java 多线程

要想了解多线程，必须先了解线程，要想了解线程，必须先了解进程，因为线程是依赖于进程而存在的。

什么是进程？

　　1、进程就是正在运行的程序

　　2、进程是系统进行资源分配和调用的独立单位，每一个进程都有自己独立的内存空间和系统资源

多进程的意义：

　　可以在一段时间内执行多个程序，提高cpu的使用率。例如可以一边玩游戏，一边听音乐。

　　注意：多个任务不是同时执行的，因为cpu在在一个时间点上只能做一件事，只不过是cpu在做着程序间的高效切换，让我们感觉像是同时执行的。

什么是线程？

　　在一个进程内可以执行多个任务，而每一个任务可以看成是一个线程

　　线程：线程是程序的执行单元或叫执行路径。是程序使用cpu的基本单位

　　单线程：程序只有一条执行路径

　　多线程：程序有多条执行路径

多线程的意义：

　　多线程的存在不是提高程序的执行速度，而是提高了程序的使用率。

　　程序的执行其实都是在抢cpu的资源，cpu的执行权。

　　如果某个程序执行路径比较多，就有更高的几率抢到cpu资源。

　　我们不敢保证哪个线程在哪个时刻抢到，所有线程的执行具有随机性。

并行和并发：

　　并行是逻辑上同时发生，指在一个时间段内同时运行多个程序

　　并发是物理上同时发生，指在一个时间点上同时运行多个程序

java程序的运行原理：

　　由java命令启动jvm，jvm启动，就相当于启动了一个进程，接着由该进程创建一个主线程去调用main方法

　　jvm虚拟机的启动时多线程的，原因是垃圾回收线程也要启动，否则会造成内存溢出。加上主线程，所有至少有两个线程启动。

java为我们提供了Tread类来实现多线程：

Thread类

常用方法：

String getName() ：获取线程名

void setName()：设置线程名

void setPriority(10); //设置线程优先级，取值为范围是 0-10，默认是5

static Thread currentTread() :返回当前正在执行的线程对象

static void sleep(long millis)：休眠，单位为毫秒

final void join():等待该线程终止，在线程启动后调用，在此之后的线程等此线程结束后才执行

final void setDaemon(boolean on) ：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。 

static final  void stop():停止线程，已过时，但是还可以使用

void interrupt() :中断线程，把线程的状态终止，并抛出一个InterruptedException异常

创建方式一：

继承Thread类，步骤如下：

1、创建子类继承Tread类

2、重写run方法

3、创建子类实例对象

4、子类对象调用start（）方法启动线程

注意：run方法和start方法的区别？

　　run() 仅仅是封装了线程执行的代码，和普通的方法一样

　　start() 首先是启动了线程，然后由jvm去调用该线程的run方法

创建代码如下：

//创建Mythread类继承Thread
public class Mythread extends Thread{

    //重写run方法
    @Override
    public void run() {
       for(int i=0;i<100;i++){
           System.out.println(getName()+"--"+i);
       }
    }
}

    public static void main(String[] args) {

        //创建子类对象
        Mythread mythread=new Mythread();
        //开启线程
        mythread.start();
    }

创建方式二：

实现Runnable接口，步骤如下：

1、自定义类实现Runnable接口

2、子类重写run方法

3、创建子类对象

4、调用Thread构造方法，将子类对象当作参数传入

和方式一比较，方式二的好处：

a、可以避免由于java单继承性带来的局限性  b、适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况，把线程同程序的代码有效分类，体现了较好的面向对象设计思想。

创建代码如下：

//创建 RunThread 类实现Runnable接口
public class RunThread implements Runnable {

    //重写run方法
    @Override
    public void run() {

    }
}

    public static void main(String[] args) {


        //创建runThread接口实现类对象
        RunThread runThread=new RunThread();
        
        //调用Thread构造方法，传入runThread对象作为构造参数，创建线程
        Thread thread=new Thread(runThread);
        thread.start();
    }

 多线程安全问题产生的原因及解决办法：

1、是否是由多线程

2、是否有共享数据

3、是否有多条语句操作共享数据

分析以上3点，如何3个条件都满足，就会产生安全问题。

解决办法：synchronized

为解决多线程安全问题，java提供了同步机制，将需要同步的代码写在同步代码块中

用法如下所示：

    //同步能解决线程安全问题的根本原因就在于监视对象obj,该对象就如同一把锁，多个线程必须是同一把锁。此时的锁是任意对象
    private void sysFunc1(){      
        Object obj=new Object();
        synchronized (obj){
            //需要同步的代码
        }
    }
    
    //如果synchronized写在实例方法上，此时的锁是this
    private synchronized void sysFunc2(){
        //需要同步的代码
    }
    
    //如果synchronized写在静态方法上，此时锁是类的字节码文件对象。XXX.class
    private static synchronized void sysFunc3(){
        //需要同步的代码
    }

同步的好处：可以解决线程安全问题

同步的弊端：当线程较多，每个线程都会去判断同步锁对象，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率

 线程间的通信：

生产者与消费者问题：

    public static void main(String[] args) {

        Student s=new Student();
        Thread set=new Thread(new SetThread(s));
        Thread get=new Thread(new GetThread(s));

        set.start();
        get.start();
    }

生产者线程类代码：

/**
 * 生产者
 */
public class SetThread implements Runnable {

    private Student s;
    private int x;
    public SetThread(Student s){
        this.s=s;
    }
    @Override
    public void run() {

        while (true){
            //SetThread是生产者，生产资源的代码如果不加锁，会出现名字和年龄对不上的情况
            synchronized (s){
                if(x%2==0){
                    s.setName("zhangsan");
                    s.setAge(30);
                }else {
                    s.setName("lisi");
                    s.setAge(40);
                }
                x++;
            }

        }
    }
}

消费者线程类代码：

/**
 * 消费者
 */
public class GetThread implements Runnable {
    Student s;
    public GetThread(Student s){
        this.s=s;
    }
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            //GetThread 为消费者，消费SetThread类生产的资源，必须加上锁否则会出现名字和年龄不一致。
            synchronized (s){
                System.out.println(s.getName()+"--"+s.getAge());
            }

        }
    }
}

生产资源Student类：

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}