Java线程入门

一.线程相关概念

1.程序（program）

2.进程

3.线程

4.其他相关概念

二.线程的创建

1.继承Thread

2.Runnable接口

3.多线程机制（重要）

4.start()

三.线程终止--通知

四.线程（Thread）方法

1.常用方法

2.yield和join

3.setDaemon

五.线程的生命周期

六.Synchronized

1.线程同步机制

2.实现方法

2.1 同步代码块

2.2 同步方法

3.互斥锁

4.释放锁

一.线程相关概念

1.程序（program）

为了完成特定的任务，用某种语言编写的一组指令的集合。简单点说就是我们写的代码。

2.进程

进程是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。它是一个动态过程：产生 -> 存在 -> 消亡。

3.线程

由进程创建，是进程的一个实体，一个进程里有多个线程，线程也可以有子线程。

单线程：同一个时刻，只允许执行一个线程

多线程：同一个时刻，可以执行多个线程

4.其他相关概念

并发：同一时刻，多个任务交替执行，简单来说就是单核CPU实现多个任务。这里注意，单核CPU，一次就能进行一个任务，比如我们切换应用，看起来是都两个应用都在运行，实则是CPU的切换速度很快，快速切换完成的，不是在同时进行多个任务。

并行：同一个时刻，多个任务同时执行。多核CPU可以实现并行。这个跟上面的例子相对，每一个应用都有一个CPU工作。

二.线程的创建

1.继承Thread

我们可以通过继承Thread（线程）来创建线程。

当一个类继承了 Thread 类，该类就可以当线程使用。我们会重写run()方法，写上自己的业务代码。Thread 类实现了 Runnable 接口的run方法

比如这里有一个Cat类：

class Cat extends Thread{
    public void run(){
    //重写run方法，实现我们需要的业务逻辑
        int time=1;
        while(true){
            System.out.println("time = "+time);
            try {
                //睡眠1s
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if(time==8){
                break;
            }
            time++;
        }
    }
}

现在Cat类可以当作线程使用，我们在main方法中使用了这个线程：

public static void main(String[] args) {
    //创建一个cat对象
    Cat cat=new Cat();
    cat.start();

2.Runnable接口

我们知道，Java一个类只能继承一个父类，如果我们要继承Thread的类已经继承了一个父类，那么怎么才能实现？

使用Runnable接口，使用这个接口后，实现run方法即可（前面说了Thread类的run方法是实现Runnable中的run方法）。

这里举一个Dog的例子，假设我们的Dog已经继承了Animal类了：

class Dog extends Animal implements Runnable{
    int count=0;
    @Override
    public void run() { //普通方法
        while(true){
            System.out.println("count = "+count);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            count++;
        }
    }
}

在main方法中的使用方法也不一样了：

Dog dog=new Dog();
//dog.start(); 这里不能调用start
Thread thread = new Thread(dog);
thread.start();

3.多线程机制（重要）

现在我们运行下面的代码：

public class Thread01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //创建一个cat对象
        Cat cat=new Cat();
        cat.start();

        for (int i = 1; i <= 8; i++) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("i = "+i);
        }
    }
}
class Cat extends Thread{
    public void run(){
        int time=1;
        while(true){
            System.out.println("time = "+time);
            try {
                //睡眠1s
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if(time==8){
                break;
            }
            time++;
        }
    }
}

查看输出的内容，我们发现输出的内容是交替出现的，这里就说明了一个事实：主线程与子线程交替执行。

当一个main线程启动一个子线程Thread-0，主线程不会阻塞，会继续执行。这也就是为什么我们可以看到其交替出现的原因。

当我们执行程序的时候（开了一个进程）先会开一个main线程，随后开一个子线程Thread-0，main线程结束后，子线程还会进行进行，直到结束为止。

总而言之，一个main线程结束，不代表整个进程都会结束，当全部线程结束的时候，进程才会结束。

4.start()

有人可能会发现，如果我们调用run()方法，一样可以打印，为什么要用start()而不用run()呢？

因为我们写的run() 方法，它只是一个普通的方法。我们调用start()方法，其底层会调用start0()方法，这个方法才是关键。真正实现多线程的效果是start0()。

start0()是本地方法，是JVM调用的。

三.线程终止--通知

顾名思义，通知线程，让其关闭。当然，程序听不懂我们说的，但我们可以给它传一个值告诉它：停下吧。这里我们传入了一个布尔变量，让其控制线程的结束：

class T extends Thread{
    public boolean loop=true;
    public void run(){
        while(loop){
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("T 在运行");
        }
    }

    public void setLoop(boolean b) {
        loop=b;
    }
}

四.线程（Thread）方法

1.常用方法

方法	说明
setName	设置线程名称
getName	返回线程名称
start	是该线程开始执行，JVM调用该线程的start0()方法
run	调用线程对象 run 方法
setPriority	更改线程的优先级
getPriority	获取线程的优先级
sleep	在指定的毫秒内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行）
interrupt	中断线程，注意不是结束

2.yield和join

方法	说明
yield	线程礼让，即让出CPU，让其它线程执行，但礼让的时间不确定，所以不一定礼让成功
join	线程插队，线程插队一旦插队成功，肯定会先执行完插入的线程的所有任务

比如一开始线程A，B都在执行，想让A先暂停，让B先执行完。如果用yield方法，不一定能让A暂停，这取决于CPU资源占用量。但如果使用join，直接插队，B先把线程全部执行完，A就在那暂停。

3.setDaemon

方法	说明
setDaemon	设置为true，就是开启守护线程

用户线程（工程线程）：当线程的任务全部执行完或通知方式结束

守护线程：一般是为工作线程服务的，当所有的用户线程结束，守护线程自动结束。常见守护线程：垃圾回收机制。

五.线程的生命周期

线程一共有六种状态，这里特别说明一下Runnable状态。

当进入到Runnable状态时，不是马上就开始运行了，是先变成Ready，被调度器选中才执行。

整个过程看图就可以理解。

六.Synchronized

1.线程同步机制

在多线程编程中，一些敏感数据不允许被多个线程同时访问，此时就使用同步访问技术，保证数据在任何时刻，最多有一个线程访问，以保证数据的完整性。

锁是实现线程同步的一种常见手段。

2.实现方法

2.1 同步代码块

得到对象的锁，操作同步代码：

synchronized (对象){
    //需要被同步的代码
}

2.2 同步方法

放在方法声明中：

public synchronized void fun(){
    //需要被同步的代码
}

3.互斥锁

Java中引入了互斥锁的概念来保证共享数据操作的完整性。每个对象都有一个互斥锁的标记，这个标记用来确保在任一时刻，只有一个线程访问该对象。当一个对象用Synchronized 修饰时，表明该对象在任一时刻只能由一个线程访问。

但是同步也有局限性，那就是程序执行效率降低。比如一个本来一条路（有多个车道）可以自由通行，现在把它堵上了，安了一个卡口，一次就能通过一辆车，那么效率不就降低了。

如果同步的方法是非静态的，这时锁可以时this或者是其他对象。这里要注意，多线程操作每一个线程必须是同一个对象，如果是多个的话锁不就失效了嘛。比如说我们有一个Cat类，我们new了两个对象，一个cat1，一个cat2，这就不行。要new一个cat，然后用这个cat.start()两次，开两个线程才可以。

如果同步的方法是静态的，这时锁为当前类的本身，不能是this。