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多线程学习笔记一

关于线程的常见问题-

什么是并发与并行？
1. 并行：两个或者多个事件在同一时刻发生
2. 并发：两个或者多个事件在同一个时间段内发生
什么是进程与线程？
1. 进程是正在运行的程序的实例
2. 进程是线程的容器，一个进程可以开启多个线程
3. 比如打开一个浏览器，会创建进程
线程如何创建？
1. 继承Thread类
2. 实现Runnable接口
3. 实现Callable接口鸭
4. 从线程池-Excutor 获取线程

实现类接口和继承类接口的比较：

　　接口更适合多个相同的程序代码去共享同一个资源
　　接口可以避免java中单继承的局限性
　　接口代码可以被多个线程共享，代码和线程独立
　　线程池只能放入实现Runnable和Callable接口的线程，不能直接放入继承Thread的线程
　　java中，每次运行程序至少启动2个线程，一个是main线程，一个是垃圾收集线程

线程的生命周期？

什么是线程安全问题？线程安全问题解决方案？

- 线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的
- 若每个线程对全局变量，静态变量只读，不写，则这个变量是线程安全的
- 若有多个线程同时执行写操作，则需要考虑线程同步，否则就可能影响线程安全

- 解决方案：线程同步 - 只要在某个线程修改共享资源的时候，其他线程不能修改该资源，等待修改完毕同步之后，才能去抢夺资源，完成对应的操作，保证了数据的同步性。
- java引入了7种同步机制：
  - 同步代码块（synchronized）
  - 同步方法（synchronized）
  - 同步锁(ReentrantLock)
  - 特殊域变量(volatile)
  - 局部变量(ThreadLocal)
  - 阻塞队列(LinkedBlockingQueue)
  - 原子变量(Atomic*)

什么是线程死锁？死锁的必要条件？如何避免死锁？

线程如何通讯？
- 多线程并发执行时，在默认情况下cpu是随机切换的，有时我们希望cpu按我们的规律执行线程，此时就需要线程之间的协调通信

notify() & wait() 方法切换线程示例打印奇数偶数：

 1 public class ThreadTCPDemo {
 2     private int i = 0;
 3     private Object obj = new Object();
 4 
 5     public void odd() {
 6         // 判断是否小于10
 7         while (i < 10) {
 8             synchronized (obj) {
 9                 // 打印奇数
10                 if (i % 2 == 1) {
11                     System.out.println("奇数：" + i);
12                     i++;
13                     obj.notify(); // 唤醒偶数线程打印
14                 } else {
15                     try {
16                         obj.wait(); // 等待偶数线程打印完毕
17                     } catch (Exception e) {
18                         e.printStackTrace();
19                     }
20                 }
21             }
22         }
23     }
24     public void even() {
25         // 判断是否小于10
26         while (i < 10) {
27             synchronized (obj) {
28                 // 打印奇数
29                 if (i % 2 == 0) {
30                     System.out.println("偶数：" + i);
31                     i++;
32                     obj.notify(); // 唤醒奇数线程打印
33                 } else {
34                     try {
35                         obj.wait(); // 等待奇数线程打印完毕
36                     } catch (Exception e) {
37                         e.printStackTrace();
38                     }
39                 }
40             }
41         }
42     }
43     public static void main(String[] args) {
44         final ThreadTCPDemo threadTCPDemo = new ThreadTCPDemo();
45 
46         Thread thread = new Thread(new Runnable() {
47             @Override
48             public void run() {
49                 threadTCPDemo.odd();
50             }
51         });
52         Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
53             @Override
54             public void run() {
55                 threadTCPDemo.even();
56             }
57         });
58         thread.start();
59         thread2.start();
60     }
61 }

View Code

Condition 的signal()&await()方法切换线程示例打印奇数偶数：

 1 public class ThreadTCPDemo {
 2     private int i = 0;
 3     // private Object obj = new Object();
 4     private Lock lock = new ReentrantLock(false);
 5     private Condition condition = lock.newCondition();
 6 
 7     public void odd() {
 8         // 判断是否小于10
 9         while (i < 10) {
10             lock.lock();  // 加锁
11             try {
12                 // 打印奇数
13                 if (i % 2 == 1) {
14                     System.out.println("奇数：" + i);
15                     i++;
16                     condition.signal(); // 唤醒偶数线程打印
17                 } else {
18                     try {
19                         condition.await(); // 等待偶数线程打印完毕
20                     } catch (Exception e) {
21                         e.printStackTrace();
22                     }
23                 }
24             } catch (Exception e) {
25                 e.printStackTrace();
26             } finally {
27                 lock.unlock();
28             }
29         }
30     }
31 
32     public void even() {
33         // 判断是否小于10
34         while (i < 10) {
35             lock.lock();
36             try {
37                 // 打印偶数
38                 if (i % 2 == 0) {
39                     System.out.println("偶数：" + i);
40                     i++;
41                     condition.signal(); // 唤醒奇数线程打印
42                 } else {
43                     try {
44                         condition.await(); // 等待奇数线程打印完毕
45                     } catch (Exception e) {
46                         e.printStackTrace();
47                     }
48                 }
49             } catch (Exception e) {
50                 e.printStackTrace();
51             } finally {
52                 lock.unlock();
53             }
54         }
55     }
56 
57     public static void main(String[] args) {
58         final ThreadTCPDemo threadTCPDemo = new ThreadTCPDemo();
59 
60         Thread thread = new Thread(new Runnable() {
61             @Override
62             public void run() {
63                 threadTCPDemo.odd();
64             }
65         });
66         Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
67             @Override
68             public void run() {
69                 threadTCPDemo.even();
70             }
71         });
72         thread.start();
73         thread2.start();
74     }
75 }

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CountDownLatch 示例：

 1 public class CoachRacerDemo {
 2     // 设置要等待的运动员是3个
 3     private CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);
 4 
 5     /**
 6      *运动员方法，由运动员线程调用
 7      */
 8     public void racer(){
 9         // 获取运动员线程名称
10         String name = Thread.currentThread().getName();
11         // 运动员开始准备：打印准备信息
12         System.out.println(name+"正在准备。。。");
13         // 线程休眠1000毫秒，表示运动员在准备
14         try {
15             Thread.sleep(1000);
16         }catch (Exception e){
17             e.printStackTrace();
18         }
19         // 运动员准备完成
20         System.out.println(name+" 准备完毕！");
21         countDownLatch.countDown();
22     }
23 
24     /**
25      * 教练方法
26      */
27     public void coach() {
28         // 教练线程名称
29         String name = Thread.currentThread().getName();
30         // 教练等待所有的运动员准备完毕，打印等待信息
31         System.out.println(name+" 教练准备完毕。。。");
32         // 调用countDownLatch的await方法等待其他线程执行完毕
33         try {
34             countDownLatch.await();
35         }catch (Exception e){
36             e.printStackTrace();
37         }
38         // 所有运动员已就绪，教练开始训练，打印训练信息
39         System.out.println("所有运动员准备就绪,教练开始训练！");
40     }
41 
42     public static void main(String[] args) {
43 
44         // 创建运动员实例
45        final CoachRacerDemo coachRacerDemo =new CoachRacerDemo();
46         // 创建三个运动员线程对象
47         Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
48             @Override
49             public void run() {
50                 coachRacerDemo.racer();
51             }
52         },"运动员1");
53 
54         Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
55             @Override
56             public void run() {
57                 coachRacerDemo.racer();
58             }
59         },"运动员2");
60 
61         Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
62             @Override
63             public void run() {
64                 coachRacerDemo.racer();
65             }
66         },"运动员3");
67 
68         // 创建教练线程
69         Thread thread4 = new Thread(new Runnable() {
70             @Override
71             public void run() {
72                 coachRacerDemo.coach();
73             }
74         },"教练");
75         thread1.start();
76         thread2.start();
77         thread3.start();
78         thread4.start();
79     }
80 }

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- CyclicBarrier 示例：

 1 public class ThreadCyclic {
 2     private CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3);
 3     public void startThread(){
 4         // 打印线程名称准备启动。。。
 5         String name = Thread.currentThread().getName();
 6         System.out.println(name+" 正在启动。。。");
 7         // 调用CyclicBarrier的await()方法等所有线程准备完成
 8         try {
 9             cyclicBarrier.await();
10         } catch (InterruptedException e) {
11             e.printStackTrace();
12         } catch (BrokenBarrierException e) {
13             e.printStackTrace();
14         }
15         // 打印启动信息
16         System.out.println(name+" 启动完毕。。。");
17     }
18     public static void main(String[] args) {
19         final ThreadCyclic threadCyclic = new ThreadCyclic();
20 
21         Thread thread =new Thread(new Runnable() {
22             @Override
23             public void run() {
24                 threadCyclic.startThread();
25             }
26         },"thread1");
27         Thread thread2 =new Thread(new Runnable() {
28             @Override
29             public void run() {
30                 threadCyclic.startThread();
31             }
32         },"thread2");
33         Thread thread3 =new Thread(new Runnable() {
34             @Override
35             public void run() {
36                 threadCyclic.startThread();
37             }
38         },"thread3");
39         thread.start();
40         thread2.start();
41         thread3.start();
42     }
43 }

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Semaphore 示例（工人使用机器）：

 1 / 场景： 工人使用3台机器工作，机器为互斥资源（即每次只能一个人使用）
 2 public class SemaphoreTest {
 3 
 4    static class Work implements Runnable{
 5         private int workerNo; // 工人工号
 6         private Semaphore semaphore;  // 机器数
 7 
 8        public Work(int workerNo, Semaphore semaphore) {
 9            this.workerNo = workerNo;
10            this.semaphore = semaphore;
11        }
12        @Override
13        public void run() {
14 
15            try{
16                // 1. 工人获取机器
17                semaphore.acquire();
18                String name = Thread.currentThread().getName();
19                // 2. 打印工人获取到机器，开始工作
20                System.out.println(name+" - 获取到机器开始工作。。。");
21                // 3. 给线程睡眠1秒，模拟工人使用机器
22                Thread.sleep(1000);
23                // 4. 使用完毕释放机器，打印工人使用完毕，释放机器
24                System.out.println(name+" - 使用完毕，释放机器!");
25                semaphore.release();
26            }catch (Exception e){
27                e.printStackTrace();
28            }
29 
30        }
31    }
32     public static void main(String[] args) {
33        int workers = 8;
34        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
35        for (int i=0;i<workers;i++){
36         new Thread(new Work(i, semaphore),"工人"+i).start();
37        }
38     }
39 }

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面试题： sleep 和wait方法的区别？

面试题： notify 和wait方法的区别？

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 清华学堂列车调度（Train）
清华学堂 LightHouse
清华学堂 Range

原文地址：https://www.cnblogs.com/padazala/p/12650387.html

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什么是并发与并行？

什么是进程与线程？

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