JAVA基础之线程

 个人理解：

　　在相同的进程也就是运行同样的程序的前提下，线程越多效率越快！当然硬件也是个障碍！为了提高效率，可以多创建线程，但是也不是越多越好，这就需要了线程池进行管理！需要知道的线程实现的方法：继承Thread类和实现Runnable方法！了解其状态、启动是Start！多线程存在时有可能出现不安全或者异常的情况：这样就需要保证其安全的线程同步的方法！

死锁：https://blog.csdn.net/qdh186/article/details/86497809?tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg（侵删）

一、多线程介绍：

1、进程：

　　　　正在执行的程序；

2、线程：

　　　　进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行。

　　一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程。

3、单线程与多线程的比较：

　　单线程：多个任务依次执行，排着队来；

　　多线程：多个任务同时执行；

二、程序运行原理：

1、分时调度：

　　所有线程轮流使用CPU的使用权，平均分配每个线程占用CPU的时间；

2、抢占式调度：

　　优先让优先级高的线程使用cpu，优先级相同，则随机选择！（java就是这样的）

cpu使用抢占式调度模式在多个线程间进行高速的切换。某个时刻，只执行 一个线程。多个线程并不能提高程序的运行速度，但能提高程序运行效率，让CPU的使用率更高。

三、主线程：

　　jvm启动后，必然有一个执行路径(线程)从main方法开始的，一直执行到main方法结束，这个线程在java中称之为主线程。当程序的主线程执行时，如果遇到了循环而导致程序在指定位置停留时间过长，则无法马上执行下面的程序，需要等待循环结束后能够执行。

四、Thread类：

　　　　程序中的执行线程！！！

public class MyThread extends Thread {

    public void run() {
        //获取当前线程的名称getName()
        System.out.println("线程名称为"+getName());
        for(int i=0;i<20;i++){
            System.out.println("myThread-"+i);
        }
    }
}

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //获取指定当前代码的线程的线程对象（在main方法里必须先获得其对象，因为main方法是静态的，在其内部不能访问普通方法！）
        Thread th=Thread.currentThread();
        //获取该线程的名字
        System.out.println(th.getName());
        // 创建新线程---（需要描述任务和开启线程)
        MyThread thread = new MyThread();
        // 开启线程
        thread.start();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println("mian-" + i);
        }

    }
}

1、线程对象调用 run方法和调用start方法区别？

线程对象调用run方法不开启线程。仅是对象调用方法。线程对象调用start开启线程，并让jvm调用run方法在开启的线程中执行。

2、创建线程的目的是什么？（多线程就是多个栈）

是为了建立程序单独的执行路径，让多部分代码实现同时执行。也就是说线程创建并执行需要给定线程要执行的任务。

3、获取线程名称：

Thread.currentThread().getName();获取当前线程对象的名称

五、实现Runnable接口创建线程方式：

public class MyRunnable implements Runnable{

    public void run() {
        for(int i=0;i<20;i++){
            System.out.println("thread-"+i);
        }
        
    }
}

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建线程任务对象（负责描述任务）
    MyRunnable mr=new MyRunnable();
    //创建thread对象(只需要开启线程）
    Thread th=new Thread(mr);
    //开启线程
    th.start();
    for(int i=0;i<20;i++){
        System.out.println("main-"+i);
    }
  }
}

1、原理：

　　实现Runnable接口，避免了继承Thread类的单继承局限性（不能继承其他的类了）。覆盖Runnable接口中的run方法，将线程任务代码定义到run方法中。

　　建Thread类的对象，只有创建Thread类的对象才可以创建线程。线程任务已被封装到Runnable接口的run方法中，而这个run方法所属于Runnable接口的子类对象，所以将这个子类对象作为参数传递给Thread的构造函数，这样，线程对象创建时就可以明确要运行的线程的任务。

2、好处：

　　第二种方式实现Runnable接口避免了单继承的局限性，所以较为常用。实现Runnable接口的方式，更加的符合面向对象，线程分为两部分，一部分线程对象，一部分线程任务。继承Thread类，线程对象和线程任务耦合在一起。一旦创建Thread类的子类对象，既是线程对象，有又有线程任务。实现runnable接口，将线程任务单独分离出来封装成对象，类型就是Runnable接口类型。Runnable接口对线程对象和线程任务进行解耦。

3、匿名内部类使用：

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
         /* 匿名内部类：
          new 子类或实现类名（）{
             需要重写的方法
         }*/
        //1.创建线程的方式：继承Thread （重写run方法：打出run 后 alt+/)
        new Thread(){
            public void run() {
                System.out.println(getName()+"这是新线程任务");
            }
        }.start();
        //2.实现Runnable接口
        Runnable run=new Runnable(){
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"这是第二种方式");
            };
        };
        new Thread(run).start();
    }
}

六、线程状态：

七、线程池：

 1、概念：

　　线程池，其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复的使用，

省去了频繁创建线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源。（正常的话，其实就是在线程池的集合中remove线程，用完后再add回去）

2、Runnable接口：

　　线程池都是通过线程池工厂创建，再调用线程池中的方法获取线程，再通过线程去执行任务方法。

public class MyRun implements Runnable{

    public void run() {
        //获取执行当前线程对象的名字
        String name=Thread.currentThread().getName();
        for(int i=0;i<20;i++){
            System.out.println(name+i);
            //不能throws
            try {
                Thread.sleep(1000);//休眠
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        
    }
}

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建线程任务对象
        MyRun mr= new MyRun();
        //创建新线程对象
        Thread th =new Thread(mr);
        //开启线程
        th.start();
    }
}

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //用线程池的方式完成线程任务
        //1.从线程池工厂中获取一个装有两条线程的线程池对象
        ExecutorService es=Executors.newFixedThreadPool(2);
        //2.创建线程任务
        MyRun mr=new MyRun();
        //3.让线程池自主选一条线程执行线程任务（第二个会等第一个的有空了就执行）
        es.submit(mr);
        es.submit(mr);
        es.submit(mr);
        /*//关闭线程池(一般不关闭）
        es.shutdown();*/
    }
}

3、Callable接口：有泛型，与返回值类型相同（与runnable多个返回值）

import java.util.concurrent.Callable;

public class MyCallable implements Callable<String>{


    public String call() throws Exception {

        return "abc";
    }

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        //1.从线程池工厂中获取线程池对象
        ExecutorService es=Executors.newFixedThreadPool(2);
        //2.创建线程任务对象
        MyCallable mc=new MyCallable();
        //3.让线程池自主选择一条线程执行线程任务
        Future<String>    f=es.submit(mc);
        //4.获取线程任务的返回值
        System.out.println(f.get());
    }
}

 Future接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用

 get() 获取Future对象中封装的数据结果

import java.util.concurrent.Callable;

public class MyCall implements Callable<Integer>{
    private int num;
    private int num1;
    public MyCall(){}
    public MyCall(int num,int num1){
        this.num=num;
        this.num1=num1;
    }
    public Integer call() throws Exception {
        //计算求和
        int sum=0;
        for(int i=num;i<=num1;i++){
            sum+=i;
        }
        return sum;
    }
}

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class Demo01 {
    //用线程池计算50.。。。100的和------44.....200的和
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        //1.从线程池工厂获取线程池对象
        ExecutorService es=Executors.newFixedThreadPool(2);
        //2.创建线程任务对象
        MyCall mc1=new MyCall(50,100);
        MyCall mc2=new MyCall(44,200);
        //3.让线程池自主选择线程执行任务
        Future<Integer> f1=es.submit(mc1);
        Future<Integer>    f2=es.submit(mc2);
        //4.获取线程任务返回值
        int sum1=f1.get();
        int sum2=f2.get();
        System.out.println(sum1);
        System.out.println(sum2);
    }
}

 八、多线程的线程安全：

1、线程安全：

程序每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。

2、线程同步：Synchronized

①、同步代码块：锁对象是任意的对象，但是多个线程时，必须是同一个锁！

　　synchronized (锁对象) {

    　　　　可能会产生线程安全问题的代码

　　}

public class Tickets implements Runnable {
    // 创建售票类
    // 定义100张票
    private int tickect = 100;
    // 定义同步锁--必须定义在外面 表示所有的线程都使用同一个锁！
    Object obj = new Object();

    public void run() {
        while (true) {
            /*同步代码块将可能会产生线程安全问题的代码包起来---
            各个线程经过时都需要带着锁obj而进行下一步，如果没有的话需要在此等待。
            同时这个线程结束的时候将锁归还，这样下一个线程就可以拿着这个锁进行下一步操作！
            obj可以写成本类对象的this，因为其唯一性，不需要上面的定义！*/
            synchronized (obj) {
                if (tickect > 0) {
                    try {
                        //假设休眠50--这里是制造线程不安全的情况！只是举例的一种！！
                        Thread.sleep(50);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    // 先赋值后--
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":出售第" + tickect-- + "张票");
                }
            }

        }
    }
}

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建线程任务
        Tickets tickets=new Tickets();
        //创建三个线程完成同一个任务
        Thread t1=new Thread(tickets);
        Thread t2=new Thread(tickets);
        Thread t3=new Thread(tickets);
        //开启线程
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

②、同步方法：锁对象是this

　　public synchronized void method(){

   　　　　可能会产生线程安全问题的代码

　　}

　　

public class Tickets2 implements Runnable {
    // 创建售票类
    // 定义100张票
    private int tickect = 100;
    // 定义同步锁--必须定义在外面 表示所有的线程都使用同一个锁！
    Object obj = new Object();

    public void run() {
        while (true) {
            method();
        }
    }
    public synchronized void method() {
        if (tickect > 0) {
            try {
                // 假设休眠50--这里是制造线程不安全的情况！只是举例的一种！！
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            // 先赋值后--
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":出售第" + tickect-- + "张票");
        }
    }
}

③、静态同步方法: 在方法声明上加上static synchronized

　　public static synchronized void method(){

　　　　可能会产生线程安全问题的代码

　　}

静态同步方法中的锁对象是 类名.class（字节码（.class）文件的对象<字节码文件一进内存就自动生成字节码文件对象>唯一性）

3、lock接口：

lock 获取锁

unlock 释放锁

package com.oracle.demo01;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Tickets3 implements Runnable {

    // 定义100张票
    private int tickect = 100;
    //创建锁接口对象---用于解决可能出现因为异常而导致锁不被还回来
    Lock lock=new ReentrantLock();
    public void run() {
        while (true) {
            //获取锁
            lock.lock();
            if (tickect > 0) {
                try {
                    // 假设休眠50--这里是制造线程不安全的情况！只是举例的一种！！
                    Thread.sleep(50);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":出售第" + tickect-- + "张票");
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }finally{
                    //释放锁
                    lock.unlock();        
                }
                // 先赋值后--
                
            }

        }
    }
}