多线程
2023-04-20 19:53:13 10 举报AI智能生成
多线程的基础学习理解及应用
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大纲/内容
四、线程的生命周期【重点】
线程的状态【阻塞】
线程的5种状态：创建状态---->就绪状态---->运行状态---->阻塞\等待状态---->终止状态
五、线程死锁【理解】
当第一个线程拥有A对象的锁标记，并等待B对象的所标记。同时第二个线程拥有B对象锁标记，同时等待A对象的锁标记时，产生死锁
六、线程通信【理解】
若干个生产者在生产产品，这些产品将提供给若干个消费者去消费，为了使生产者和消费者能并发执行，在两者之间设置一个能存储多个产品的缓冲区，生产者将生产的产品放入缓冲区中，消费者从缓冲区中取走产品进行消费，显然生产者和消费者之间必须保持同步，即不允许消费者到一个空的缓冲区中取产品，也不允许生产者向一个满的缓冲区中放入产品。
wait()：当前线程释放锁对象， 并处于阻塞状态，进入等待队列，直到有别人唤醒
notify()、notifyAll() ：随机唤醒一个正在等待的线程，唤醒所有等待队列中的线程
注意：所有的等待、通知方法必须在对加锁的同步代码块中
八、Lock锁
1、ReentrantLock：
Lock接口的实现类，与synchronized一样具有互斥锁功能
2、读写锁：ReentrantReadWriteLock
一种支持一写多读的同步锁，读写分离，可分别分配读锁，写锁。
支持多次分配读锁，使多个读操作可以并发执行
互斥规则：
写-写：互斥，阻塞
读-写：互斥，读阻塞写、写阻塞读
读-读：不互斥、不阻塞
在读操作远远高于写操作的环境中，可在保障线程安全的情况下，提高运行效率
一、进程和线程
进程：
运行中的程序称之为进程
特点：在单核cpu下，通过一个时间点上只有一个程序在运行，交替运行。宏观并行、微观串行
线程：
进程的组成部分，线程用进程中，单一的执行的顺序控制流程。同时也是cpu的调度单位
进程是可以有多个线程的，他们之间独立运行。交替执行。称之为多线程
区别：
进程是系统分配资源的单位，线程是cpu的调度单位
一个程序，至少包含一个进程
一个进程至少包含一个线程。线程是不能独立运行的，必须依附在进程中
进程之间是不能共享数据段地址，但是同一个进程下的线程是可以共享的
线程的组成部分：
cpu时间片：操作系统会为每个线程分配时间
运行数据：
堆空间：存储线程需要使用的对象，多个线程可以共享堆中的对象
栈空间：存储线程需使用的局部变量。每个线程都拥有自己的栈空间，线程的逻辑代码
二、创建线程【重点】
1、方式1：通过继承Thread类
2、方式2：通过实现Runnable接口
3、两种方式的区别：
1、java只支持单继承，所以继承Thread类就没办法继承其他的类，没有使用Runnable接口灵活
2、继承自Thread类，表示这个类就是一个线程类，可以直接启动线程实现Runnable接口，表示这个类是一个线程任务，需要创建线程对象从而执行这个线程任务
4、启动线程需要注意的问题：
1、不要调用run方法
2、一个线程只能调用一次start方法
5、线程的状态[基本]
New：初始状态
线程对象被创建，即为初始状态，只在堆中开辟内存，与常规对象无异
Ready：就绪状态
调用start（）之后，进入就绪状态，等待OS选中，并分配时间片。
Running：运行状态
获得时间片之后，进入运行状态，如果时间片到期，则回到就绪状态。
Terminated：终止状态
主线程main（）或独立线程run（）结束，进入终止状态，并释放所持有的时间片
6、线程常见的方法：
1、设置线程名称 （setName、getName、Thread.currentThread获取当前线程对象），如果没有设置线程名称，那么默认的名称为Thread-0 Thread-N
2、设置线程的优先级 (setPriority、getPriority)，如果没有设置线程的优先级，那么默认的优先级为5，线程有的优先级为1~10之间，设置优先级只是提高了抢占CPU的概率
3、线程休眠 (Thread.sleep(毫秒数))，让当前线程进入到休眠状态，并让出CPU使用权，直到休眠结束，才会继续抢占CPU
4、线程礼让(Thread.yeild())，让出CPU使用权，但是立马又会去重新抢占CPU
5、线程加入(join())，在当前线程中加入另一线程，必须要将另一个线程执行完之后才会继续执行当前线程
7、线程的状态（等待）
初始状态 ------ 就绪状态 ------- 运行状态 ----- 限期等待 -----无限期等待 -------- 终止状态
三、线程安全【重点】
1、线程安全问题
当多线程并发访问临界，如果破坏原子操作，可能会造成数据不一致
临界资源：共享资源(同一个对象)，一次只可以有一个线程操作，才可以保证准确性
原子操作：不可拆分的步骤，被视作一个整体。其步骤不能打乱和缺省
2、线程同步
1、同步代码块
- synchronized(临界资源对象){ //互斥锁标记
- //原子代码
- }
- //原子代码
- }
2、同步方法
- public synchronized void sale(){ //互斥锁标记是this对象
- //原子代码
- }
- //原子代码
- }
3、线程同步买票案例
七、线程池
1、线程池概念：
如果有非常的多的任务需要多线程来完成，且每个线程执行时间不会太长，这样频繁的创建和销毁线程。
频繁创建和销毁线程会比较耗性能。有了线程池就不要创建更多的线程来完成任务，因为线程可以重用
线程池用维护者一个队列，队列中保存着处于等待（空闲）状态的线程。不用每次都创建新的线程。
2、线程池实现原理：
将任务提交给线程池，由线程池分配线程、运行任务，并在当前任务结束后复用线程
3、线程池中常见的类：
常用的线程池接口和类(所在包java.util.concurrent)
Executor：线程池的顶级接口。
ExecutorService：线程池接口，可通过submit(Runnable task) 提交任务代码。
Executors工厂类：通过此类可以获得一个线程池。
方法名：
newFixedThreadPool(int nThreads)：获取固定数量的线程池。参数：指定线程池中线程的数量
newCachedThreadPool()：获得动态数量的线程池，如不够则创建新的，无上限。
4、Callable接口
JDK5加入，与Runnable接口类似，实现之后代表一个线程任务。
Callable具有泛型返回值、可以声明异常。
语法：public interface Callable< V >{
public V call() throws Exception;
}
public V call() throws Exception;
}
JDK5加入，与synchronized比较，显式定义，结构更灵活
提供更多实用性方法，功能更强大、性能更优越
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