Java多线程编程（基础篇)
一.进程和线程的区别：
进程：当前计算机正在运行的程序，进程是cpu分配资源的基本单位，一个进程至少有一个线程。
线程： 计算机中任务调度和最小的执行单元，一个线程也被称为轻量级进程。
Java多线程：在单个程序运作的过程中同时运作多个线程，完成不同的工作，称为多线程。
引入线程的好处：Java虚拟机允许应用程序并发的运行多个线程，引入线程可以减少程序并发时的cpu的开销。
二.Java的运行状态图：
初始状态（被创建）：创建一个Thread对象，但还未调用start()启动线程时，线程处于初始态。
运行状态：获得CPU执行权，正在执行的线程。
等待状态：进入等待态的线程会暂时释放CPU执行权，并释放资源。
阻塞状态：处于等待状态的线程，会不断地请求资源，直到请求到资源，才从阻塞状态转换到运行状态。
销亡状态：线程执行结束。
三.如何自定义一个线程？
1.继承一个线程类。
public class ThreadDemo1 { public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println("main...i=" + i); } Tred t = new Tred(); //创建一个线程 t.start(); //start()开启线程 } } class Tred extends Thread { public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println("thread...i=" + i); } } }
2.实现一个接口。
public class ShowTicket { public static void main(String[] args) { Tree t=new Tree(); Thread t1=new Thread(t); Thread t2=new Thread(t); Thread t3=new Thread(t); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } } class Tree implements Runnable{ //继承一个接口 static int ticket=100; @Override public void run() { while(true) { try { Thread.sleep(30); }catch(Exception e) {} if(ticket>0) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "正在出售第"+ticket--+"张票"); } } } }
总结：
无论是继承Thread还是实现接口，都要重写run()方法，因为run方法中定义了线程的执行内，而且此方法由JVM自动调用。
顺便说一下Java多线程的执行路径：
程序的执行流程将不会按照原有单线程的执行流程执行，有可能会出现多个线程之间互相打断的情况。
四.synchronized关键字
synchronized：同步
语法：synchronized（对象锁）{ 要锁的代码 }
作用：保证线程执行的原子性，也就是说，当前线程执行完毕后，其他线程方可执行。
注意：此处对象锁锁的不是代码块，锁的是对象。当对象发生改变时，同步会失效。
synchronized保证程序原子性的代码实例：
public class ShowTicket1 { public static void main(String[] args) { Windows w=new Windows(); Thread t1=new Thread(w); Thread t2=new Thread(w); Thread t3=new Thread(w); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } } class Windows implements Runnable{ private int ticket =100; Object obj=new Object(); @Override public void run() { while(true) { synchronized(obj) {//原子性 互斥锁,不可再分，代码块必须执行完，保证了代码的完整性。 if(ticket>0) { //try{TimeUnit.SECONDS.sleep(0);}catch(Exception e){} 睡眠的另一种写法 try{Thread.sleep(50);}catch(Exception e) {} System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在售出第"+ticket--+"张票"); } } } } }
知识点：
1. 同步和非同步方法能否同时调用？
可以
在同步方法在执行过程中，允许其他线程调用非同步方法。
2.验证同步方法的对象锁是this
思路：开启两个线程，让一个进入同步代码块，另一个进入同步方法，设置一个中间变量boolean flag
实例代码：
public class SynchronizedDemo { public static void main(String[] args) { Tt t = new Tt(); Thread t1 = new Thread(t); Thread t2 = new Thread(t); t1.start(); try { Thread.sleep(50); } catch (Exception e) { } t.flag=false; t2.start(); } } class Tt implements Runnable { int count = 10; Object obj = new Object(); boolean flag=true; @Override public void run() { if (flag) { while (true) { synchronized (this) { try { Thread.sleep(50); } catch (Exception e) { } if (count > 0) System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "count=" + count--); } } } else { while(true) method(); } } public synchronized void method() { while (true) { try { Thread.sleep(50); } catch (Exception e) { } if (count > 0) System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "count=" + count--); } }
3.如果同步代码的对象锁是this，那么这个方法可以写为同步方法。
4.线程死锁：线程死锁：
假设有A，B两个死锁，a线程的执行需要获取b线程的对象锁，b线程的执行需要获取a线程的对象锁
实例代码：
public class DeathLock { public static void main(String[] args) { new Thread(new DL(true)).start(); new Thread(new DL(false)).start(); } } class Lock { static final Object LOCKA = new Object(); static final Object LOCKB = new Object(); } class DL implements Runnable { boolean flag; public DL(boolean flag) { this.flag = flag; } @Override public void run() { if (flag) { synchronized (Lock.LOCKA) { System.out.println("if locka run"); synchronized (Lock.LOCKB) { System.out.println("if locka run"); } } } else { synchronized (Lock.LOCKB) { System.out.println("else lockb run"); synchronized (Lock.LOCKA) { System.out.println("else locka run"); } } } } }
结果分析：程序出现死锁，彼此都在等待对方释放资源。
5.如果程序运行过程中，出现了异常，则该对象锁会被释放。
实例代码如下：
public class Demo4 { public static void main(String[] args) { Demo4 d=new Demo4(); new Thread(()->d.method(),"d1").start(); try { Thread.sleep(30); }catch(Exception e) {} new Thread(()->d.method(),"d2").start(); } int num=10; synchronized void method() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"start"); while(true) { num++; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"num="+ num); try { Thread.sleep(30); }catch(Exception e) {} if(num==15) { //try { int num=1/0; //}catch(Exception e) {} } } } }
结果分析：
当发生异常时，当前的对象锁会被释放。所以，在并发过程中出现异常，需要特别小心，否则会出现执行结果不一致的情况
如何解决？
捕获该异常。
6.最好不要用字符串常量作为对象锁。
volatile关键字：可保证线程透明，不具有原子性，但是效率比较高。
可保证线程透明的原因，在此简单的说一下：由于Java的内存模型可知，多个线程之间共享的资源被存放在内存中，并且每个线程都有自己独立的工作区，Java默认每个线程都将获取到内存中的副本，并且拿着这个副本进行操。当有线程对当前变量进行修改时，其他线程将无法感知，所以不会停止运行。所以，使用volatile关键字，会通知所有的线程变量发生了改变，让所有线程都获取到变量的修改值。
注意：volatile不能保证程序运行的原子性，所以，不能代替synchronized。
实例代码如下：
public class Demo6 { public static void main(String[] args) { Demo6 d = new Demo6(); List<Thread> list = new ArrayList<Thread>(); for (int i = 0; i < 10; i++) { list.add(new Thread(d::method, "list-" + i)); } list.forEach((o) -> o.start());//让集合中的10个线程都启动 list.forEach((o) -> { try { o.join();//让集合中的10个线程先执行完，在执行main线程 } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } }); System.out.println(d.num); } volatile int num = 0; synchronized void method() { for (int i = 0; i < 10000; i++) { num++; } } }
五：
AtomicXXX类本身就是原子性的，且有很多原子性的方法，但是不能保证多个原子性的方法连续使用还是原子性的。
由于++ --是不具有原子性的，所以针对这一问题，显得十分高效。
AtomicXXX类：执行效率比synchronized votalie高
实例代码：
public class Demo8 { public static void main(String[] args) { Demo8 d=new Demo8(); List<Thread> list=new ArrayList<Thread> (); for(int i=0;i<10;i++) { list.add(new Thread(d::method,"list-"+i)); } list.forEach((o)->o.start()); list.forEach((o)->{ try { o.join(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } }); System.out.println(d.num); } AtomicInteger num=new AtomicInteger(0); void method() { for(int i=0;i<20;i++) { num.incrementAndGet();//count++ } } }
