多線程相關知識
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- 目錄
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- 前言
- 一. 程序與線程的簡單了解
- 二. 線程排程
- 三. 建立線程的方式
- 四. 用Runnable還是Thread？
- 五. start（）方法和run（）方法的差別
- 六. Thread的實作涉及到哪種設計模式
- 七. 線程狀态
- 八. 線程相關方法
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- 8.1 相關方法
- 8.2 例子
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- 九. 線程安全與線程同步
- 十. 線程同步的方法
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- 10.1 同步代碼塊
- 10.2 同步方法
- 10.3 Lock鎖
- 10.3 synchronized與Lock鎖對比
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- 十一. 死鎖
- 十二. 線程通信
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目錄
前言
本文隻是涉及到多線程的基本知識，未對線程池，并發做研究。
相關參部落格和視訊：
https://www.jianshu.com/p/512ab59ee584
https://www.cnblogs.com/hongmoshui/p/11109982.html
https://www.cnblogs.com/yangyongjie/p/11024712.html
https://blog.csdn.net/qq_36711757/article/details/82384356
https://www.bilibili.com/video/BV1V4411p7EF?from=search&seid=14826241534626431382
一. 程序與線程的簡單了解
一個程式就是一個程序，系統運作一個程式即使一個程序從建立，運作到消亡的過程。而一個程式中的多個任務則被稱為線程。
程序表示資源配置設定的基本機關，線程是程序執行運算的最小機關，也是排程運作的基本機關。
二. 線程排程
分時排程：所有線程輪流使用CPU的使用權，平均配置設定每個線程占用CPU的時間。
搶占式排程：優先級高的線程先使用CPU，如果優先級相同則随機選擇一個。
三. 建立線程的方式
繼承Thread類建立線程類
通過Runnable接口建立線程類
通過Callable和Future建立線程（不常用，少見）。
一般就是通過繼承Thread類或者調用Runnable接口來重寫run（）方法實作線程，調用start（）方法啟動線程。
四. 用Runnable還是Thread？
一般建議使用Runnable接口，因為java是單繼承的，實作Runnable接口可以避免這個單繼承的局限性
五. start（）方法和run（）方法的差別
這也是面試常見問題，涉及到對java線程模型的了解程度。start（）方法被用來啟動新建立的線程，而且start（）内部調用了run（）方法，這和直接調用run（）方法的效果不一樣。當你調用run（）方法時，隻會在原來的線程中調用，沒有開啟新的線程，隻有shart（）方法才會啟動新線程。
六. Thread的實作涉及到哪種設計模式
源代碼中Thread的實作是靜态代理。靜态代理就是比如，你結婚，你會和新娘宣讀誓言，但是除了這，還有布置現場，主持流程這些都是由婚慶公司來做，婚慶公司就是代理，來幫你處理結婚的事情。
而線程也是類似的，比如我們自己寫個搶票的線程，搶票這個類會實作Runnable接口，同時Thread類也是實作Runnable接口的，然後回調用Thread.start（）來幫忙搶票，這個Thread就是代理，相當于婚慶公司。具體了解可以在以後寫線程代碼時細細體會。
七. 線程狀态
1，New初始狀态：線程對象被建立後，就進入了建立狀。例如，Thread thread=new Thread（）。
2，Runnable就緒狀态：線程對象被建立後，該對象的start（）方法被調用了，該線程啟動，處于就緒狀态，随時可被CPU排程執行。并不是調用start（）方法後馬上線程就運作了，要等cpu來調用了，才會開始運作。
3，Running運作狀态：先後擷取CPU權限進行執行，需要注意的是，線程隻能從就緒狀态進入到與性能狀态。
4，阻塞狀态：阻塞狀态時線程因為某種原因放棄CPU使用權，暫時停止運作。直到線程進入就緒狀态，才有機會轉到阻塞狀态。阻塞的情況分三種：
1) 等待阻塞—通過調用線程wait（）方法，讓線程等待某工作的完成。
2）同步阻塞—線程在擷取synchronized同步鎖失敗（因為鎖被其他線程所占用），它會進入阻塞狀态。
3）其他阻塞—通過調用線程sleep（）或者join（）或發出了I/O請求時，線程會進入阻塞狀态。當sleep（）狀态逾時，join（）等待線程中止或者逾時、或者I/O處理完畢時，線程重新轉入就緒狀态。
5，Dead死亡狀态：線程執行完了或者因異常退出了run（）方法，該線程結束生命周期。
八. 線程相關方法
8.1 相關方法
sleep（）方法：在指定的毫秒數内讓目前正在執行的線程休眠。線程休眠不會釋放鎖。抱着鎖睡覺
join（）方法：簡單了解就是插隊，vip，先完成這個線程，再執行其他線程，其他線程阻塞。
setPriority：設定線程優先級，優先級高的，被cpu調用的可能性增大（隻是可能性大）。
yield（）方法：線程禮讓，讓當先正在執行的線程暫停，但不阻塞，将線程從運作狀态轉為就緒狀态，讓cpu重新調用。禮讓也是不一定成功的，看cpu心情。
線程停止方法：不推薦使用JDK提供的stop()、destory（）方法，推薦讓線程自己停止下來。一般使用一個标志位來幫忙中止線程（while（flag）…）。
wait（）方法，notify（）方法：wait（）方法的作用是讓需要鎖的線程等待，直到其他線程調用notify（）或着notifyAll（）喚醒方法。與sleep（）方法的不同是，sleep（）方法睡眠時，保持對象鎖，仍然占有該鎖，而wait（）睡眠時，釋放對象鎖。
8.2 例子
/*
經典面試題：建立三個線程，A線程列印10次A，B線程列印10次B,C線程列印10次C，要求線程同時運作，交替列印10次ABC。
這個問題用Object的wait()，notify()，sleep（）就可以很友善的解決
*/
class Thread1 implements Runnable {
private String name;
private Object prev;
private Object self;
private Thread1(String name, Object prev, Object self) {
this.name = name;
this.prev = prev;
this.self = self;
}
@Override
public void run() {
int count = 10;
while (count > 0) {
synchronized (prev) {
synchronized (self) {
System.out.print(name);
count--;
self.notify();
}
try {
prev.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Object a = new Object();
Object b = new Object();
Object c = new Object();
Thread1 pa = new Thread1("A", c, a);
Thread1 pb = new Thread1("B", a, b);
Thread1 pc = new Thread1("C", b, c);
new Thread(pa).start();
Thread.sleep(100); //確定按順序A、B、C執行
new Thread(pb).start();
Thread.sleep(100);
new Thread(pc).start();
Thread.sleep(100);
}
}
/*結果：ABCABCABCABCABCABCABCABCABCABC*/
九. 線程安全與線程同步
當我們使用多個線程通路同一資源的時候，且多個線程對資源有寫的操作，那麼就容易出現線程安全問題。在Java中為解決線程提供了同步機制。
線程安全的核心理念是“要麼隻讀，要麼加鎖”
計算機的線程同步，是指線程之間按照某種機制協調先後執行次序，即當有一個線程再對記憶體操作時，其他線程都不可以對這個記憶體操作，一直等待直到該線程完成操作，其他線程才能對該記憶體進行操作。
實作線程同步的方式有很多，比如同步方法，鎖，阻塞隊列等。
十. 線程同步的方法
10.1 同步代碼塊
synchronized（['sɪŋkrənaɪzd] 同步）關鍵字可以用于方法中的某個區塊，表示隻對這個區塊的資源實行互斥通路。
synchronized(Obj){
需要同步操作的代碼
}
//這個Obj可以是任何對象，但是推薦共享資源作為Obj
可以了解為給對象上了個鎖。多個線程對象，要使用同一把鎖，任何時候，最多允許一個線程擁有同步鎖，誰拿到鎖誰就進入代碼塊，其他的線程隻能在外等待。
在多線稱競争情況下，加鎖，釋放鎖會導緻比較多的上下文切換和排程示範等問題，性能下降。
10.2 同步方法
使用synchronized修飾的方法就叫做同步方法，保證A線程在執行的時候，其他線程隻能在外面等着。
方法裡面又需要修改的内容才需要鎖，鎖的太多也容易浪費資源。
10.3 Lock鎖
JDK5.0後，提供了更加強大的線程同步機制——通過顯式定義同步鎖對象來實作同步。同步鎖使用Lock對象充當。
10.3 synchronized與Lock鎖對比
Lock是顯式鎖，需要手動的開啟和關閉，synchronized是隐式鎖，出了作用域就自動釋放。
Lock隻有代碼塊鎖，synchronized有代碼塊和方法鎖。
使用Lock鎖，JVM将花費較少的時間來排程線程，性能更好，并且具有更好的擴充性。
優先使用順序：Lock> 同步代碼塊 >同步方法。
十一. 死鎖
多個線程同時各自占有一些資源，并且互相等待着其他線程占有的資源才能允許，而導緻兩個或者多個線程都在等待着對方釋放資源，都停止執行的情況。
那麼如何避免死鎖呢:死鎖的産生有四個必要條件：互斥條件，請求與保持條件，不剝奪條件，循環等待條件。隻要破環任何一個就可以。比如我們可以指定擷取鎖的順序。
十二. 線程通信
具體的沒搞太明白，涉及到了線程池，生産者消費者模式（這不屬于設計模式的一種，隻是一種問題類型的描述）