java学习之多线程

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运行在于main方法中，该线程称之为主线程。

扩展：起始更细节说明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，自定义一个线程呢？
　　通过对api的查找，java已经提供了对线程这类事务的描述，Thread类。

创建线程的第一种方式：继承Thread类。
　　步骤：
　　1.定义类继承Thread
　　2.复写Thread类中的run方法
　　目的：将自定义的代码存储在run方法，让线程运行。
　　3.调用线程的start方法，（注：不要直接调用run方法，因为仅仅是对象调用方法，而线程创建了并没有运行）
　　　　该方法有两个作用：启动线程，调用run方法。

创建线程的第二种方式：实现Runnable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：线程代码存在接口的子类的run方法中。

发现运行结果每一次都不同：
　　因为多个线程都获取cpu的执行权。cpu执行到谁，谁就运行。明确一点，在某一个时刻，只能有一个程序在运行。（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看作在互相抢夺cup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。

为什么要覆盖run方法呢？
　　Thread类用于描述线程。
　　该类就定义了一个功能，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，用于存储线程要运行的代码。

线程5种运行状态：
wait等待；notify唤醒；sleep睡眠；stop消亡
运行：具有运行资格且有执行资格；临时：具有运行资格没有执行资格；冻结：没有执行资格

 

原来线程都有自己默认的名称，Thread-编号，该编号从0开始。

static Thread currentThread（）：获取当前线程对象
getName（）：获取线程名称
设置线程名称：setName或者构造函数（当作参数传递进去）。

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this锁：
在卖票代码中，发现打印出0，-1，-2等错误，代表多线程的运行出现了安全问题。
问题的原因：
　　当多条语句在操作用一个线程共享数据时，一个线程对多条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，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，只能让一个线程都执行完，在执行过程中，其他线程不可以参与执行。

java对多线程的安全问题提供了专业的解决方式：
　　1.同步代码块。
　　synchronized（对象）{
　　　　需要被同步的代码
　　}
　　2.同步函数。
　　　　直接在函数上用synchronized作为修饰符来修饰该函数。
　　　　　　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。

　　通过该程序进行验证，使用两个线程来买票，一个线程在同步代码块中，一个线程在同步函数中，都在执行卖票动作。

　　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执行权，也进不去，因为没有获取锁。

　　同步代码块和函数都是对代码的封装，区别在于同步代码块的锁机制，如果函数也能同步则没有同步代码块什么事了。因此有了同步函数。

 

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

　　所以，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。

火车上的卫生间---经典例子。

同步的前提：
　　1.必须要有两个或者两个以上的线程对同一资源进行操作
　　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：多个线程需要判断锁，较为消耗资源
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需求：
银行有一个金库，有两个储户分别存300元，每次存100，有3次。
目的：
该程序是否有安全问题，如果有，如何解决？

如何找问题：
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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单例设计模式
1.饿汉式
public class Single{
　　private Single(){}
　　private static final Single s = new Single();
　　public static Single getInstance(){
　　　　return s;
　　}
}

2.懒汉式（该类所在的字节码对象），好处在延迟加载
public class Single{
　　private Single(){}
　　private static Single s = null;
　　public static Single getInstance(){
　　　　if(s==null){
　　　　　　synchronized(Single.class){//锁是该类所在的字节码文件对象
　　　　　　　　if(s==null){
　　　　　　　　　　s = new Single();
　　　　　　　　　}
　　　　　　}
　　　　}
　　return s;
　　}
}
懒汉式在多线程的模式下可能会出现安全问题，所以加同步块来封装可能出问题的代码，为了提高效率而用同步块而不是同步函数，为了提高效率使用双重判断的形式，在同步代码块中的锁是该类所在的字节码文件对象。

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死锁：
同步中嵌套同步，而各自的锁却不同

示例代码：

class MyLock{
    public static Object locka = new Object();
    public static Object lockb = new Object();
}
public class Test implements Runnable{
    private boolean flag;

    public Test (boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }

    @Override
    public void run() {
        if (flag) {
            synchronized (MyLock.locka){
                synchronized (MyLock.lockb){
                    
                }
            }
        }else {
            synchronized (MyLock.lockb){
                synchronized (MyLock.locka){

                }
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args){
        Thread t1 = new Thread(new Test (true));
        Thread t2 = new Thread(new Test (false));
        t1.start();
        t2.start();
    }
}