多线程总结

多线程:
线程是进程中的一个控制单元。
一个进程至少有一个线程，为了提高效率，可以在一个进程中开启多个控制单元。
并发运行。如：多线程下载软件。

可以完成同时运行，但是通过程序运行的结果发现，虽然同时运行，但是每一次结果都不一致。


因为多线程存在一个特性：随机性。
造成的原因：CPU在瞬间不断切换去处理各个线程导致的。
可以理解成多个线程在抢cpu资源。

如果在程序中创建一个新的控制单元呢？

Java对线程有自己描述，而且在调用系统资源。
该描述的类是Thread。只要创建Thread类的对象即可在内存中建立新的控制单元。

但是创建线程的目的是为了运行自定义的代码。
自定义的代码如何和多线程相结合呢？
通过start方法明确，线程是在执行run方法。
那么只要将线程需要运行的代码存入到run方法中即可。
只要继承Thread类并复写该run方法即可。

创建线程的第一种方式：继承Thread类；
1，定义Thread类的子类。创建子类对象，就是在内存中建立了控制单元。
2，复写Thread类中的run方法。将多线程要运行的代码存入其中。
3，调用线程Thread中的start方法开启线程，并让jvm运行run方法。

线程的四种状态：
1，被创建.new Thread类或者Thread类的子类对象。
2，通过start方法，让线程进入到了运行状态。
3，线程存活的情况，可以不运行，因为到了冻结状态。
4，消亡，线程执行的代码结束。

如何获取当前线程对象呢？
通过Thread类中的静态方法：Thread currentThread()。
获取线程的名称 getName()：默认是Thread-编号。

class Demo extends Thread
{
public void run()
{
for(int x=0; x<20; x++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
}

main()
{
Demo d1 = new Demo();
Demo d2 = new Demo();
//d1.run();
//d2.run();当直接对象调用run方法，其实是一共有三个线程，
//但是只有主线程在运行。所以打印的都是主线程的名称main。
d1.start();
d2.start();//有三个线程，并三个线程都处于运行状态，在互相抢资源运行。


for(int x=0; x<30; x++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}

class Ticket extends Thread
{
private int num = 100;
public void run()
{
while(true)
{
if(num>0)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"..."+num--);
}
}
}
}
main()
{
Ticket t1 = new Ticket();
Ticket t2 = new Ticket();
Ticket t3 = new Ticket();
Ticket t4 = new Ticket();
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();

//结果是将票进行打印，但是出现了400张票。
因为每一个ticket对象中都有自己的num。
可以通过将num修饰成static的，这是可以的，但是通常不建议定义static因为生存周期过长。


Ticket t1 = new Ticket();

t1.start();
t1.start();
t1.start();
t1.start();

//一个线程开启多次，会造成无效的线程状态异常。IllegalThreadStateException


}


什么时候需要多线程呢？
当多部分代码需要同时运行时，就需要使用多线程技术。
聊天软件的例子。发送区域和接收数据区域就是同时运行的。

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两种创建方式：
1，继承Thread类。复写run方法，通过start方法开启线程。并让jvm调用run方法。
2，实现Runnable接口；
2.1定义类实现Runnable接口。
2.2复写接口中run方法。
2.3通过Thread类建立线程对象。
2.4将实现了Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。
目的：让线程可以执行执行的接口子类的run方法。
2.5调用Thread类的start方法开启线程。

这两种方式区别：
线程代码存放的位置不同，一个存放在Thread类的子类中。一个存在Runnable接口的子类中。

第二种方式有什么好处呢？
1，将资源对多线程共享。
2，避免了单继承的局限性。

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线程的安全问题。
造成的原因是什么？
多条语句同时操作通一个成员变量，这些语句被多个线程分开执行会造成成员数据的错误。
int num = 100;
public void run()
{
while(true)
{
if(num>0)
-->0  -->1
System.out.println(num--);
}
}


如何解决呢？
可以通过同步的方式解决线程安全问题。
原理：
将出现安全问题的语句存放同步区域中，同步区域的好处在于给该区域加锁。
这样就保证了某一时刻只有一个线程在同步区域内执行多条语句。

弊端：消耗资源，对效率有降低。

如果同步嵌套，容易出现死锁。

在书写同步的时候前提：
1，需要两个或者两个以上的线程。
2，多个线程必须使用同一个锁。

同通过一个比喻理解同步：火车上的卫生间。

同步有两种表现形式：
1，同步代码块：一个单独的封装区域。通过同步关键字定义的。锁是自定义的任意对象。
2，同步函数：将同步关键字作为修饰符定义在函数上，让函数具备了同步的特性，使用的锁this。
特例：静态同步函数使用的是什么锁呢？字节码文件所属对象。类名.class.

单例设计模式的中的懒汉式设计模式的特点：
class Single
{
private static  Single s = null;
private Single(){}
public static Single getInstance()
{
if(s == null)

s = new Single();
return s;
}
}
这种懒汉式当多线程并发访问该方法时，会出现线程安全问题。

if(s == null)
-->0  -->1
s = new Single();
为了解决这个问题，将这个方法修饰为同步的。
public static synchronized Single getInstance()
{
if(s == null)
s = new Single();
return s;
}

这是修饰虽然解决了安全问题，但是效率较低。因为每一个线程访问该方法时，都要判断Single.class这个锁。

优化一下。通过双重判断的形式。
public static  Single getInstance()
{
if(s==null)
{
--.0 --.1
synchronized(Single.class)
{
if(s == null)
s = new Single();
}
}
return s;
}

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线程间的通信。
多个线程在操作同一个资源。但是操作的动作不一致。
需要对这个动作分别进行描述，并存放在不同的run方法。

通常可以可以将资源作为参数传递给run方法做在类的构造函数。

wait(),notify(),notifyAll().也可以通过比喻：儿时的抓人游戏。

notify():唤醒的是线程池中的第一个。

这些方法都使用在同步中。
用于操作线程。

这些方法为什么定义在了Object类中?
因为这三个方法，需要标识线程所属的锁。lock.wait(),lock.notify();
而锁可以是任意对象，那么任意对象可以调用的方法定义在Object类中。

wait(),sleep()的特点：
wait():释放资源，释放锁。
sleep():释放资源，不释放锁。

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线程的停止：
因为stop方法过时了。
所以只有一方式：run方法结束。
run方法中通常都会定义循环。
1，定义结束标记。只要控制住循环，就可以结束run方法。
但是这种情况也有局限：当线程处于了冻结状态，是不会执行标记的。
2，interrupt():强制将冻结状态清除，让线程从冻结状态转回运行状态，就有机会执行到标记。
但这种方式会发生异常。InterruptedException.
可以作用于被wait，sleep，join、方法冻结的线程。


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setPriority(int):设置线程的优先级。级别：1~10.
有三个常量可用。MIN_PRIORITY=1,MAX_PRIORITY=10,NORM_PRIORITY=5
所有线程默认是都是5。

setDaemon(boolean):将线程标记成守护线程。
有什么特点呢？当前台线程都结束后，守护线程自动结束。
注意：必须要用的线程开启前。

join():加入线程。当某一个线程A在执行时，执行到了B.join().那么A会释放出资源，
等待B线程运行结束，A在恢复到运行状态。

static void yield():让线程临时暂停，时间较短，只为延缓线程的速度。


聊天程序使用了多线程技术。

web服务器也使用了多线程技术。
将每一个访问web服务端的客户端封装成一个线程。可以让多个客户端并发访问服务器。

对于已有的服务端软件，如Tomcat。内部就封装了多线程技术。

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