目录

1.进程与线程

2.实现多线程方式一：继承Thread类【应用】

3.实现多线程方式二：实现Runnable接口【应用】

4.实现多线程方式三：实现Callable接口【应用】

5.三种实现方式的对比与套路

6.设置和获取线程名称/线程对象【应用】

7.线程优先级与线程休眠【应用】

8.守护线程【应用】

9.线程同步

10.生产者消费者

11.阻塞队列基本使用与等待唤醒机制【理解】

12.线程状态

1.进程与线程

• 1.1进程：是正在运行的程序
  • 独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位
  • 动态性：进程的实质是程序的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的
  • 并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行

• 1.2线程：是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径
  • 单线程：一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序
  • 多线程：一个进程如果有多条执行路径，则称为多线程程序（会在main线程前运行）

2.实现多线程方式一：继承Thread类【应用】

• 2.1方法介绍
  • void run()
    在线程开启后，此方法将被调用执行
  • void start()
    使此线程开始执行，Java虚拟机会调用run方法()

• 2.2实现步骤
  • 定义一个类MyThread继承Thread类
  • 在MyThread类中重写run()方法
  • 创建MyThread类的对象
  • 启动线程

• 2.3细节
  • 重写run()方法作用：用来封装被线程执行的代码
  • run()方法与start()方法的区别：
    • run()：封装线程执行的代码，直接调用，相当于普通方法的调用（并非调用线程）
    • start()：启动线程；然后由JVM调用此线程的run()方法

3.实现多线程方式二：实现Runnable接口【应用】

• 3.1Thread构造方法
  • Thread(Runnable target)
    分配一个新的Thread对象
  • Thread(Runnable target, String name)
    分配一个新的Thread对象并为其命名

• 3.2实现步骤
  • 定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
  • 在MyRunnable类中重写run()方法
  • 创建MyRunnable类的对象
  • 创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数
  • 启动线程

4.实现多线程方式三：实现Callable接口【应用】

• 4.1方法介绍
  • V call()
    计算结果，如果无法计算结果，则抛出一个异常
  • FutureTask(Callable<V> callable)
    创建一个 FutureTask，一旦运行就执行给定的 Callable
  • V get()
    如有必要，等待计算完成，然后获取其结果

• 4.2实现步骤
  • 定义一个类MyCallable实现Callable接口
  • 在MyCallable类中重写call()方法
  • 创建MyCallable类的对象
  • 创建Future的实现类FutureTask对象，把MyCallable对象作为构造方法的参数
  • 创建Thread类的对象，把FutureTask对象作为构造方法的参数
  • 启动线程
  • 再调用get方法，就可以获取线程结束之后的结果。

• 4.3细节
  • 此方式可以获取多线程运行的结果：也就是return

5.三种实现方式的对比与套路

• 5.1实现Runnable、Callable接口
  • 好处: 扩展性强，实现该接口的同时还可以继承其他的类
  • 缺点: 编程相对复杂，不能直接使用Thread类中的方法

• 5.2继承Thread类
  • 好处: 编程比较简单，可以直接使用Thread类中的方法
  • 缺点: 可以扩展性较差，不能再继承其他的类

• 5.3书写套路
  • 1. while(true)死循环
  • 2. synchronized 锁，锁对象要唯一
  • 3. 判断，共享数据是否结束。结束
  • 4. 判断，共享数据是否结束。没有结束（执行核心逻辑）

6.设置和获取线程名称/线程对象【应用】

• 6.1方法介绍：
  • void setName(String name)
    将此线程的名称更改为等于参数name
  • String getName()
    返回此线程的名称
  • static Thread currentThread()
    返回对当前正在执行的线程对象的引用
    System.out.println(Thread.currentThread().getName());

• 6.2细节：
  • setName细节：如果没有给线程设置名字，默认为格式：Thread-X（X为序号，从0开始）
  • currentThread细节：JVM虚拟机启动之后，会自动的启动多条线程，其中有一条线程就叫做main线程，他的作用就是调用main方法，并执行里面的代码，所有的代码其实都是运行在main线程中

7.线程优先级与线程休眠【应用】

• 7.1线程调度
  • 分时调度模型：所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间片
  • 抢占式调度模型（Java中使用）：优先让优先级高的线程使用 CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程获取的 CPU 时间片相对多一些
  • 注意：优先级不是绝对的，它是一个概率

• 7.2优先级相关方法
  • final int getPriority()
    返回此线程的优先级
  • final void setPriority(int newPriority)
    更改此线程的优先级线程默认优先级是5；线程优先级的范围是：1-10

• 7.3线程休眠方法
  • static void sleep(long millis)
    使当前正在执行的线程停留（暂停执行）指定的毫秒数
    Thread.sleep(100);

8.守护线程【应用】

• 8.1相关方法
  • void setDaemon(boolean on)
    将此线程标记为守护线程，当运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机将退出(非守护线程结束，守护线程会陆续结束：一般不会完成)
  • void setDaemon(boolean on)
    出让一次线程/礼让一次线程
  • public static void join()
    插入一次线程/插队一次线程（插入的是当前线程）

• 8.2应用场景
  • QQ聊天的过程中传输文件，其中传输文件就是守护线程，聊天线程关闭后，文件不必再传输

9.线程同步

• 9.1同步代码数据安全问题
  • 安全问题出现的条件
    • 是多线程环境
    • 有共享数据
    • 有多条语句操作共享数据
  • 如何解决多线程安全问题呢?
    • 基本思想：让程序没有安全问题的环境
  • 怎么实现呢?
    • 把多条语句操作共享数据的代码给锁起来，让任意时刻只能有一个线程执行即可
    • Java提供了同步代码块的方式来解决

• 9.2同步代码块
  • 格式：synchronized(任意对象) { 多条语句操作共享数据的代码 }
  • 注意：任意对象可以是任意的但是要保证是唯一
    方式一：static Object obj = new Object()
    方式二：类名.class（表示当前类的字节码文件对象）
    若不是唯一的则锁不住代码，没有意义（例如：this：调用者的本身）
    synchronized(任意对象)：就相当于给代码加锁了，任意对象就可以看成是一把锁
  • 同步的好处与弊端
    • 好处：解决了多线程的数据安全问题
    • 弊端：当线程很多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率

• 9.3同步方法块
  • 同步方法块：
    • 格式：修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数) { 方法体; }
    • 同步方法锁的对象：this
  • 静态同步方法：
    • 同步静态方法：就是把synchronized关键字加到静态方法上
    • 同步静态方法的锁对象：类名.class
  • 特点：同步方法是锁住方法里面所有的代码

• 9.4Lock锁
  • 我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，为了更清晰的表达如何加锁和释放锁，JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock
  • ReentrantLock构造方法：ReentrantLock()
    Lock是接口不能直接实例化，这里采用它的实现类ReentrantLock来实例化
    创建一个ReentrantLock的实例
  • 加锁方法：void lock()
    获得锁
  • 解锁方法：void unlock()
    释放锁
  • 注意：unlock()一定要执行，一般放在finally代码块中

• 9.5死锁
  • 概述：线程死锁是指由于两个或者多个线程互相持有对方所需要的资源，导致这些线程处于等待状态，无法前往执行
  • 产生死锁的情况：1.资源有限 2.同步嵌套

10.生产者消费者

• 10.1生产者消费者的俩类线程：
  • 一类是生产者线程用于生产数据
  • 一类是消费者线程用于消费数据

• 10.2生产者与消费者的关系
  • 为了解耦生产者和消费者的关系，通常会采用共享的数据区域，就像是一个仓库
  • 生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中，并不需要关心消费者的行为
  • 消费者只需要从共享数据区中去获取数据，并不需要关心生产者的行为

• 10.3Object类的等待与唤醒方法
  • void wait()
    当线程调用对象的wait()方法时，它会释放该对象的监视器锁。这允许其他线程能够进入同步代码块或方法，并获得锁以执行其操作。（与此相反sleep方法不会释放监视器锁）
  • void notify()
    唤醒正在等待对象监视器的单个线程
  • void notifyAll()
    唤醒正在等待对象监视器的所有线程

• 10.4生产者与消费者案例优化【应用】

11.阻塞队列基本使用与等待唤醒机制【理解】

12.线程状态

• 12.1线程状态图【java中无运行状态】

  

• 12.2java中线程的状态