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  • java学习--基础知识阶段性总结--多线程

    多线程:★★★★

    进程:正在进行中的程序。其实进程就是一个应用程序运行时的内存分配空间。

    线程:其实就是进程中一个程序执行控制单元,一条执行路径。进程负责的是应用程序的空间的标示。线程负责的是应用程序的执行顺序。

    一个进程至少有一个线程在运行,当一个进程中出现多个线程时,就称这个应用程序是多线程应用程序,每个线程在栈区中都有自己的执行空间,自己的方法区、自己的变量。

    jvm在启动的时,首先有一个主线程,负责程序的执行,调用的是main函数。主线程执行的代码都在main方法中。

    当产生垃圾时,收垃圾的动作,是不需要主线程来完成,因为这样,会出现主线程中的代码执行会停止,会去运行垃圾回收器代码,效率较低,所以由单独一个线程来负责垃圾回收。

    随机性的原理:因为cpu的快速切换造成,哪个线程获取到了cpu的执行权,哪个线程就执行。

    返回当前线程的名称:Thread.currentThread().getName()

    线程的名称是由:Thread-编号定义的。编号从0开始。

    线程要运行的代码都统一存放在了run方法中。

    线程要运行必须要通过类中指定的方法开启。start方法。(启动后,就多了一条执行路径)

    start方法:1)、启动了线程;2)、让jvm调用了run方法。

    创建线程的第一种方式:继承Thread ,由子类复写run方法。

    步骤:

    1,定义类继承Thread类;

    2,目的是复写run方法,将要让线程运行的代码都存储到run方法中;

    3,通过创建Thread类的子类对象,创建线程对象;

    4,调用线程的start方法,开启线程,并执行run方法。

    线程状态:

    被创建:start()

    运行:具备执行资格,同时具备执行权;

    冻结:sleep(time),wait()—notify()唤醒;线程释放了执行权,同时释放执行资格;

    临时阻塞状态:线程具备cpu的执行资格,没有cpu的执行权;

    消亡:stop()

    创建线程的第二种方式:实现一个接口Runnable。

    步骤:

    1,定义类实现Runnable接口。

    2,覆盖接口中的run方法(用于封装线程要运行的代码)。

    3,通过Thread类创建线程对象;

    4,将实现了Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类中的构造函数。

    为什么要传递呢?因为要让线程对象明确要运行的run方法所属的对象。

    5,调用Thread对象的start方法。开启线程,并运行Runnable接口子类中的run方法。

    Ticket t = new Ticket();

    /*

    直接创建Ticket对象,并不是创建线程对象。

    因为创建对象只能通过new Thread类,或者new Thread类的子类才可以。

    所以最终想要创建线程。既然没有了Thread类的子类,就只能用Thread类。

    */

    Thread t1 = new Thread(t); //创建线程。

    /*

    只要将t作为Thread类的构造函数的实际参数传入即可完成线程对象和t之间的关联

    为什么要将t传给Thread类的构造函数呢?其实就是为了明确线程要运行的代码run方法。

    */

    t1.start();

    为什么要有Runnable接口的出现?

    1:通过继承Thread类的方式,可以完成多线程的建立。但是这种方式有一个局限性,如果一个类已经有了自己的父类,就不可以继承Thread类,因为java单继承的局限性。

    可是该类中的还有部分代码需要被多个线程同时执行。这时怎么办呢?

    只有对该类进行额外的功能扩展,java就提供了一个接口Runnable。这个接口中定义了run方法,其实run方法的定义就是为了存储多线程要运行的代码。

    所以,通常创建线程都用第二种方式。

    因为实现Runnable接口可以避免单继承的局限性。

    2:其实是将不同类中需要被多线程执行的代码进行抽取。将多线程要运行的代码的位置单独定义到接口中。为其他类进行功能扩展提供了前提。

    所以Thread类在描述线程时,内部定义的run方法,也来自于Runnable接口。

    实现Runnable接口可以避免单继承的局限性。而且,继承Thread,是可以对Thread类中的方法,进行子类复写的。但是不需要做这个复写动作的话,只为定义线程代码存放位置,实现Runnable接口更方便一些。所以Runnable接口将线程要执行的任务封装成了对象。

    -------------------------------------------------------

    //面试

    new Thread(new Runnable(){  //匿名

    public void run(){

    System.out.println("runnable run");

    }

    })

    {

    public void run(){

    System.out.println("subthread run");

    }

    }.start();  //结果:subthread run

    ---------------------------------------------------------

    Try {

    Thread.sleep(10);

    }catch(InterruptedException e){}// 当刻意让线程稍微停一下,模拟cpu 切换情况。

    多线程安全问题的原因:

    通过图解:发现一个线程在执行多条语句时,并运算同一个数据时,在执行过程中,其他线程参与进来,并操作了这个数据。导致到了错误数据的产生。

    涉及到两个因素:

    1,多个线程在操作共享数据。

    2,有多条语句对共享数据进行运算。

    原因:这多条语句,在某一个时刻被一个线程执行时,还没有执行完,就被其他线程执行了。

    解决安全问题的原理:

    只要将操作共享数据的语句在某一时段让一个线程执行完,在执行过程中,其他线程不能进来执行就可以解决这个问题。

    如何进行多句操作共享数据代码的封装呢?

    java中提供了一个解决方式:就是同步代码块。

    格式:

    synchronized(对象) {  // 任意对象都可以。这个对象就是锁。

    需要被同步的代码;

    }

    ---------------------------------------------------------------

    同步:★★★★★

    好处:解决了线程安全问题。

    弊端:相对降低性能,因为判断锁需要消耗资源,产生了死锁。

    定义同步是有前提的:

    1,必须要有两个或者两个以上的线程,才需要同步。

    2,多个线程必须保证使用的是同一个锁。

    同步的第二种表现形式:

    同步函数:其实就是将同步关键字定义在函数上,让函数具备了同步性。

    同步函数是用的哪个锁呢?

    通过验证,函数都有自己所属的对象this,所以同步函数所使用的锁就是this锁。

    当同步函数被static修饰时,这时的同步用的是哪个锁呢?

    静态函数在加载时所属于类,这时有可能还没有该类产生的对象,但是该类的字节码文件加载进内存就已经被封装成了对象,这个对象就是该类的字节码文件对象。

    所以静态加载时,只有一个对象存在,那么静态同步函数就使用的这个对象。

    这个对象就是 类名.class

    同步代码块和同步函数的区别?

    同步代码块使用的锁可以是任意对象。

    同步函数使用的锁是this,静态同步函数的锁是该类的字节码文件对象。

    在一个类中只有一个同步,可以使用同步函数。如果有多同步,必须使用同步代码块,来确定不同的锁。所以同步代码块相对灵活一些。

    -------------------------------------------------------

    ★考点问题:请写一个延迟加载的单例模式?写懒汉式;当出现多线程访问时怎么解决?加同步,解决安全问题;效率高吗?不高;怎样解决?通过双重判断的形式解决。

    //懒汉式:延迟加载方式。

    当多线程访问懒汉式时,因为懒汉式的方法内对共性数据进行多条语句的操作。所以容易出现线程安全问题。为了解决,加入同步机制,解决安全问题。但是却带来了效率降低。

    为了效率问题,通过双重判断的形式解决。

    class Single{

    private static Single s = null;

    private Single(){}

    public static Single getInstance(){ //锁是谁?字节码文件对象;

    if(s == null){

    synchronized(Single.class){

    if(s == null)

    s = new Single();

    }

    }

    return s;

    }

    }

    ---------------------------------------------------------

    同步死锁:通常只要将同步进行嵌套,就可以看到现象。同步函数中有同步代码块,同步代码块中还有同步函数。

    线程间通信:思路:多个线程在操作同一个资源,但是操作的动作却不一样。

    1:将资源封装成对象。

    2:将线程执行的任务(任务其实就是run方法。)也封装成对象。

    等待唤醒机制:涉及的方法:

    wait:将同步中的线程处于冻结状态。释放了执行权,释放了资格。同时将线程对象存储到线程池中。

    notify:唤醒线程池中某一个等待线程。

    notifyAll:唤醒的是线程池中的所有线程。

    注意:

    1:这些方法都需要定义在同步中。

    2:因为这些方法必须要标示所属的锁。

    你要知道 A锁上的线程被wait了,那这个线程就相当于处于A锁的线程池中,只能A锁的notify唤醒。

    3:这三个方法都定义在Object类中。为什么操作线程的方法定义在Object类中?

    因为这三个方法都需要定义同步内,并标示所属的同步锁,既然被锁调用,而锁又可以是任意对象,那么能被任意对象调用的方法一定定义在Object类中。

    wait和sleep区别: 分析这两个方法:从执行权和锁上来分析:

    wait:可以指定时间也可以不指定时间。不指定时间,只能由对应的notify或者notifyAll来唤醒。

    sleep:必须指定时间,时间到自动从冻结状态转成运行状态(临时阻塞状态)。

    wait:线程会释放执行权,而且线程会释放锁。

    Sleep:线程会释放执行权,但不是不释放锁。

    线程的停止:通过stop方法就可以停止线程。但是这个方式过时了。

    停止线程:原理就是:让线程运行的代码结束,也就是结束run方法。

    怎么结束run方法?一般run方法里肯定定义循环。所以只要结束循环即可。

    第一种方式:定义循环的结束标记。

    第二种方式:如果线程处于了冻结状态,是不可能读到标记的,这时就需要通过Thread类中的interrupt方法,将其冻结状态强制清除。让线程恢复具备执行资格的状态,让线程可以读到标记,并结束。

    ---------< java.lang.Thread >----------

    interrupt():中断线程。

    setPriority(int newPriority):更改线程的优先级。

    getPriority():返回线程的优先级。

    toString():返回该线程的字符串表示形式,包括线程名称、优先级和线程组。

    Thread.yield():暂停当前正在执行的线程对象,并执行其他线程。

    setDaemon(true):将该线程标记为守护线程或用户线程。将该线程标记为守护线程或用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时,Java 虚拟机退出。该方法必须在启动线程前调用。

    join:临时加入一个线程的时候可以使用join方法。

    当A线程执行到了B线程的join方式。A线程处于冻结状态,释放了执行权,B开始执行。A什么时候执行呢?只有当B线程运行结束后,A才从冻结状态恢复运行状态执行。

    ---------------------------------------------------------------------------------------------

    设计模式:解决问题最行之有效的思想。是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。

    java中有23种设计模式:

    单例设计模式:★★★★★

    解决的问题:保证一个类在内存中的对象唯一性。

    比如:多程序读取一个配置文件时,建议配置文件封装成对象。会方便操作其中数据,又要保证多个程序读到的是同一个配置文件对象,就需要该配置文件对象在内存中是唯一的。

    Runtime()方法就是单例设计模式进行设计的。

    如何保证对象唯一性呢?

    思想:

    1,不让其他程序创建该类对象。

    2,在本类中创建一个本类对象。

    3,对外提供方法,让其他程序获取这个对象。

    步骤:

    1,因为创建对象都需要构造函数初始化,只要将本类中的构造函数私有化,其他程序就无法再创建该类对象;

    2,就在类中创建一个本类的对象;

    3,定义一个方法,返回该对象,让其他程序可以通过方法就得到本类对象。(作用:可控)

    代码体现:

    1,私有化构造函数;

    2,创建私有并静态的本类对象;

    3,定义公有并静态的方法,返回该对象。

    ---------------------------------------------

    //饿汉式

    class Single{

    private Single(){} //私有化构造函数。

    private static Single s = new Single(); //创建私有并静态的本类对象。

    public static Single getInstance(){ //定义公有并静态的方法,返回该对象。

    return s;

    }

    }

    ---------------------------------------------

    //懒汉式:延迟加载方式。

    class Single2{

    private Single2(){}

    private static Single2 s = null;

    public static Single2 getInstance(){

    if(s==null)

    s = new Single2();

    return s;

    }

    }

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