Java基础系列（9）多线程

基础概念：程序、进程、线程

程序 program

是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一段静态的代码，静态对象

进程 process

是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是一个动态的过程：有它自身的产生、存在和消亡的过程——生命周期

程序是静态的，进程是动态的
进程作为资源分配的单位，系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域

线程 thread

进程可进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路径。

若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的
线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器（pc），线程切换的开销小
一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间，它们从同一堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资源可能就会带来安全的隐患

一个java应用程序 java.exe，其实至少有三个线程：main()主线程，gc() 垃圾回收线程，异常处理线程

并发与并行

并行：多个cpu同时执行多个任务。比如：多个人同时做不同的事
并发：一个CPU（采用时间片）同时执行多个任务。比如：秒杀、多个人做同一件事

线程的创建和使用

java语言的jvm允许程序运行多个线程，它通过 java.lang.Thread类来体现

Thread类的特性：

每个线程都是通过某个特定Thread对象的run()方法来完成操作的，经常把run()方法的主体称为线程体
通过该Thread对象的start()方法来启动这个线程，而非直接调用run()

创建多线程的方式一：继承于Thread

创建一个继承于Thread类的子类
重写Thread类的run() --> 将此线程执行的操作声明在run()中
创建Thread类的子类的对象
通过此对象调用start()

例子：遍历100以内的所有的偶数

package thread;

//1. 创建一个继承于Thread类的子类
class MyThread extends Thread {
    //2. 重写Thread类的run()
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
//        3. 创建Thread类的子类的对象
        MyThread t1 = new MyThread();

//        4. 通过此对象调用start():①启动当前线程 ②调用当前线程的run()
        t1.start();
//        问题一：我们不能通过直接调用run()的方式启动线程。（不会报错，但是直接运行，没有多线程）
//        t1.run();
//        问题二：再启动一个线程，遍历100以内的偶数。不可以还让已经start()的线程去执行。会报IllegalThreadStateException
//        t1.start();
//        我们需要重新创建一个线程的对象
        MyThread t2 = new MyThread();
        t2.start();
        //如下操作仍然是在main线程中执行的
        System.out.println("main主线程代码");

    }
}

练习：创建两个分线程，其中一个线程遍历100以内的偶数，另一个线程遍历100以内的奇数

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread1 m1 = new MyThread1();
        MyThread1 m2 = new MyThread1();
        
        m1.start();
        m2.start();

    }
}

class MyThread1 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}

class MyThread2 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 != 0) {
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}

创建Thread类的匿名子类的方式

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    if (i % 2 == 0) {
                        System.out.println(i);
                    }
                }
            }
        }.start();

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    if (i % 2 != 0) {
                        System.out.println(i);
                    }
                }
            }
        }.start();

    }
}

线程的常用方法

start()：启动线程，并执行对象的run()方法

run()：通常需要重写Thread类中的此方法，将创建的线程要执行的操作声明在此方法中

currentThread()：静态方法，返回当前线程。在Thread子类中就是this，通常用于主线程和Runnable实现类

getName：返回线程的名称

setName(String name)：设置该线程名称

yield()：释放当前cpu的执行权

暂停当前正在执行的线程，把执行机会让给优先级相同或更高的线程
若队列中没有同优先级的线程，忽略此方法

join()：在线程a中调用线程b的join()，此时线程a就进入阻塞状态，直到线程b完全执行完以后，线程a才结束阻塞状态

低优先级的线程也可以获得执行

sleep(long millis)：静态方法，让当前线程”睡眠“指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒时间内，当前线程是阻塞状态

令当前活动线程在指定时间段内放弃对CPU控制，使其他线程有机会被执行，时间到后重排队
抛出InterruptedException异常

stop()：强制线程生命期结束，不推荐使用

isAlive()：返回boolean，判断线程是否还活着

class HelloThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
}
public class ThreadMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HelloThread h1 = new HelloThread();
        h1.setName("重命名Thread一");
        h1.start();

        Thread.currentThread().setName("重命名主线程");
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
}

通过带参构造器重命名创建的线程

class HelloThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }

    public HelloThread(String name) {
        super(name);
    }
}
public class ThreadMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HelloThread h1 = new HelloThread("重命名Thread一");
        h1.start();

    }
}

yeild

class HelloThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

            if (i % 20 == 0) {
//                yield();
                Thread.yield();
            }
        }
    }

    public HelloThread(String name) {
        super(name);
    }
}
public class ThreadMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HelloThread h1 = new HelloThread("重命名Thread一");
        h1.start();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
}

join

class HelloThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

        }
    }

    public HelloThread(String name) {
        super(name);
    }
}
public class ThreadMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HelloThread h1 = new HelloThread("重命名Thread一");
        h1.start();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

            if (i == 20){
                try {
                    h1.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

sleep

class HelloThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){

//                这里只能try处理，不能在run里面throws，因为继承自Thread。不能抛出超过Thread的异常
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

        }
    }

    public HelloThread(String name) {
        super(name);
    }
}
public class ThreadMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HelloThread h1 = new HelloThread("重命名Thread一");
        h1.start();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

            if (i == 20){
                try {
                    h1.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

isAlive

class HelloThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){

//                这里只能try处理，不能在run里面throws，因为继承自Thread。不能抛出超过Thread的异常
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

        }
    }

    public HelloThread(String name) {
        super(name);
    }
}
public class ThreadMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HelloThread h1 = new HelloThread("重命名Thread一");
        h1.start();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

            if (i == 20){
                try {
                    h1.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        System.out.println(h1.isAlive());
    }
}

线程的优先级

Java的调度方法：

同优先级线程组成先进先出队列（先到先服务），使用时间片策略
对高优先级，使用优先调度的抢占式策略

线程的优先级等级：

MAX_PRIORITY:10
MIN_PRIORITY:1
NORM_PRIORITY:5 （默认）

涉及的方法：

getPriority()：返回线程优先级
setPriority(int newPriority)：改变线程的优先级

说明

线程创建时继承父线程的优先级
低优先级只是获得调度的概率低，并非一定是在高优先级线程之后才被调用

package thread;

class HelloThread extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){

                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + Thread.currentThread().getPriority() +":" + i);
//                System.out.println(getName() + getPriority() +":" + i);   也可以省略写
            }

        }
    }

    public HelloThread(String name) {
        super(name);
    }
}
public class ThreadMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HelloThread h1 = new HelloThread("重命名Thread一");
        //设置分线程的优先级
        h1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
//        h1.setPriority(10);  也可以

        h1.start();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                //不可以省略写
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + Thread.currentThread().getPriority() + ":" + i);
            }

            if (i == 20){
                try {
                    h1.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        System.out.println(h1.isAlive());
    }
}

创建多线程的方式二：实现Runnable接口

创建一个实现了Runnable接口的类
实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()
创建实现类的对象
将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象
通过Thread类的对象调用start():①启动线程 ②调用当前线程的run() -->调用了Runnable类型的target()的run()

//1. 创建一个实现了Runnable接口的类
class MThread implements Runnable {
    //2. 实现类去实现Runnable中的抽象方法：run()
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}

public class ThreadMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        3. 创建实现类的对象
        MThread mThread = new MThread();
//        4. 将此对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread类的对象
        Thread t1 = new Thread(mThread);
//        5. 通过Thread类的对象调用start():①启动线程 ②调用当前线程的run()
        t1.start();
    }
}

比较创建线程的两种方式

开发中：优先选择，实现Runnable接口的方式

原因：

实现的方式没有类的单继承性的局限性
实现的方式更适合来处理多个线程有共享数据的情况

联系：public calss Thread implements Runnable

相同点：两种方式都需要重写run()，将线程要执行的逻辑声明在run()中

线程的生命周期

要想实现多线程，必须在主线程中创建新的线程对象。java语言使用Thread类及其子类的对象来表示线程，在它的一个完整的生命周期中通常要经历如下的五种状态：

新建：当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新建状态
就绪：处于新建状态的线程被start()后，将进入线程队列等待CPU时间片，此时它已具备了运行的条件，只是没分配到CPU资源
运行：当就绪的线程被调度并获得CPU资源时，便进入运行状态，run()方法定义了线程的操作和功能
阻塞：在某种特殊情况下，被人为挂起或执行输入输出操作时，让出CPU并临时中止自己的执行，进入阻塞状态
死亡：线程完成了它的全部工作或线程被提前强制性地中止或出现异常导致结束

线程的同步

解决线程安全问题的方式一：同步代码块

synchronized(同步监视器){
    //需要被同步的代码
}

说明：

操作共享数据的代码，即为需要被同步的代码
共享数据：多个线程共同操作的变量。
同步监视器：俗称，锁。任何一个类的对象，都可以充当锁。

要求：多个线程必须要共用同一把锁

同步代码块处理实现Runnable的线程安全问题

package threadtest;

class Window1 implements Runnable{
    private int ticket = 100;
    Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while(true){
//            Object obj = new Object();  不能在这里创建，不是同一把锁
            synchronized (obj){
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为" + ticket);

                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }

            }
        }
    }
}

public class WindowTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Window1 w = new Window1();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

同步代码块处理继承Thread类的线程安全问题

注意要static 创建obj


class Window2 extends Thread {
    private static int ticket = 100;
    private static Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            synchronized (obj) {
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为" + ticket);

                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}


public class WindowTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Window2 t1 = new Window2();
        Window2 t2 = new Window2();
        Window2 t3 = new Window2();


        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

}

补充（this，类.class）

在实现Runnable接口创建多线程的方式中，我们可以考虑使用this充当同步监视器。(只创建了一个对象)

package threadtest;

class Window1 implements Runnable{
    private int ticket = 100;


    @Override
    public void run() {
        while(true){

            synchronized (this){
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为" + ticket);

                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }

            }
        }
    }
}

public class WindowTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Window1 w = new Window1();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

在继承Thread类创建多线程的方式中，慎用this充当同步监视器，考虑使用当前类充当同步监视器

class Window2 extends Thread {
    private static int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            synchronized (Window2.class) {
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为" + ticket);

                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
    }
}


public class WindowTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Window2 t1 = new Window2();
        Window2 t2 = new Window2();
        Window2 t3 = new Window2();


        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

}

解决线程安全问题的方式二：同步方法

如果操作共享数据的代码完整的声明在一个方法中，我们不妨将此方法声明同步的.

同步方法处理实现Runnable的线程安全问题

class Window3 implements Runnable {
    private int ticket = 100;


    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            show();
        }
    }

    private synchronized void show() { //同步监视器：this
        if (ticket > 0) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为" + ticket);

            ticket--;
        }
    }


}

public class WindowTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        Window3 w = new Window3();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

同步方法处理继承Thread类的方式中的线程安全问题

class Window4 extends Thread {
    private static int ticket = 100;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            show();

        }

    }

//    private synchronized void show() {  //同步监视器：t1,t2,t3，所以是不行的
    private static synchronized void show() { //同步监视器：Window4.class
        if (ticket > 0) {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为" + ticket);

            ticket--;
        }
    }
}



public class WindowTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        Window4 t1 = new Window4();
        Window4 t2 = new Window4();
        Window4 t3 = new Window4();


        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

}

关于同步方法的总结

同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明
非静态的同步方法，同步监视器是：this
静态的同步方法，同步监视器是：当前类本身

死锁

死锁的理解：不同的线程分别占用对方需要的同步资源不放弃，都在等待对方放弃自己需要的同步资源，就形成了线程的死锁

说明：

出现死锁后，不会出现异常，不会出现提示，只是所有的线程都处于阻塞状态，无法继续
我们使用同步时，要避免出现死锁

演示线程的死锁问题

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {

        StringBuffer s1 = new StringBuffer();
        StringBuffer s2 = new StringBuffer();

        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                synchronized (s1){
                    s1.append("a");
                    s2.append("1");

                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    synchronized (s2){
                        s1.append("b");
                        s2.append("2");

                        System.out.println(s1);
                        System.out.println(s2);
                    }
                }
            }
        }.start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (s2){
                    s1.append("c");
                    s2.append("3");

                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized (s1){
                        s1.append("d");
                        s2.append("4");

                        System.out.println(s1);
                        System.out.println(s2);
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}

解决线程安全问题的方式三：Lock锁 - JDK5.0新增

Lock 是显式锁（手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁），synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放
Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性（提供更多的子类）

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

class Window1 implements Runnable {
    private int ticket = 100;
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                // 2.调用锁定方法lock()
                lock.lock();
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":卖票，票号为" + ticket);

                    ticket--;
                } else {
                    break;
                }
            }finally {
//                3.调用解锁方法
                lock.unlock();
            }

        }
    }
}

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        Window1 w = new Window1();

        Thread t1 = new Thread(w);
        Thread t2 = new Thread(w);
        Thread t3 = new Thread(w);

        t1.setName("窗口1");
        t2.setName("窗口2");
        t3.setName("窗口3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

面试题：synchronized 与 Lock 的异同？

相同：二者都可以解决线程安全问题

不同：synchronized 机制在执行完相应的同步代码以后，自动的释放同步监视器。Lock需要手动的启动同步（Lock()），同时结束同步也需要手动的实现（unlock()）

优先使用顺序：

Lock
同步代码块（已经进入了方法体，分配了相应资源）
同步方法（在方法体之外）

练习题：银行有一个账户，有两个储户分别向同一个账户存3000元，每次存1000，存3次，每次存完打印余额

class Account{
    private double balance;
    public Account(double balance){
        this.balance = balance;
    }

    //存钱
    public synchronized void deposit(double amt){ //这里可以用this，因为Account对象是同一个
        if (amt > 0){
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            balance += amt;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "存钱成功，余额为：" + balance);

        }
    }
}


class Customer extends Thread{
    private Account acct;

    public Customer(Account acct){
        this.acct = acct;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            acct.deposit(1000);
        }
    }
}

public class AccountTest {
    public static void main(String[] args) {
        Account acct = new Account(0);
        Customer c1 = new Customer(acct);
        Customer c2 = new Customer(acct);

        c1.setName("甲");
        c2.setName("乙");

        c1.start();
        c2.start();
    }
}

线程的通信

wait()：一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器
notify()：一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个
notifyAll()：一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程

说明：

wait() 、notify()、notifyAll() 三个方法必须使用在同步代码块或者同步方法中。（Lock不行）
wait() 、notify()、notifyAll() 三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。否则，会出现IllegalMonitorStateException异常
wait() 、notify()、notifyAll() 三个方法是定义在java.lang.Object类中

class Number implements Runnable{
    private int number = 1;
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized (this){
//                this.notify();
                notify();
                if (number < 100){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + number);
                    number++;

                    try {
//                        this.wait();
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }else {
                    break;
                }
            }

        }
    }
}

public class CommunicationTest {
    public static void main(String[] args) {
        Number number = new Number();
        Thread t1 = new Thread(number);
        Thread t2 = new Thread(number);

        t1.setName("线程1");
        t2.setName("线程2");

        t1.start();
        t2.start();

    }
}

面试题：sleep() 和 wait() 的异同？

相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态

不同点：

两个方法声明的位置不同：Thread 类中声明sleep()，Object类中声明wait()
调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。wait() 必须使用在同步代码块或同步方法中
关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep() 不会释放锁，wait() 会释放锁

生产者消费则模型：等着捞笔记

JDK5.0新增线程创建方式

解决线程安全问题的方式三：实现Callable接口

与使用Runnable相比，Callable功能更强大

相比run()方法，可以有返回值
方法可以抛出异常
支持泛型的返回值
需要借助FutureTask类，比如获取返回结果

Future接口

可以对具体Runnable、Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果等
FutrueTask是Futrue接口的唯一实现类
FutrueTask 同时实现了Runnable、Future接口。它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值

package deadlock;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

//1. 创建一个实现Callable的实现类
class NumThread implements Callable {
    //    2. 实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                System.out.println(i);
                sum += i;
            }

        }
        return sum;
    }
}

public class ThreadNew {
    public static void main(String[] args) {
//        3. 创建Callable接口实现类的对象
        NumThread numThread = new NumThread();
//        4. 将此Callable接口实现类的对象作为传递到FutureTask构造器中，创建FutureTask的对象
        FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
//        5. 将FutureTask的对象作为参数传递到Thread类的构造器中，创建Thread对象，并调用start()
        new Thread(futureTask).start();


//            6. 获取Callable中call方法的返回值
        //get() 返回值即为FutureTask构造器参数Callable实现类重写的call() 的返回值
        Object sum = null;
        try {
            sum = futureTask.get();
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        } catch (ExecutionException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("总和为：" + sum);

        }
    }
}

解决线程安全问题的方式四：使用线程池

背景：经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大

思路：提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。

好处：

提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
便于线程管理
1. corePoolSize：核心池的大小
2. maximumPoolSize：最大线程数
3. keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

ExecutorService

真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor

execute：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
submit：执行任务，有返回值，一般用来执行Callable
shutdown：关闭连接池

Executors

工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池

Executors.newFixedThreadPool(n)：创建一个可重用固定线程数的线程池
Executors.newSingleThreadExecutor：创建一个只有一个线程的线程池
Executors.newCachedThreadPool：创建一个可根据需要创建新线程的线程池
Executors.newScheduledThreadPool：创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行

线程池种类

newFixedThreadPool（固定大小的线程池）
newSingleThreadExecutor（单线程线程池）
newCachedThreadPool（可缓存线程的线程池）用于并发执行大量短期的小任务。
newScheduledThreadPool：用于需要多个后台线程执行周期任务，同时需要限制线程数量的场景。

线程池参数

corePoolSize: 线程池中的常驻核心线程数，即使空闲也不归还。
maximumPoolSize: 线程池能够容纳同时执行的最大线程数，空闲了会归还给操作系统。
keepAliveTime: 多余的空闲线程存活时间。
unit: keepAliveTime的单位。
workQueue: 任务队列，被提交但尚未被执行的任务，一般使用阻塞队列。
threadFactory: 表示生成线程池中工作线程的线程工厂，用于创建线程，一般默认即可。
handler: 拒绝策略，表示当队列满了并且工作线程大于等于线程的最大线程数时如何来拒绝请求执行的runnable策略。

线程池底层工作原理

在创建了线程池后，等待提交过来的任务请求
当调用execute()方法添加一个请求任务时，线程池会做如下判断
- 如果正在运行的线程数量小于corePoolSize，那么马上创建线程运行任务
- 如果正在运行的线程大于等于corePoolSize，那么将这个任务放入队列
- 如果这时队列满了且正在运行的线程数量小于maximumPoolSize，那么要创建非核心线程立刻运行这个任务
- 如果队列满了且正在运行的线程数大于等于maximumPoolSize，那么线程池会启动拒绝策略
当一个线程完成任务时，他会从队列中取下一个任务来执行
当一个线程无事可做超过keepAliveTime时，线程会判断：
- 如果当线程数大于corePoolSize，那么这个线程就被停掉
- 线程池的所有任务完成后最终会收缩到corePoreSize

拒绝策略

定义：等待队列和max线程数都满了，那么就需要启用拒绝策略处理这个问题。

AbortPolicy(默认)：直接抛出RejectedExecutionException异常
CallerRunsPolicy：既不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是把某些任务回退给调用者
DiscardOldestPolicy：抛弃队列中等待最久的任务，然后把当前任务加入队列中尝试再次提交当前任务
DiscardPolicy：直接丢弃任务，不予任何处理也不抛出异常
自定义Policy：实现 RejectedExecutionHandler 接口

package deadlock;


import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;

class NumberThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            if (i % 2 == 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

        }
    }
}


class NumberThread1 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
            if (i % 2 != 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + i);
            }

        }
    }
}


class NumThread2 implements Callable {
    //    2. 实现call方法，将此线程需要执行的操作声明在call()中
    @Override
    public Object call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                System.out.println(i);
                sum += i;
            }

        }
        return sum;
    }
}

public class ThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
//        1. 提供指定线程数量的线程池。这里返回的是 ExecutorService 接口的实现类
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;
//        设置线程池的属性
        service1.setCorePoolSize(15);

//        2. 执行指定的线程的操作，需要提供实现Runnable接口或Callable接口实现类的对象
        service.execute(new NumberThread()); //适合适用于Runnable
        service.execute(new NumberThread1()); //适合适用于Runnable
        service.submit(new NumThread2());    //适合适用于Callable

//        3. 关闭连接池
        service.shutdown();
    }
}

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 2020-2021学期20202401金丁《网络空间安全专业导论》第十三周自学总结
原文地址：https://www.cnblogs.com/dongye95/p/15755415.html

Java基础系列（9） 多线程