线程
什么是线程？
线程是一个轻量级的子进程，是最小的处理单元。多线程和多进程都用于实现多任务处理。但是，我们使用多线程而不是多进程，因为线程使用共享内存区域，它们不分配单独的内存区域以节省内存，而且线程之间上下文切换比进程花费的时间更少。线程的执行时间 就是分配到的CPU资源都是系统说了算。
多线程技术主要解决处理器单元内多个线程执行的问题，它可以显著减少处理器单元的闲置时间，增加处理器单元的吞吐能力。
线程的好处？
1.实现多任务处理。简单说就是可以在煮饭的时间去炒菜，这样1个小时就饭菜做好了节省时间。
2.它不会阻塞用户，因为线程是独立的，你可以同时执行多个操作，举个栗子，你需要一个延时，等待三秒钟再进行接下来的操作，如果你使用单线程，它就真的等了你三秒，这三秒，啥都不干，啥都得放一边，就等。。。这明显是不可接受的。
3.你可以同时执行多个操作，节省时间。
4.线程是独立的，死掉一个，不影响另一个。
线程的使用？
由于Java语言内置了多线程功能支持，简化了java多线程编程，我们要创建和使用一个线程很简单。主要以下3种方式：
1：通过实现Runnable
class D implements Runnable {
private int i;
public D(int param) {
this.i = param;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("ss=" + i+Thread.currentThread());
}
}
使用：
D d = new D(2);
Thread mThread=new Thread(d);
mThread.start();
2继承Thread:
class D extends Thread {
private int i;
public D(int param) {
this.i = param;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("ss=" + i+Thread.currentThread());
}
}
使用：
D d = new D(2);
d.start();
3.通过Callable和Future创建线程 步骤：
• 创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，该call()方法将作为线程执行体，并且有返回值。
• 创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。
• 使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。
• 调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值其中，Callable接口
static class SomeCallable implements Callable<String> {
@Override
public String call() throws Exception {
System.out.println("我是子线程-----");
return "";
}
}
使用：
// 步骤1：创建一个对象：
Callable<String> oneCallable = new SomeCallable();
// 步骤2：由Callable创建一个FutureTask对象：
FutureTask<String> oneTask = new FutureTask<String>(oneCallable);
// 注释： FutureTask是一个包装器，它通过接受Callable来创建，它同时实现了 Future和Runnable接口。
// 步骤3：由FutureTask创建一个Thread对象：
Thread oneThread = new Thread(oneTask);
// 步骤4：启动线程：
oneThread.start();
方式3与方式1其实差不多，只不过FutureTask封装了Runnable增强了.其实是代理。oneTask.get();可以拿到返回值，不过这个方法是阻塞的。
Thread和Runnable的区别
如果一个类继承Thread，则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话，则很容易的实现资源共享。
总结：
实现Runnable接口比继承Thread类所具有的优势：
1）：适合多个相同的程序代码的线程去处理同一个资源
2）：可以避免java中的单继承的限制
3）：增加程序的健壮性，代码可以被多个线程共享，代码和数据独立
4）：线程池只能放入实现Runable或callable类线程，不能直接放入继承Thread的类
提醒一下大家：main方法其实也是一个线程。在java中所以的线程都是同时启动的，至于什么时候，哪个先执行，完全看谁先得到CPU的资源。
在java中，每次程序运行至少启动2个线程。一个是main线程，一个是垃圾收集线程。因为每当使用java命令执行一个类的时候，实际上都会启动一个ＪＶＭ，每一个ｊＶＭ实习在就是在操作系统中启动了一个进程。
线程的生命周期？
新建状态：
用new关键字和Thread类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新生状态。处于新生状态的线程有自己的内存空间，通过调用start方法进入就绪状态（runnable）。
注意：不能对已经启动的线程再次调用start()方法，否则会出现Java.lang.IllegalThreadStateException异常
2、就绪状态
处于就绪状态的线程已经具备了运行条件，但还没有分配到CPU，处于线程就绪队列（尽管是采用队列形式，事实上，把它称为可运行池而不是可运行队列。因为cpu的调度不一定是按照先进先出的顺序来调度的），等待系统为其分配CPU。等待状态并不是执行状态，当系统选定一个等待执行的Thread对象后，它就会从等待执行状态进入执行状态，系统挑选的动作称之为“cpu调度”。一旦获得CPU，线程就进入运行状态并自动调用自己的run方法。
提示：如果希望子线程调用start()方法后立即执行，可以使用Thread.sleep()方式使主线程睡眠一伙儿，转去执行子线程。
3、运行状态
处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。
处于就绪状态的线程，如果获得了cpu的调度，就会从就绪状态变为运行状态，执行run()方法中的任务。如果该线程失去了cpu资源，就会又从运行状态变为就绪状态。重新等待系统分配资源。也可以对在运行状态的线程调用yield()方法，它就会让出cpu资源，再次变为就绪状态。
注： 当发生如下情况是，线程会从运行状态变为阻塞状态：
①、线程调用sleep方法主动放弃所占用的系统资源
②、线程调用一个阻塞式IO方法，在该方法返回之前，该线程被阻塞
③、线程试图获得一个同步监视器，但更改同步监视器正被其他线程所持有
④、线程在等待某个通知（notify）
⑤、程序调用了线程的suspend方法将线程挂起。不过该方法容易导致死锁，所以程序应该尽量避免使用该方法。
当线程的run()方法执行完，或者被强制性地终止，例如出现异常，或者调用了stop()、desyory()方法等等，就会从运行状态转变为死亡状态。
4、阻塞状态
处于运行状态的线程在某些情况下，如执行了sleep（睡眠）方法，或等待I/O设备等资源，将让出CPU并暂时停止自己的运行，进入阻塞状态。
在阻塞状态的线程不能进入就绪队列。只有当引起阻塞的原因消除时，如睡眠时间已到，或等待的I/O设备空闲下来，线程便转入就绪状态，重新到就绪队列中排队等待，被系统选中后从原来停止的位置开始继续运行。有三种方法可以暂停Threads执行：
5、死亡状态
当线程的run()方法执行完，或者被强制性地终止，就认为它死去。这个线程对象也许是活的，但是，它已经不是一个单独执行的线程。线程一旦死亡，就不能复生。 如果在一个死去的线程上调用start()方法，会抛出java.lang.IllegalThreadStateException异常。
想要正确结束一个线程可以：
• 正常执行完run方法，然后结束掉；
• 控制循环条件和判断条件的标识符来结束掉线程。
对线程有哪些API可以操作？
设置线程的优先级
每个线程执行时都有一个优先级的属性，优先级高的线程可以获得较多的执行机会，而优先级低的线程则获得较少的执行机会。与线程休眠类似，线程的优先级仍然无法保障线程的执行次序。只不过，优先级高的线程获取CPU资源的概率较大，优先级低的也并非没机会执行。
每个线程默认的优先级都与创建它的父线程具有相同的优先级，在默认情况下，main线程具有普通优先级。
注：Thread类提供了setPriority(int newPriority)和getPriority()方法来设置和返回一个指定线程的优先级，其中setPriority方法的参数是一个整数，范围是1~·0之间，也可以使用Thread类提供的三个静态常量：
MAX_PRIORITY =10
MIN_PRIORITY =1
NORM_PRIORITY =5
1、线程睡眠——sleep
如果我们需要让当前正在执行的线程暂停一段时间，并进入阻塞状态，则可以通过调用Thread的sleep方法。
注：
（1）sleep是静态方法，最好不要用Thread的实例对象调用它，因为它睡眠的始终是当前正在运行的线程，而不是调用它的线程对象，它只对正在运行状态的线程对象有效。
2、线程让步——yield
yield()方法和sleep()方法有点相似，它也是Thread类提供的一个静态的方法，它也可以让当前正在执行的线程暂停，让出cpu资源给其他的线程。但是和sleep()方法不同的是，它不会进入到阻塞状态，而是进入到就绪状态。yield()方法只是让当前线程暂停一下，重新进入就绪的线程池中，让系统的线程调度器重新调度器重新调度一次，完全可能出现这样的情况：当某个线程调用yield()方法之后，线程调度器又将其调度出来重新进入到运行状态执行。
实际上，当某个线程调用了yield()方法暂停之后，优先级与当前线程相同，或者优先级比当前线程更高的就绪状态的线程更有可能获得执行的机会，当然，只是有可能，因为我们不可能精确的干涉cpu调度线程。
3.wait()和notify() 需要用到同步锁
private final Object object = new Object();
public void notifyA() {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (object) {
System.out.println("----");
try {
Thread.sleep(3000);
System.out.println("唤醒A");
object.notify();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
}
public void startA() {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("开始线程A");
synchronized (object) {
try {
System.out.println("A等待");
object.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("线程A结束");
}
}).start();
调用：
public static void main(String[] args) {
AAA mAaa=new AAA();
mAaa.startA();
mAaa.notifyA();
}
运行结果：
线程能重复start?
答案是不能。
如：
MyThread myThread=new MyThread();
myThread.start();
myThread.start();
运行结果：
但是可以调用run ：
myThread.run();
但是此时run方法运行是在 被调用的地方。
如：
运行结果：
使用Condition控制线程通信
jdk1.5中，提供了多线程的升级解决方案为：
（1）将同步synchronized替换为显式的Lock操作；
（2）将Object类中的wait(), notify(),notifyAll()替换成了Condition对象，该对象可以通过Lock锁对象获取;
（3）一个Lock对象上可以绑定多个Condition对象，这样实现了本方线程只唤醒对方线程，而jdk1.5之前，一个同步只能有一个锁，不同的同步只能用锁来区分，且锁嵌套时容易死锁。
生产者-消费者（producer-consumer）问题，也称作有界缓冲区（bounded-buffer）问题，两个进程共享一个公共的固定大小的缓冲区。
其中一个是生产者，用于将消息放入缓冲区；另外一个是消费者，用于从缓冲区中取出消息。
问题出现在当缓冲区已经满了，而此时生产者还想向其中放入一个新的数据项的情形，其解决方法是让生产者此时进行休眠，等待消费者从缓冲区中取走了一个或者多个数据后再去唤醒它。
同样地，当缓冲区已经空了，而消费者还想去取消息，此时也可以让消费者进行休眠，等待生产者放入一个或者多个数据时再唤醒它。
Condition 将 Object 监视器方法（wait、notify 和 notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用，为每个对象提供多个等待 set （wait-set）。
其中，Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用，Condition 替代了 Object 监视器方法的使用。
在Condition中，用await()替换wait()，用signal()替换notify()，用signalAll()替换notifyAll()，传统线程的通信方式，Condition都可以实现，这里注意，Condition是被绑定到Lock上的，要创建一个Lock的Condition必须用newCondition()方法。
这样看来，Condition和传统的线程通信没什么区别，Condition的强大之处在于它可以为多个线程间建立不同的Condition，下面引入API中的一段代码
使用阻塞队列（BlockingQueue）控制线程通信
BlockingQueue是一个接口，也是Queue的子接口。BlockingQueue具有一个特征：当生产者线程试图向BlockingQueue中放入元素时，如果该队列已满，则线程被阻塞；但消费者线程试图从BlockingQueue中取出元素时，如果队列已空，则该线程阻塞。程序的两个线程通过交替向BlockingQueue中放入元素、取出元素，即可很好地控制线程的通信。
BlockingQueue提供如下两个支持阻塞的方法：
（1）put(E e)：尝试把Eu元素放如BlockingQueue中，如果该队列的元素已满，则阻塞该线程。
（2）take（）：尝试从BlockingQueue的头部取出元素，如果该队列的元素已空，则阻塞该线程。
BlockingQueue继承了Queue接口，当然也可以使用Queue接口中的方法，这些方法归纳起来可以分为如下三组：
（1）在队列尾部插入元素，包括add（E e）、offer（E e）、put（E e）方法，当该队列已满时，这三个方法分别会抛出异常、返回false、阻塞队列。
（2）在队列头部删除并返回删除的元素。包括remove（）、poll（）、和take（）方法，当该队列已空时，这三个方法分别会抛出异常、返回false、阻塞队列。
（3）在队列头部取出但不删除元素。包括element（）和peek（）方法，当队列已空时，这两个方法分别抛出异常、返回false。
Condition与Object中的wati,notify,notifyAll区别：
1.Condition中的await()方法相当于Object的wait()方法，Condition中的signal()方法相当于Object的notify()方法，Condition中的signalAll()相当于Object的notifyAll()方法。
不同的是，Object中的这些方法是和同步锁捆绑使用的；而Condition是需要与互斥锁/共享锁捆绑使用的。
2.Condition它更强大的地方在于：能够更加精细的控制多线程的休眠与唤醒。对于同一个锁，我们可以创建多个Condition，在不同的情况下使用不同的Condition。
例如，假如多线程读/写同一个缓冲区：当向缓冲区中写入数据之后，唤醒"读线程"；当从缓冲区读出数据之后，唤醒"写线程"；并且当缓冲区满的时候，"写线程"需要等待；当缓冲区为空时，“读线程"需要等待。
如果采用Object类中的wait(),notify(),notifyAll()实现该缓冲区，当向缓冲区写入数据之后需要唤醒"读线程"时，不可能通过notify()或notifyAll()明确的指定唤醒"读线程”，而只能通过notifyAll唤醒所有线程(但是notifyAll无法区分唤醒的线程是读线程，还是写线程)。 但是，通过Condition，就能明确的指定唤醒读线程。
线程的原理？
JAVA线程现在的实现是基于操作系统原生线程模型来实现的。因此，现在操作系统支持怎样的线程模型，在很大程度上决定了JAVA虚拟机的线程是怎样映射的。这点在不同的平台上没有办法达成一致。
对于Sun JDK来说，它的Windows版和Linux版都是使用一对一的线程模型实现的，一条Java线程就映射到一条轻量级进程中，因为Windows和Linux系统提供的线程模型就是一对一的。
什么是多线程并发？
就是多个线程同时运行，操作同一个对象或者数据
并发会有什么问题？
会产生意料之外的结果。如下：
static int hh=0;
public static void main(String[] args) {
final BBB bbb = new BBB(0);
for (int i = 0; i < 200; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int j = 0; j < 1000; j++) {
hh++;
}
}
}).start();
}
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("final=" + hh);
}
正常结果应该是200000，实际
什么是线程同步？
为了保证多线程同时操作一个对象，结果也能正确，就需要 管理。原子性和可见性
怎么实现同步？
最常用的是使用synchronized和 lock 还有volatile。
synchronized 可以修饰方法，修饰静态方法（相当于锁了类） 修饰 代码块。
private Object mObject = new Object();
public void addMoney(int i) {
synchronized (mObject) {
money += i;
}
}
public void reduceMoney(int i) {
synchronized (mObject) {
money -= i;
}
}
如上图同一时间，addMoney
synchronized 保证了原子性和可见性
volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制；
• 使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新；
• 因此每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值；
• volatile不会提供任何原子操作，它也不能用来修饰final类型的变量。
因为volatile不能保证原子操作导致的，因此volatile不能代替synchronized。此外volatile会组织编译器对代码优化，因此能不使用它就不适用它吧。它的原理是每次要线程要访问volatile修饰的变量时都是从内存中读取，而不是存缓存当中读取，因此每个线程访问到的变量值都是一样的。这样就保证了同步。
在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁， 它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力。
ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例
lock() : 获得锁
unlock() : 释放锁
注：ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法，但由于能大幅度降低程序运行效率，不推荐使用
private Lock mLock = new ReentrantLock();
public void addMoney(int i) {
mLock.lock();
try {
money += i;
} finally {
mLock.unlock();// 解锁
}
}
public void reduceMoney(int i) {
mLock.lock();
try {
money -= i;
} finally {
mLock.unlock();// 解锁
}
}
如果synchronized关键字能满足用户的需求，就用synchronized，因为它能简化代码 。如果需要更高级的功能，就用ReentrantLock类，此时要注意及时释放锁，否则会出现死锁，通常在finally代码释放锁
使用局部变量ThreadLocal实现线程同步
如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本，副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。
每个线程运行的都是一个副本，也就是说存钱和取钱是两个账户，知识名字相同而已。所以就会发生上面的效果。
什么是线程池？
线程池是一种多线程处理形式，处理过程中将任务添加队列，然后在创建线程后自动启动这些任务，每个线程都使用默认的堆栈大小，以默认的优先级运行，并处在多线程单元中，如果某个线程在托管代码中空闲，则线程池将插入另一个辅助线程来使所有处理器保持繁忙。如果所有线程池都始终保持繁忙，但队列中包含挂起的工作，则线程池将在一段时间后辅助线程的数目永远不会超过最大值。超过最大值的线程可以排队，但他们要等到其他线程完成后才能启动。
java里面的线程池的顶级接口是Executor，Executor并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具，而真正的线程池是ExecutorService。
为什么要用线程池？
如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率，因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。
那么有没有一种办法使得线程可以复用，就是执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务？
在Java中可以通过线程池来达到这样的效果。今天我们就来详细讲解一下Java的线程池，首先我们从最核心的ThreadPoolExecutor类中的方法讲起，然后再讲述它的实现原理，接着给出了它的使用示例，最后讨论了一下如何合理配置线程池的大小。
线程池有哪些？
1.newFixedThreadPool 创建一个指定工作线程数量的线程池，每当提交一个任务就创建一个工作线程，当线程 处于空闲状态时，它们并不会被回收，除非线程池被关闭了，如果工作线程数量达到线程池初始的最大数，则将提交的任务存入到池队列（没有大小限制）中。由于newFixedThreadPool只有核心线程并且这些核心线程不会被回收，这样它更加快速底相应外界的请求。
2.newCachedThreadPool,是一种线程数量不定的线程池，并且其最大线程数为Integer.MAX_VALUE，这个数是很大的，一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。但是线程池中的空闲线程都有超时限制，这个超时时长是60秒，超过60秒闲置线程就会被回收。调用execute将重用以前构造的线程(如果线程可用)。这类线程池比较适合执行大量的耗时较少的任务，当整个线程池都处于闲置状态时，线程池中的线程都会超时被停止。
4.newScheduledThreadPool 创建一个线程池，它的核心线程数量是固定的，而非核心线程数是没有限制的，并且当非核心线程闲置时会被立即回收，它可安排给定延迟后运行命令或者定期地执行。这类线程池主要用于执行定时任务和具有固定周期的重复任务。
5.newSingleThreadExecutor这类线程池内部只有一个核心线程，以无界队列方式来执行该线程，这使得这些任务之间不需要处理线程同步的问题，它确保所有的任务都在同一个线程中按顺序中执行，并且可以在任意给定的时间不会有多个线程是活动的。
注：Executors只是一个工厂类，它所有的方法返回的都是ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor这两个类的实例。
线程池怎么使用？
初始化：
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(nThreads) ;
线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资激耗尽的风险。
说明：Executors各个方法的弊端：
-
newFixedThreadPoolfPnewSingleThreadExecutor:
主要问题是堆积的请求处理队列可能会耗费非常大的内存，甚至00M。
-
newCachedThreadPoolfPnewScheduledThreadPool:
主要问題是线程数最大数是Integer.MAX_VALUE,可能会创建数置非常多的线程，甚至00M。
Executor线程池框架的最大优点是把任务的提交和执行解耦。客户端将要执行的任务封装成Task，然后提交即可。而Task如何执行客户端则是透明的。具体点讲，提交一个Callable对象给ExecutorService（如最常用的线程池ThreadPoolExecutor），将得到一个Future对象，调用Future对象的get方法等待执行结果。线程池实现原理类结构图如下：
线程池的实现原理
接口：Executor,CompletionService,ExecutorService，ScheduledExecutorService
抽象类：AbstractExecutorService
实现类：ExecutorCompletionService，ThreadPoolExecutor，ScheduledThreadPoolExecutor