2022-8-2 第五组 潘堂智 线程

1.什么是线程与进程

A:进程：进程指正在运行的程序。确切的来说，当一个程序进入内存运行，即变成一个进程，进程是处于运行过程中的程序，并且具有一定独立功能。
B:线程：线程是进程中的一个执行单元，负责当前进程中程序的执行，一个进程中至少有一个线程。一个进程中是可以有多个线程的，这个应用程序也可以称之为多线程程序。
C:简而言之：一个程序运行后至少有一个进程，一个进程中可以包含多个线程

2.线程的创建

2.1实现线程一：继承Thread类

    继承Thread类，并且重写run方法
    Thread类中的run方法不是抽象方法，Thread类也不是抽象类
 创建线程的步骤：
1.定义一个类继承Thread。
2.重写run方法。
3.创建子类对象，就是创建线程对象。
4.调用start方法，开启线程并让线程执行，同时还会告诉jvm去调用run方法

2.2实现线程二：实现Runnable接口

创建线程的步骤。
1、定义类实现Runnable接口。
2、覆盖接口中的run方法。。
3、创建Thread类的对象
4、将Runnable接口的子类对象作为参数传递给Thread类的构造函数。
5、调用Thread类的start方法开启线程。

2.3实现Callable接口

多线程的安全问题 ：

使用同步代码块

格式:
  synchronized(锁对象){
	  //需要同步的代码
}

使用同步方法

使用关键字synchronized修饰的方法，一旦被一个线程访问，则整个方法全部锁住，其他线程则无法访问

格式:
  修饰符 synchronized 返回值 方法名(){

}

synchronized

  注意：
		非静态同步方法的锁对象是this
		静态的同步方法的锁对象是当前类的字节码对象

synchronized:同步（锁），可以修饰代码块和方法，被修饰的代码块和方法一旦被某个线程访问，则直接锁住，其他的线程将无法访问

多线程购票

public class TicketThread implements Runnable {
	int tickets = 100;//火车票数量
	Object obj = new Object();

@Override
public void run() {
	//出售火车票
	while(true) {
		synchronized (obj) {

	if(tickets > 0) {
				
		try {
			Thread.sleep(100);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
			}
		
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" +tickets--);
			}
		}
		
	}
}

}

public class TicktetTest {
	public static void main(String[] args) {
		//创建线程对象
		TicketThread tt = new TicketThread();

	Thread t = new Thread(tt);
	t.setName("窗口1");
	Thread t2 = new Thread(tt);
	t2.setName("窗口2");
	Thread t3 = new Thread(tt);
	t3.setName("窗口3");
	
	//启动线程对象
	t.start();
	t2.start();
	t3.start();
}

}

CPU

CPU多核缓存结构

物理内存：硬盘内存。（固态硬盘，尽量不要选择混合硬盘）

CPU缓存为了提高程序运行的性能，现在CPU在很多方面对程序进行优化。
CPU处理速度最快，内存次之，硬盘速度最低。
在CPU处理内存数据时，如果内存运行速度太慢，就会拖累CPU的速度
为了解决这样的问题，CPU设计了多级缓存策略。

CPU分为三级缓存：每个CPU都有L1，L2缓存，但是L3缓存是多核公用的。

CPU查找数据时，CPU->l1->l2->l3->内存->硬盘
进一步优化，CPU每次读取一个数据，读取的时与它相邻的64个字节的数据。
【缓存行】。

英特尔提出了一个协议MESI协议
1、修改态，此缓存被动过，内容与主内存中不同，为此缓存专有
2、专有态，此缓存与主内存一致，但是其他CPU中没有
3、共享态，此缓存与主内存一致，其他的缓存也有
4、无效态，此缓存无效，需要从主内存中重新读取

【指令重排】
四条指令，四个人在四张纸上写下【恭喜发财】。

java内存模型-JMM
尽量做到硬件和操作系统之间达到一致的访问效果。

使用volatile关键字来保证一个变量在一次读写操作时，避免指令重排。
我们在读写操作之前加入一条指令，当CPU碰到这条指令后必须等到前面的执行执行完成才能继续执行下一条指令。
【内存屏障】。

线程安全的实现方法
（1）数据不可变。一切不可变的对象一定是线程安全的。对象的方法的实现方法的调用者，不需要再 进行任何的线程安全的保障措施。比如final关键字修饰的基本数据类型，字符串。
只要一个不可变的对象被正确的创建出来，那外部的可见状态永远都不会改变。
（2）互斥同步。加锁。【悲观锁】
（3）非阻塞同步。【无锁编程】，自旋。我们会用cas来实现这种非阻塞同步。
（4）无同步方案。多个线程需要共享数据，但是这些数据又可以在单独的线程中计算，得出结果
我们可以把共享数据的可见范围限制在一个线程之内，这样就无需同步。把共享的数据拿过来，
我用我的，你用你的，从而保证线程安全。ThreadLocal