多线程

 

多线程：

进程与线程：

进程：同一个操作系统中执行的一个子程序，包含了三部分虚拟CPU、代码、数据

多进程：同一个操作系统中执行的多个并行的子程序。可以提高cpu的使用率

线程：在同一个进程当中执行的子程序流

多线程：同一个进程当中并发执行的多个子程序流。可以提高cpu的使用率

进程与线程的区别：

进程有独立的进程空间，进程中的数据存放空间（堆空间和栈空间）是独立的。

线程的堆空间是共享的，栈空间是独立的，线程消耗的资源也比进程小，相互之间可以影响的。

java中如何调进程：

调用本地程序的两个类

Runtime

Runtime.getRuntime.exec(...); //执行一个程序

其返回值就是Process类型

Process

注意：

只有运行状态的线程才有机会执行代码，主线程的中止不会影响其他的正在运行中的线程，主线程中止也就是main()方法退出了。只有进程中的所有线程都中止时，进程（JVM进程）才会退出，只要有线程没有中止，进程就不会退出。

操作系统决定线程是否有优先级，独占式的操作系统中系统会有优先级的概念，共享式的操作系统则不会有优先级的。

在线程的内部，程序依然顺序执行

线程编程的两种方法：

写一个类，继承Thread类，覆盖Thread类中继承来的run()方法，这样就写好了自定义的线程类。

继承java.lang.Thread类：

class MyThread extends Thread{

  public void run(){ //覆盖run()，线程体方法，自身其实就是普通的方法

  .......

}

}

启动线程：

public class TestThread{

  public static void main(){

  Thread t1=new Mythread();

  T1.start(); //调用start()来启动线程，线程启动方法，向线程调度器说明当前线程已经准备好了，是一种可运行状态

  }

}

写一个类，实现Runable接口，实现其中的run()方法。这种方法写好的类的对象需要作为线程类创建对象时构造方法的参数。

实现java.lang.Runnable接口：

Class MyThread  implements Runnable{

  public void run(){

  }

}

启动线程：

public class TestThread{

public static void main(){

Runnable myThread = new MyThread();

Thread t = new Thread(myThread);

t.start();

}

}

Thread中的一些方法：

currentThread() 

          返回对当前正在执行的线程对象的引用(实现接口方式时使用)

sleep(long millis) 

          在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行)。

本线程不会去抢，除非sleep结束。

多个线程之间都会去抢执行权限，不会考虑优先级。

yield() 

          暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

          只给本类或者优先级大于本类优先级的线程去抢。

          join() 

          等待该线程终止。

          放在start()前面则没有用处。

          setDaemon(boolean on) 

          将该线程标记为守护线程，守护线程需要依赖其他线程，会在虚拟机停止的时候停止。

         

线程的生命周期：

1）初始状态：此时线程只是处于JVM进程中，只是创建了一个线程对象，并没有真正开始运行。

2）可动行状态：调用线程对象的start()方法，此时线程才真正的被创建，进入可运行状态，等待CPU的调度。“万事俱备，只欠CPU”。

3）运行状态：正在运行的线程，此时它拥有CPU的执行权。

4）阻塞状态：运行状态中的线程，如果正在等待用户输入或调用了sleep()和join()等方法都会导致线程进入阻塞状态，注意从阻塞状态出来的线程不一定马上回到运行状态，而是重新回到可运行状态，等待CPU的再次调度。

5）等待队列状态：一个线程调用一个对象的wait()会自动放弃该对象的锁标记，进入等待队列状态，只有当有另外一线程调用临界资源的notify()或notifyAll()方法，建议多使用notifyAll()，才会将等待队列中的线程释放，此线程进入锁池状态。

6）锁池状态：每个对象都有互斥锁标记，以防止对临界资源的访问造成数据的不一致，和数据的不完整性。一个线程拥有一个对象的锁标记后，另一线程想访问该对象，必须在锁池中等待。由系统决定哪个线程拿到锁标记并运行。注意从锁池状态出来的线程不是马上回到运行状态，而是重新回到可运行状态，等待CPU的再次调度。

7）终止状态：一个线程运行结束后称为终止状态，一个进程中只有所有的线程退出后才会终止。

 

 

多线程：

多线程的同步：

多线程并发访问同一个对象（临界资源），如果不对线程进行同步控制，破坏了原子操作(不可再分的操作)，则会造成临界资源(两个线程同时访问的资源)的数据不一致。   

 

每一个对象都有一个互斥的锁标记和一个锁池。当线程拥有这个对象的锁标记时才能访问这个资源，没有锁标记便进入锁池，保证在同步代码块中只有一个线程，解决了多线程同步控制的问题。

关键字：synchronized //线程在同步代码中必须采用串行访问

synchronized修饰代码块：对括号内的对象object加锁，只有拿到对象锁标记的线程才能进入该代码块。

  public void push(char c){ 

        synchronized(object){ //object只要是对象就可以，但必须保证是同一对象

        ……

        同步代码 

        ……

        } 

  }

 

synchronized修饰方法：在整个方法范围内对当前对象的加锁，只有拿到对象锁标记的线程才能执行该方法。尽可能的少用

  public synchronized void push(char c) {

……

同步代码 

……

}

     

一个线程可以同时拥有多个对象的锁标记，锁标记如果过多，就会出现线程等待其他线程释放锁标记，而又都不释放自己的锁标记供其他线程运行的状况，造成死锁。

 

静态方法可以是同步方法：但是它所锁的并不是当前对象，是类对象。

抽象方法不能是synchronized同步的方法。

构造方法不能是synchronized同步的方法。

线程因为未拿到锁标记而发生阻塞进入锁池（lock pool）。每个对象都有自己的一个锁池的空间，用于放置等待运行的线程。由系统决定哪个线程拿到锁标记并运行

利用Collections类中的synchronizedXxxx(Xxxx ss)方法可以得到相应集合的线程安全的集合

注意：

在同步语句块中不能直接操作对象锁正在使用的对象。

对象与锁一一对应。

同步依赖对象锁，锁对象相同，同步语句串行，锁对象不同，同步语句并行。

顺序锁，不要回调，反向打开。

能不用同步就不用同步，有数据共享冲突时才使用同步。

等待通知机制：

线程间通信使用的空间称之为对象的等待对列（wait pool），该队列也是属于对象的空间的。

使用Object类中wait()的方法，在运行状态中，线程调用wait()，此时表示线程将释放自己所有的锁标记和CPU的占用，同时进入这个对象的等待池。等待池的状态也是阻塞状态，只不过线程释放自己的锁标记。只有在对该对象加锁的同步代码块里，才能掉用该对象的wait()，表示线程将会释放所有锁标记，进入等待队列，线程将进入等待队列状态。

一个线程进入了一个对对象加锁的同步代码块，并对该对象调用了wait()方法，释放自己拥有的所有锁标记，进入该对象等待队列，另一个线程获得了该对象的锁标记，进入代码块对该对象调用了notify()方法，就会从等待队列里释放出一线程，释放出的这个线程要继续运行就还要进入那个同步代码块，因为得不到要访问代码块对象的锁标记，而进入该对象的锁池，等待锁标记释放。

什么情况下释放锁：

同类代码执行完毕。

异常未处理，错误退出。

调用wait()。

相关方法：

1) wait()：交出锁和CPU的占用; 

2) notify()：将从对象的等待池中移走一个任意的线程，并放到锁池中，那里的对象一直在等待，直到可以获得对象的锁标记。 

3) notifyAll(): 将从等待池中移走所有等待那个对象的线程并放到锁池中，只有锁池中的线程能获取对象的锁标记，锁标记允许线程从上次因调用wait()而中断的地方开始继续运行

注意：

用notifyAll()取代notify()，因为在调用notify()方法时，是由系统决定释放出哪个线程。

只能对加锁的资源进行wait()和notify()。

判断是否进行等待wait()时，用while代替if来进行判断。