////////// for (int i = 0; i < 20 ; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'-->'+i); } }}
線程安全問題
多線程訪問共享數據，，且多個線程中對資源有寫的操作，就會出現線程安全問題
線程安全問題都是由全局變量及靜態變量引起的。若每個線程中對全局變量、靜態變量只有讀操作，而無寫操作，一般來說，這個全局變量是線程安全的；若有多個線程同時執行寫操作，一般都需要考慮線程同步， 否則的話就可能影響線程安全。
解決線程安全問題采用線程同步機制，主要有以下三種方式：
同步代碼塊 同步方法 鎖機制同步代碼塊
同步代碼塊：synchronized 關鍵字可以用于方法中的某個區塊中，表示只對這個區塊的資源實行互斥訪問。
格式：synchronized(鎖對象){ //訪問共享數據的代碼 } 鎖對象可以是任意類型 多個線程對象要使用同一把鎖 鎖對象是將同步代碼塊鎖住，只讓線程在同步代碼塊中執行public class SafeRunnableDemo implements Runnable { private int ticket = 100; //同步代碼塊 //創建鎖對象 Object lock = new Object(); @Override public void run() { while (true){ //鎖住同步代碼塊 synchronized (lock){if (ticket > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + '正在賣第' + ticket + '張'); ticket--;} } } }}
同步方法
同步方法：使用synchronized修飾的方法，就叫做同步方法，保證A線程執行該方法的時候，其他線程只能在方法外等著
格式：修飾符 synchronized 返回值類型 方法名(參數列表) { //訪問共享數據的代碼 } 把共享了同步數據的代碼抽取出來，放入同步方法中public class SafeRunnableDemo implements Runnable { private int ticket = 100; //同步方法 //定義一個同步方法 public synchronized void lock(){ //同步方法鎖住代碼塊 if (ticket > 0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + '正在賣第' + ticket + '張'); ticket--; } } //重寫run并使用同步方法 @Override public void run() { while (true){ lock(); } }}
Lock鎖
Lock提供了比synchronized更廣泛的鎖操作
在Lock接口中 void lock() 獲取鎖，void unlock() 釋放鎖 需要在成員位置處創建ReentraLock對象，在共享數據代碼塊之前調用方法lock()獲取鎖，在之后用unlock()方法釋放鎖import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class SafeRunnableDemo implements Runnable { private int ticket = 100; //Lock鎖方法 //創建ReentrantLock對象 Lock lock = new ReentrantLock(); @Override public void run() { while (true){ //在可能出現問題的代碼塊之前用lock()方法 lock.lock(); if (ticket > 0) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + '正在賣第' + ticket + '張');ticket--; } //在可能出現問題的代碼塊之后用unlock()方法 lock.unlock(); } }}
線程機制
NEW(新建)：線程剛被創建，但是并未啟動。還沒調用start()方法。 Runnable(可運行)：線程可以在java虛擬機中運行的狀態，可能正在運行自己代碼，也可能沒有，這取決于操作系統處理器。 Blocked(鎖阻塞)：當一個線程試圖獲取一個對象鎖，而該對象鎖被其他的線程持有，則該線程進入Blocked狀態；當該線程持有鎖時，該線程將變成Runnable狀態。 Waiting(無限等待)：一個線程在等待另一個線程執行一個（喚醒）動作時，該線程進入Waiting狀態。進入這個狀態后是不能自動喚醒的，必須等待另一個線程調用notify()或者notifyAll()方法才能夠喚醒。 Timed Waiting(計時等待)：同waiting狀態，有幾個方法有超時參數，調用他們將進入Timed Waiting狀態。這一狀態 將一直保持到超時期滿或者接收到喚醒通知。帶有超時參數的常用方法有Thread.sleep()、Object.wait()。 Teminated(被終止)：因為run方法正常退出而死亡，或者因為沒有捕獲的異常終止了run方法而死亡。一個調用了某個對象的 Object.wait() 方法的線程會等待另一個線程調用此對象Object.notify()方法 或 Object.notifyAll()方法。
其實waiting狀態并不是一個線程的操作，它體現的是多個線程間的通信，可以理解為多個線程之間的協作關系， 多個線程會爭取鎖，同時相互之間又存在協作關系。
當多個線程協作時，比如A，B線程，如果A線程在Runnable（可運行）狀態中調用了wait()方法那么A線程就進入 了Waiting（無限等待）狀態，同時失去了同步鎖。假如這個時候B線程獲取到了同步鎖，在運行狀態中調用了 notify()方法，那么就會將無限等待的A線程喚醒。注意是喚醒，如果獲取到鎖對象，那么A線程喚醒后就進入 Runnable（可運行）狀態；如果沒有獲取鎖對象，那么就進入到Blocked（鎖阻塞狀態）。
public class WaitAndSleep { public static void main(String[] args) { //創建鎖對象 Object lock = new Object(); //匿名內部類創建線程1 new Thread(){ @Override public void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'需要買票');//用同步代碼塊包裹synchronized (lock){ try { //lock.wait(5000);//到5秒自動醒來 lock.wait();//進入無限等待，需要喚醒 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'買到了票'); } }.start(); //匿名內部類創建線程2 new Thread(){ @Override public void run() {try { Thread.sleep(5000);//等待5秒 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'出票了');} catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();}//用同步代碼塊包裹synchronized (lock){ lock.notify();//如果有多個線程等待，隨機喚醒一個 //lock.notifyAll();//喚醒所有等待的線程} } }.start(); }}
線程池
當在系統中用到了很多的線程，大量的啟動和結束動作會導致系統的性能變卡，響應變慢，采用線程池可以解決這個問題。線程池就相當于一個容器（如同ArrayList），執行的任務放入線程池中，多出來的任務就等待線程池中的任務執行完再放入。
使用線程池的工廠類 Executors 里的靜態方法 newFixedThreadPool 生產指定線程數量的線程池，返回為ExecutorService接口 創建一個類實現Runnable接口，重寫run方法，設置線程任務 調用ExecutorService中的submit方法，傳遞線程任務，開啟線程 銷毀線程池：ExecutorService中的shutdown方法import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;//線程池public class ThreadPoolMain { public static void main(String[] args) { //使用線程池的工廠類 Executors里的靜態方法 newFixedThreadPool // 生產指定線程數量的線程池，返回為ExecutorService接口 ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2); //調用ExecutorService中的submit方法，傳遞線程任務，開啟線程 es.submit(new ThreadPoolDemo01()); }}////////////////////////////////////////////////////////創建一個類實現Runnable接口，重寫run方法，設置線程任務public class ThreadPoolDemo01 implements Runnable{ @Override public void run() { ... }}
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