多线程
多线程
进程:是一个正在执行中的程序。
每一个进程执行都有一个执行顺序。该顺序是一个执行路径,或者叫一个控制单元。
线程:就是进程中的一个独立的控制单元。
线程在控制着进程的执行。
一个进程中至少有一个线程。
Java VM 启动的时候会有一个进程java.exe。
该进程中至少一个线程负责Java程序的执行,而且这个线程运行的代码存在于main方法中。该线程称之为主线程。
扩展:其实更细节说明Jvm,Jvm启动不止一个线程,还有负责垃圾回收机制的线程。
1、如何在自定义的代码中,自定义一个线程? (Thread类)
方法一:继承Thread类
步骤:1、定义类继承Thread;2、重写Thread类中的run方法;(目的:将自定义代码存储在run方法,让线程运行。)3、调用线程的start方法,该方法两个作用: 启动线程、调用run方法。
发现运行结果每次都不同。
因为多线程都获取cpu的执行权,cpu执行到谁,谁就运行。
明确一点,在某一时刻,只能有一个线程在运行。(多核除外)
cpu在做着快速的切换,以达到看上去是同时运行的效果。
我们可以形象把多线程的运行行为在互相抢夺cpu的执行权。
这就是多线程的一个特性:随机性。谁抢到谁执行,至于执行多长,cpu说了算。
线程名.start——开启线程并执行该线程的run方法。
为什么要覆盖run方法呢?
Thread类用于描述线程。
该类就定义一个功能,用于存储线程要运行的代码,该存储功能就是run方法。
也就是说Thread类中的run方法,用于存储线程线程要运行的代码。
线程运行状态:
冻结(放弃了执行资格,线程还没结束)————消亡(结束run方法,线程结束)
sleep(time) /wait();进入冻结状态;sleep时间到了/notify();回到运行。
stop();run方法结束。——进入消亡状态。
方法二:实现Runable接口
步骤:
1、定义类实现Runnable接口。
2、覆盖Runnable接口中的run方法。
将线程要运行的代码存放在该run方法中。
3、通过Thread类建立线程对象。
4、将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。
为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数。
因为,自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。所以要让线程去指定指定对象的run方法,就必须明确该run方法所属的对象。
5、调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。
实现方式和继承方式有什么区别呢?
实现方式好处:避免了单继承的局限性。
在定义线程时,建议使用实现方式。
两种方式的区别:
继承Thread:线程代码存放Thread子类run方法中。
实现Runnable:线程代码存放在接口的子类的run方法中。
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多线程中的安全问题:
问题原因:当多条于语句在操作同一个线程共享数据时,一个线程对多个语句只执行了一部分,还没有执行完。另一个线程参与进来执行了,导致共享数据的错误。
解决办法:对多条操作共享数据的语句,只能让一个线程能执行完。在执行过程中,其他线程不可以参与执行。
Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决办法。
就是同步代码块:
synchronized(对象) {
需要被同步的代码
}
对象如同锁。持有锁的线程可以在同步中执行。
没有持有锁的线程即使获取cpu的执行权,也进不去,因为没有获取锁。
——例子:火车上的卫生间
同步的前提:
1、必须要有两个或者两个以上的线程。
2、必须是多个线程使用同一个锁。
必须保证同步中只能有一个线程在运行。
好处:解决了多线程的安全问题。
弊端:多个线程都需要判断锁,较为消耗资源。
如何判断程序是否有安全问题?如何解决?
1、明确哪些代码是多线程运行代码。
2、明确共享数据。
3、明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。
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多线程同步函数
在声明处加入 synchronized 即可
同步函数用的是哪一个锁呢?
函数需要被对象调用,那么函数都有一个所属对象引用,就是this。
所以同步函数使用的锁是this。
如果同步函数被静态修饰后,使用的锁是什么呢?
通过验证,发现不再是this。因为静态方法中也不可以定义为this。
静态进内存时:内存中没有本类对象,但是一定有该类对应的字节码文件对象。
类名.class 该对象的类型是class
静态的同步方法,使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。 类名.class
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单例设计模式
1、饿汉式
1 class Single { 2 private static final Single s = new Single(); 3 private Single() {} 4 private static Single getInstance() { 5 return s; 6 } 7 }
2、懒汉式1 class Single {2 private static Single s = null; 3 private Single() {}4 private static Single getInstance() {
5 /* if(s == null) 6 s = new single(); 7 return s;
*/
//延迟加载的单例设计模式示例
if(s==null) {
synchronized(Single.class) {
if(s==null) {
s = new Single();
}
}
}
return s; 8 } 9 }
多线程_死锁
同步中嵌套同步
线程间通信
其实就是多个线程在操作同一个资源,但是操作的动作不同。
---解决安全问题(用同一个锁)、
---等待唤醒机制、
wait(); notify(); notifyAll(); 都使用在同步中,因为要对持有监视器(锁)的线程操作。
所以要使用在同步中,因为只有同步才具有锁。
为什么这些操作线程的方法要定义在Object类中:因为这些方法在操作同步中线程时,都必须要标识它们所操作线程只有的锁,只有同一个锁上的被等待线程,可以被同一个锁上notify唤醒。不可以对不同锁中的线程进行唤醒。
就是说,等待和唤醒必须是同一个锁。
而锁可以是任意对象,所以可以被任意对象调用的方法定义在Object类中。
对于多个生产者和消费者,为什么要定义while判断标记:让被唤醒的线程再一次判断标记。
为什么定义notifyAll :因为需要唤醒对方线程,因为只用notify,容易出现只唤醒本方线程的情况。导致程序中的所有线程都等待。
JDK1.5中提供了多线程升级解决方案: 将同步Synchronized替换成显示Lock操作。将Object中的wait,notify,notifyAll,替换成了Condition对象。该对象可以通过Lock锁 进行获取。(例如实现了只唤醒对方的操作。)
————停止线程
stop方法已经过时;
想要停止,只有run方法结束。
开启多线程运行,运行代码通常是循环结构,只要控制住循环,就可以让run方法结束,也就是线程结束。
--》》特殊情况: 当线程处于冻结状态,就不会读取到标记,线程就不会结束。
当没有指定的方式让冻结的线程恢复到运行状态时,这时需要对冻结进行清除。强制让线程恢复到运行状态中来,这样就可以操作标记让线程结束。
Thread类提供该方法 interrupt();
————守护线程(可以形象理解为后台线程)
setDaemon(); 将该方法标记为守护线程或者用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时,Java虚拟机退出。该方法必须在启动线程前调用。该方法首先调用该线程的 CheckAccess方法,且不带任何参数。这可能抛出 SecurityException(在当前线程中)。
————Join方法
形象理解为主线程等待当前线程去死。
当A线程执行到了B线程的.join()方法时,A线程就会等待,等B线程都执行完,A才会执行;
join可以用来临时加入线程执行。
————优先级&yield方法
优先级 setPriority(A); A为1~10 一般定为三个值 MAX_PRIORITY , MIN_PRIORITY , NORM_PRIORITY;
yield() ——暂停当前正在进行的线程对象,并执行其他线程。