九、Java多线程机制

1. 线程的基本概念
    线程是一个程序内部的顺序控制流。
    线程的状态 (创建 / 就绪 / 运行 / 阻塞 / 中止)
    线程和进程的区别

引用

每个进程都有独立的代码和数据空间(进程上下文)，进程间的切换会有较大的开销。
线程可以看成时轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程有独立的运行栈和程序计数器(PC)，线程切换的开销小。
多进程: 在操作系统中能同时运行多个任务(程序)
多线程: 在同一应用程序中有多个顺序流同时执行

    Java的线程是通过java.lang.Thread类来实现的。
     VM 启动时会有一个由主方法（public static void main() {}）所定义的线程。
     可以通过创建 Thread 的实例来创建新的线程。
     每个线程都是通过某个特定Thread对象所对应的方法run( )来完成其操作的，方法run( )称为线程体。
     通过调用Thead类的start()方法来启动一个线程。
2. 线程的创建和启动

引用

可以有两种方式创建新的线程。
第一种
    定义线程类实现Runnable接口
    Thread myThread ＝ new Thead（target）//target为Runnable接口类型。
    Runnable中只有一个方法：
    public void run（）; 用以定义线程运行体。
    使用Runnable接口可以为多个线程提供共享的数据。
    在实现Runnable接口的类的run方法定义中可以使用Thread的静态方法：
    public static Thread currentThread()  获取当前线程的引用。
第二种
    可以定义一个Thread的子类并重写其run方法如：
      class MyThread extends Thead {
           public void run(){…}
       }
然后生成该类的对象：
MyThread myThread＝new MyThead(…)

3. 线程控制基本方法

isAlive()	判断线程是否还“活”着，即线程是否还未终止。
getPriority()	获得线程的优先级数值
setPriority()	设置线程的优先级数值
Thread.sleep()	将当前线程睡眠指定毫秒数
join()	调用某线程的该方法，将当前线程与该线程“合并”，即等待该线程结束，再恢复当前线程的运行。
yield()	让出CPU，当前线程进入就绪队列等待调度。
wait()	当前线程进入对象的wait pool。
notify()/notifyAll()	唤醒对象的wait pool中的一个/所有等待线程。

4. sleep / join / yield 方法

引用

sleep方法
    可以调用Thread的静态方法：
      public static void sleep(long millis) throws InterruptedException
  使得当前线程休眠（暂时停止执行millis毫秒）。
    由于是静态方法，sleep可以由类名直接调用：
         Thread.sleep(…)
join方法
    合并某个线程
yield方法
    让出CPU，给其他线程执行的机会

5. 线程模式
    两种线程模式：
    协作式:一个线程保留对处理器的控制直到它自己决定放弃
        速度快、代价低
        用户编程非常麻烦
    抢先式。系统可以任意的从线程中夺回对CPU的控制权，再把控制权分给其它的线程 。
        两次切换之间的时间间隔就叫做时间片
        效率不如协作式高 ，OS核心必须负责管理线程
        简化编程，而且使程序更加可靠
    多数线程的调度是抢先式的。
6. 线程的优先级别
    Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程。线程调度器按照线程的优先级决定应调度哪个线程来执行。
    线程的优先级用数字表示，范围从1到10，一个线程的缺省优先级是5。
         Thread.MIN_PRIORITY = 1
        Thread.MAX_PRIORITY = 10
        Thread.NORM_PRIORITY = 5
    使用下述线方法获得或设置线程对象的优先级。
         int getPriority();
        void setPriority(int newPriority);
    不同平台上的优先级
        Solaris：相同优先级的线程不能相互抢占对方的cpu时间。
        windows：可以抢占相同甚至更高优先级的线程的cpu时间
7. 线程同步
 在Java语言中，引入了对象互斥锁的概念，保证共享数据操作的完整性。每个对象都对应于一个可称为“互斥锁”的标记，这个标记保证在任一时刻，只能有一个线程访问该对象。
 关键字synchronized 来与对象的互斥锁联系。当某个对象synchronized修饰时，表明该对象在任一时刻只能由一个线程访问。
 通常情况下（不包括调用了wait方法），只有synchronized修饰的代码全执行完，才会释放这把锁。
 synchronized可以修饰
 修饰非静态的成员方法，或者方法里面的一部分代码
 修饰参数
 修饰成员变量
 修饰static方法，那么锁加到了Test.class上。
 修饰类
 如果调用没有被synchronized修饰的普通方法，由于不需要得到一把锁。所以肯定不需要排队
 实现同步是要很大的系统开销作为代价的，甚至可能造成死锁，所以尽量避免无谓的同步控制。
 定义private 的成员变量，所有访问到关键成员变量的方法都要认真考虑是不是同步。

public class Test implements Runnable {
  Timer timer = new Timer();
  public static void main(String[] args) {
    Test test = new Test();
    Thread t1 = new Thread(test);
    Thread t2 = new Thread(test);
    t1.setName("t1"); t2.setName("t2");
    t1.start(); t2.start();
  }
  public void run(){
    timer.add(Thread.currentThread().getName());
  }
}
class Timer{
  private static int num = 0;
  public void add(String name){
    num ++;
    try {Thread.sleep(1);} 
    catch (InterruptedException e) {}
    System.out.println(name+", 你是第"+num+"个使用timer的线程");
  }
}

8. wait sleep 区别


引用

来源不同
 Sleep是Thread提供的方法
 Wait继承自Object
 代码位置不同
 Wait需要写在Synchronize语句块里面
 是否释放锁定对象
 调用wait方法，释放锁定该对象
 Sleep时别的线程也不可以访问锁定对象

9. Synchronized总结

引用

无论synchronized关键字加在方法上还是对象上，它取得的锁都是锁在了对象上，而不是把一段代码或函数当作锁――而且同步方法很可能还会被其他线程的对象访问。
每个对象只有一个锁（lock）与之相关联。
实现同步是要很大的系统开销作为代价的，甚至可能造成死锁，所以尽量避免无谓的同步控制。
搞清楚synchronized锁定的是哪个对象，就能帮助我们设计更安全的多线程程序。
还有一些技巧可以让我们对共享资源的同步访问更加安全：
定义private 的instance变量+它的 get方法，而不要定义public/protected的instance变量。如果将变量定义为public，对象在外界可以绕过同步方法的控制而直接取得它，并改动它。
如果instance变量是一个对象，如数组或ArrayList什么的，那上述方法仍然不安全，因为当外界对象通过get方法拿到这个instance对象的引用后，又将其指向另一个对象，那么这个private变量也就变了，岂不是很危险。 这个时候就需要将get方法也加上synchronized同步，并且，只返回这个private对象的clone()――这样，调用端得到的就是对象副本的引用了。