多線程基礎知識以及常用方法

多線程

一、什麼是程序

程序是系統進行資源配置設定和調用的獨立單元，每一個程序都有它的獨立記憶體空間和系統資源。

二、單程序作業系統和多程序作業系統的差別

單程序作業系統 dos：一次隻能執行單個任務

多程序作業系統 Windows：一次可以執行多個任務

三、系統在同一個時刻可以執行多個任務嗎？

理論上，同一個時刻可以執行多個任務。

因為CPU切換比較快，有的程序正在運作，有的程序正在争搶資源，有的程序正在退出資源

四、什麼是線程，了解線程和程序的關系

什麼是線程？

線程是程序裡面的一條執行路徑，每個線程同享程序裡面的記憶體空間和系統資源

一個程序裡有多線程：各個線程都有不同的分工

了解線程和程序的關系？

程序：程序之間的記憶體空間和系統資源是獨立的

線程：在同一個程序裡的線程之間是共享記憶體空間和系統資源的

程序裡：可以有一條或一條以上的線程

注意：

程序裡隻有一條線程的情況下，這條線程就叫做主線程

程序裡有多條線程的情況下，隻有一條線程叫做主線程

線程是在程序裡的，他們是包裹關系

五、我們應用的軟體有哪些是多線程的應用？

幾乎都是

六、Java中，如何來編寫多線程的應用程式？有哪些方法？

1. 線程類

建立步驟：建立MyThread類，繼承Thread，重寫run方法

使用步驟：建立MyThread類的對象，調用start方法

1. 任務類

建立步驟：建立Task類，實作Runnable接口，重寫run方法

使用步驟：建立Thread類的對象，并把任務類的對象傳入，調用start方法

1. 帶傳回值的任務類
2. 線程池

七、體會多線程争搶資源的場景

需求：編寫一個多線程的應用程式，主線程列印1-100之間的數字，子線程列印200-300之間的數字，觀察其輸出的結果，體會多線程互相争搶資源的場景

八、小結

線程類：繼承Thread，重寫run方法，建立線程對象，調用start方法（并非馬上調用run方法）

任務類：實作Runnable接口，重寫run方法，建立任務類對象，通過new Thread(task).start()

主線路從上往下，多線程多條執行路線（随機）

經典面試題：請問當我們編寫一個單純的main方法時，此時該程式是否為單線程的？為什麼？

Java的垃圾回收器是一個背景線程，默默在背景銷毀多餘的對象

九、線程的優先級

需求：在主線程中建立三個的子線程，并且設定不同優先級，觀察其優先級對線程執行結果的影響。

注意：

1. 優先級别10-1，10是最進階别，1是最低級别
2. 設定優先級别隻能影響結果，不能決定結果

package com.dream.thread04;

public class Test01 {
	
	public static void main(String[] args) {
		/**
		 * 線程的優先級别
		 */
		
		//建立線程對象
		A a = new A();
		B b = new B();
		C c = new C();
		
		//設定優先級别
		a.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);//最進階别：10
		b.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);//預設級别：5
		c.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);//最低級别：1
		
		//啟動線程
		a.start();
		b.start();
		c.start();
	}
}
           

十、給線程自定義名稱

package com.dream.thread05;

public class MyThread extends Thread{
	
	public MyThread(String name) {
		super(name);
	}

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 1; i <= 100; i++) {
			//Thread.currentThread()：擷取目前線程對象
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：" + i);
		}
	}
}
           

十一、線程的休眠

Thread.sleep(1000);休眠目前線程，該方法在哪個線程中調用，就休眠哪個線程

需求： 編寫一個抽取學員回答問題的程式，要求倒數三秒後輸出被抽中的學員姓名

package com.dream.thread06;

import java.util.Random;

public class Test01 {
	
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		/**
		 * 線程的休眠
		 * 需求： 編寫一個抽取學員回答問題的程式，要求倒數三秒後輸出被抽中的學員姓名
		 */
		
		Random ran = new Random();
		String[] names = {"麻生希","曹桂華","椎名空","北島玲","水菜麗"};
		String name = names[ran.nextInt(names.length)];
		
		for (int i = 3; i > 0; i--) {
			System.out.println(i);
			Thread.sleep(1000);
		}
		
		System.out.println(name);
	}
}
           

十二、線程的禮讓

Thread.yield(); 禮讓，寫在哪個線程裡，哪個線程就退出CPU資源，馬上進入到争搶資源的狀态

需求：建立兩個線程A,B，分别各列印100次，從1開始每次增加1，其中B一個線程，每列印一次，就禮讓一次，觀察實驗結果

十三、線程的合并

需求：主線程和子線程各列印200次，從1開始每次增加1，當主線程列印到10之後，讓子線程先列印完再列印主線程

十四、線程的中斷

方式1：自己編寫邏輯使得線程中斷

方式2：

​ Thread.currentThread().isInterrupted() – 判斷目前線程是否消亡

​ t.interrupt(); – 改變目前線程狀态

十五、守護線程

含義：守護線程又叫做背景線程，默默守護着前台線程，所有的前台線程消亡後，守護線程自動消亡

注意：垃圾回收器就是一個守護線程

十六、線程局部變量（實作線程範圍内的共享變量）

1.自定義一個靜态變量用于共享

//用靜态變量 concurrenthashMap 作為線程間共享的變量，存儲單個值

//其他類可以通過類名直接擷取，達到共享，通過誰調用就擷取到目前調用線程的對象來存放值。

//線程類通過map，将自己作為key，i作為值放入map

//普通類被線程類的run方法調用，執行成員方法時可以擷取到目前類對象，進而通過map，直接擷取到值。并輸出列印

2.ThreadLocal

低層也是用一個map 來存放資料，通過get（）、set（）方法擷取或者設定變量，内部是通過Thread.concurrentThread()方法擷取目前線程對象，将目前線程對象作為key，傳入值作為value；

擷取時也是擷取調用線程所對應的key和value

十七、線程的生命周期

a) 建立狀态

i. 在程式中用構造方法建立了一個線程對象後，新的線程對象便處于建立狀态，此時，它已經有了相應的記憶體空間和其它資源，但還處于不可運作狀态。建立一個線程對象可采用線程構造方法來實作。

ii. 例如：Thread thread=new Thread();

b) 就緒狀态

i. 建立線程對象後，調用該線程的start()方法就可以啟動線程。當線程啟動時，線程進入就緒狀态。此時，線程将進入線程隊列排隊，等待CPU調用，這表明它已經具備了運作條件。

c) 運作狀态

i. 當就緒狀态的線程被調用并獲得處理器資源時，線程就進入了運作狀态。此時，自動調用該線程對象的run()方法。run()方法定義了該線程的操作和功能。

d) 阻塞狀态

i. 一個正在執行的線程在某些特殊情況下，如被人為挂起，将讓出CPU并暫時中止自己的執行，進入阻塞狀态。在可執行狀态下，如果調用sleep(2000)、wait()等方法，線程都将進入阻塞狀态。阻塞時，線程不能進入排隊隊列，隻有當引起阻塞的原因被消除後，線程才可以轉入就緒狀态。

e) 死亡狀态

i. 線程調用stop()方法時或run()方法執行結束後，線程即處于死亡狀态。處于死亡狀态的線程不具有繼續運作的能力。

線程的生命周期

Thread.currentThread().isInterrupted()；

//判斷目前線程是否被中斷，true-中斷 false-未中斷

//通過Thread類的一個boolean 屬性來判斷目前線程 而不是真正意義上的 中斷

//

Thread.currentThread().interrupt();

修改目前線程的中斷狀态；