多线程

* 进程：
* 正在运行的程序，是系统进行资源分配和调用的独立单位。
* 每一个进程都有它自己的内存空间和系统资源。
* 线程：
* 是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径
* 一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序。
* 一个进程如果有多条执行路径，则称为多线程程序。

*
* 大家注意两个词汇的区别：并行和并发。
* 前者是逻辑上同时发生，指在某一个时间内同时运行多个程序。
* 后者是物理上同时发生，指在某一个时间点同时运行多个程序。
*
* Java程序的运行原理：
* 由java命令启动JVM，JVM启动就相当于启动了一个进程。
* 接着有该进程创建了一个主线程去调用main方法。
*
* 思考题：
* jvm虚拟机的启动是单线程的还是多线程的?
* 多线程的。
* 原因是垃圾回收线程也要先启动，否则很容易会出现内存溢出。
* 现在的垃圾回收线程加上前面的主线程，最低启动了两个线程，所以，jvm的启动其实是多线程的。

* 方式1：继承Thread类。
* 步骤
* A:自定义类MyThread继承Thread类。
* B:MyThread类里面重写run()?
* 为什么是run()方法呢?
* C:创建对象
* D:启动线程

/*
 * 该类要重写run()方法,为什么呢?
 * 不是类中的所有代码都需要被线程执行的。
 * 而这个时候，为了区分哪些代码能够被线程执行，java提供了Thread类中的run()用来包含那些被线程执行的代码。
 */
public class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        // 自己写代码
        // System.out.println("好好学习，天天向上");
        // 一般来说，被线程执行的代码肯定是比较耗时的。所以我们用循环改进
        for (int x = 0; x < 200; x++) {
            System.out.println(x);
        }
    }
}

// 调用run()方法为什么是单线程的呢?
// 因为run()方法直接调用其实就相当于普通的方法调用,所以你看到的是单线程的效果
// 要想看到多线程的效果，就必须说说另一个方法：start()
// 面试题：run()和start()的区别?
// run():仅仅是封装被线程执行的代码，直接调用是普通方法
// start():首先启动了线程，然后再由jvm去调用该线程的run()方法。

// MyThread my = new MyThread();
// my.start();
// // IllegalThreadStateException:非法的线程状态异常
// // 为什么呢?因为这个相当于是my线程被调用了两次。而不是两个线程启动。
// my.start();

        // 创建两个线程对象
        MyThread my1 = new MyThread();
        MyThread my2 = new MyThread();

        my1.start();
        my2.start();

* 如何获取线程对象的名称呢?
* public final String getName():获取线程的名称。
* 如何设置线程对象的名称呢?
* public final void setName(String name):设置线程的名称
*
* 针对不是Thread类的子类中如何获取线程对象名称呢?
* public static Thread currentThread():返回当前正在执行的线程对象
* Thread.currentThread().getName()

方法一:

        // 创建线程对象
        //无参构造+setXxx()
         MyThread my1 = new MyThread();
         MyThread my2 = new MyThread();
        // //调用方法设置名称
         my1.setName("林青霞");
         my2.setName("刘意");
         my1.start();
         my2.start();

方法二:

        //带参构造方法给线程起名字
         MyThread my1 = new MyThread("林青霞");
         MyThread my2 = new MyThread("刘意");
         my1.start();
         my2.start();
        
        //我要获取main方法所在的线程对象的名称，该怎么办呢?
        //遇到这种情况,Thread类提供了一个很好玩的方法:
        //public static Thread currentThread():返回当前正在执行的线程对象
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());

public class MyThread extends Thread {

    public MyThread() {
    }
    
    public MyThread(String name){
        super(name);
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int x = 0; x < 100; x++) {
            System.out.println(getName() + ":" + x);
        }
    }
}

* 我们的线程没有设置优先级,肯定有默认优先级。
* 那么，默认优先级是多少呢?
* 如何获取线程对象的优先级?
* public final int getPriority():返回线程对象的优先级
* 如何设置线程对象的优先级呢?
* public final void setPriority(int newPriority)：更改线程的优先级。
*
* 注意：
* 线程默认优先级是5。
* 线程优先级的范围是：1-10。
* 线程优先级高仅仅表示线程获取的 CPU时间片的几率高，但是要在次数比较多，或者多次运行的时候才能看到比较好的效果。
*
* IllegalArgumentException:非法参数异常。
* 抛出的异常表明向方法传递了一个不合法或不正确的参数。

        ThreadPriority tp1 = new ThreadPriority();
        ThreadPriority tp2 = new ThreadPriority();
        ThreadPriority tp3 = new ThreadPriority();

        tp1.setName("东方不败");
        tp2.setName("岳不群");
        tp3.setName("林平之");

        // 获取默认优先级
        // System.out.println(tp1.getPriority());
        // System.out.println(tp2.getPriority());
        // System.out.println(tp3.getPriority());

        // 设置线程优先级
        // tp1.setPriority(100000);
        
        //设置正确的线程优先级
        tp1.setPriority(10);
        tp2.setPriority(1);

        tp1.start();
        tp2.start();
        tp3.start();

* 线程休眠
* public static void sleep(long millis)

 * public final void join():等待该线程终止。 

等线程tj1执行完毕才执行其他线程

        ThreadJoin tj1 = new ThreadJoin();
        ThreadJoin tj2 = new ThreadJoin();
        ThreadJoin tj3 = new ThreadJoin();

        tj1.setName("李渊");
        tj2.setName("李世民");
        tj3.setName("李元霸");

        tj1.start();
        try {
            tj1.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        tj2.start();
        tj3.start();

* public static void yield():暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。
* 让多个线程的执行更和谐，但是不能靠它保证一人一次。

* public final void setDaemon(boolean on):将该线程标记为守护线程或用户线程。
* 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。

    public static void main(String[] args) {
        ThreadDaemon td1 = new ThreadDaemon();
        ThreadDaemon td2 = new ThreadDaemon();

        td1.setName("关羽");
        td2.setName("张飞");

        // 设置收获线程
        td1.setDaemon(true);
        td2.setDaemon(true);

        td1.start();
        td2.start();

        Thread.currentThread().setName("刘备");
        for (int x = 0; x < 5; x++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);
        }
    }

* public final void stop():让线程停止，过时了，但是还可以使用。
* public void interrupt():中断线程。 把线程的状态终止，并抛出一个InterruptedException。

线程的生命周期:

* 方式2：实现Runnable接口
* 步骤：
* A:自定义类MyRunnable实现Runnable接口
* B:重写run()方法
* C:创建MyRunnable类的对象
* D:创建Thread类的对象，并把C步骤的对象作为构造参数传递

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for (int x = 0; x < 100; x++) {
            // 由于实现接口的方式就不能直接使用Thread类的方法了,但是可以间接的使用
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);
        }
    }

}

    public static void main(String[] args) {
        // 创建MyRunnable类的对象
        MyRunnable my = new MyRunnable();

        // 创建Thread类的对象，并把C步骤的对象作为构造参数传递
        // Thread(Runnable target)
        // Thread t1 = new Thread(my);
        // Thread t2 = new Thread(my);
        // t1.setName("林青霞");
        // t2.setName("刘意");

        // Thread(Runnable target, String name)
        Thread t1 = new Thread(my, "林青霞");
        Thread t2 = new Thread(my, "刘意");

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

多线程两种方式的图解比较和区别:

* 实现Runnable接口的方式实现
*
* 通过加入延迟后，就产生了连个问题：
* A:相同的票卖了多次
* CPU的一次操作必须是原子性的
* B:出现了负数票
* 随机性和延迟导致的

* 思想：
* 把多条语句操作共享数据的代码给包成一个整体，让某个线程在执行的时候，别人不能来执行。
* 问题是我们不知道怎么包啊?其实我也不知道，但是Java给我们提供了：同步机制。
*
* 同步代码块：
* synchronized(对象){
* 需要同步的代码;
* }
*
* A:对象是什么呢?
* 我们可以随便创建一个对象试试。
* B:需要同步的代码是哪些呢?
* 把多条语句操作共享数据的代码的部分给包起来
*
* 注意：
* 同步可以解决安全问题的根本原因就在那个对象上。该对象如同锁的功能。
* 多个线程必须是同一把锁。

    // 定义100张票
    private int tickets = 100;

    // 定义同一把锁
    private Object obj = new Object();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            // t1,t2,t3都能走到这里
            // 假设t1抢到CPU的执行权，t1就要进来
            // 假设t2抢到CPU的执行权，t2就要进来,发现门是关着的，进不去。所以就等着。
            // 门(开,关)
            synchronized (obj) { // 发现这里的代码将来是会被锁上的，所以t1进来后，就锁了。(关)
                if (tickets > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100); // t1就睡眠了
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                            + "正在出售第" + (tickets--) + "张票 ");
                    //窗口1正在出售第100张票
                }
            } //t1就出来可，然后就开门。(开)
        }
    }

* 同步的特点：
* 前提：
* 多个线程
* 解决问题的时候要注意：
* 多个线程使用的是同一个锁对象
* 同步的好处
* 同步的出现解决了多线程的安全问题。
* 同步的弊端
* 当线程相当多时，因为每个线程都会去判断同步上的锁，这是很耗费资源的，无形中会降低程序的运行效率。

* A:同步代码块的锁对象是谁呢?
* 任意对象。
*
* B:同步方法的格式及锁对象问题?
* 把同步关键字加在方法上。
*
* 同步方法是谁呢?
* this
*
* C:静态方法及锁对象问题?
* 静态方法的锁对象是谁呢?
* 类的字节码文件对象。

        // 线程安全的类
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        Vector<String> v = new Vector<String>();
        Hashtable<String, String> h = new Hashtable<String, String>();

        // Vector是线程安全的时候才去考虑使用的，但是我还说过即使要安全，我也不用你
        // 那么到底用谁呢?
        // public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list)
        List<String> list1 = new ArrayList<String>();// 线程不安全
        List<String> list2 = Collections
                .synchronizedList(new ArrayList<String>()); // 线程安全

* 虽然我们可以理解同步代码块和同步方法的锁对象问题，但是我们并没有直接看到在哪里加上了锁，在哪里释放了锁，
* 为了更清晰的表达如何加锁和释放锁,JDK5以后提供了一个新的锁对象Lock。
*
* Lock：
* void lock()： 获取锁。
* void unlock():释放锁。
* ReentrantLock是Lock的实现类.

public class SellTicket implements Runnable {

    // 定义票
    private int tickets = 100;

    // 定义锁对象
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                // 加锁
                lock.lock();
                if (tickets > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                            + "正在出售第" + (tickets--) + "张票");
                }
            } finally {
                // 释放锁
                lock.unlock();
            }
        }
    }

}

死锁:

public class DieLock extends Thread {

    private boolean flag;

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

    @Override
    public void run() {
        if (flag) {
            synchronized (MyLock.objA) {
                System.out.println("if objA");
                synchronized (MyLock.objB) {
                    System.out.println("if objB");
                }
            }
        } else {
            synchronized (MyLock.objB) {
                System.out.println("else objB");
                synchronized (MyLock.objA) {
                    System.out.println("else objA");
                }
            }
        }
    }
}

* 分析：
* 资源类：Student
* 设置学生数据:SetThread(生产者)
* 获取学生数据：GetThread(消费者)
* 测试类:StudentDemo
*
* 问题1：按照思路写代码，发现数据每次都是:null---0
* 原因：我们在每个线程中都创建了新的资源,而我们要求的时候设置和获取线程的资源应该是同一个
* 如何实现呢?
* 在外界把这个数据创建出来，通过构造方法传递给其他的类。
*
* 问题2：为了数据的效果好一些，我加入了循环和判断，给出不同的值,这个时候产生了新的问题
* A:同一个数据出现多次
* B:姓名和年龄不匹配
* 原因：
* A:同一个数据出现多次
* CPU的一点点时间片的执行权，就足够你执行很多次。
* B:姓名和年龄不匹配
* 线程运行的随机性
* 线程安全问题：
* A:是否是多线程环境 是
* B:是否有共享数据 是
* C:是否有多条语句操作共享数据 是
* 解决方案：
* 加锁。
* 注意：
* A:不同种类的线程都要加锁。
* B:不同种类的线程加的锁必须是同一把。
*
* 问题3:虽然数据安全了，但是呢，一次一大片不好看，我就想依次的一次一个输出。
* 如何实现呢?
* 通过Java提供的等待唤醒机制解决。
*
* 等待唤醒：
* Object类中提供了三个方法：
* wait():等待
* notify():唤醒单个线程
* notifyAll():唤醒所有线程
* 为什么这些方法不定义在Thread类中呢?
* 这些方法的调用必须通过锁对象调用，而我们刚才使用的锁对象是任意锁对象。
* 所以，这些方法必须定义在Object类中。

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    private boolean flag; // 默认情况是没有数据，如果是true，说明有数据

    public synchronized void set(String name, int age) {
        // 如果有数据，就等待
        if (this.flag) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        // 设置数据
        this.name = name;
        this.age = age;

        // 修改标记
        this.flag = true;
        this.notify();
    }

    public synchronized void get() {
        // 如果没有数据，就等待
        if (!this.flag) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        // 获取数据
        System.out.println(this.name + "---" + this.age);

        // 修改标记
        this.flag = false;
        this.notify();
    }
}

public class GetThread implements Runnable {
    private Student s;

    public GetThread(Student s) {
        this.s = s;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            s.get();
        }
    }
}

public class SetThread implements Runnable {

    private Student s;
    private int x = 0;

    public SetThread(Student s) {
        this.s = s;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (x % 2 == 0) {
                s.set("林青霞", 27);
            } else {
                s.set("刘意", 30);
            }
            x++;
        }
    }
}

public class StudentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建资源
        Student s = new Student();
        
        //设置和获取的类
        SetThread st = new SetThread(s);
        GetThread gt = new GetThread(s);

        //线程类
        Thread t1 = new Thread(st);
        Thread t2 = new Thread(gt);

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

线程的状态转换图及常见执行情况:

* 线程组： 把多个线程组合到一起。
* 它可以对一批线程进行分类管理，Java允许程序直接对线程组进行控制。

        MyRunnable my = new MyRunnable();
        Thread t1 = new Thread(my, "林青霞");
        Thread t2 = new Thread(my, "刘意");
        // 我不知道他们属于那个线程组,我想知道，怎么办
        // 线程类里面的方法：public final ThreadGroup getThreadGroup()
        ThreadGroup tg1 = t1.getThreadGroup();
        ThreadGroup tg2 = t2.getThreadGroup();
        // 线程组里面的方法：public final String getName()
        String name1 = tg1.getName();
        String name2 = tg2.getName();
        System.out.println(name1);
        System.out.println(name2);
        // 通过结果我们知道了：线程默认情况下属于main线程组
        // 通过下面的测试，你应该能够看到，默任情况下，所有的线程都属于同一个组
        System.out.println(Thread.currentThread().getThreadGroup().getName());

        // ThreadGroup(String name)
        ThreadGroup tg = new ThreadGroup("这是一个新的组");

        MyRunnable my = new MyRunnable();
        // Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name)
        Thread t1 = new Thread(tg, my, "林青霞");
        Thread t2 = new Thread(tg, my, "刘意");
        
        System.out.println(t1.getThreadGroup().getName());
        System.out.println(t2.getThreadGroup().getName());
        
        //通过组名称设置后台线程，表示该组的线程都是后台线程
        tg.setDaemon(true);

/*
* 线程池的好处：线程池里的每一个线程代码结束后，并不会死亡，而是再次回到线程池中成为空闲状态，等待下一个对象来使用。
*
* 如何实现线程的代码呢?
* A:创建一个线程池对象，控制要创建几个线程对象。
* public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
* B:这种线程池的线程可以执行：
* 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
* 做一个类实现Runnable接口。
* C:调用如下方法即可
* Future<?> submit(Runnable task)
* <T> Future<T> submit(Callable<T> task)
* D:我就要结束，可以吗?
* 可以。

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个线程池对象，控制要创建几个线程对象。
        // public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);

        // 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
        pool.submit(new MyRunnable());
        pool.submit(new MyRunnable());

        //结束线程池
        pool.shutdown();
    }

//Callable:是带泛型的接口。
//这里指定的泛型其实是call()方法的返回值类型。

public class MyCallable implements Callable {

    @Override
    public Object call() throws Exception {
        for (int x = 0; x < 100; x++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + x);
        }
        return null;
    }

}

* 多线程实现的方式3：
* A:创建一个线程池对象，控制要创建几个线程对象。
* public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
* B:这种线程池的线程可以执行：
* 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
* 做一个类实现Runnable接口。
* C:调用如下方法即可
* Future<?> submit(Runnable task)
* <T> Future<T> submit(Callable<T> task)
* D:我就要结束，可以吗?

* 可以。

/*
 * 线程求和案例
 */
public class MyCallable implements Callable<Integer> {

    private int number;

    public MyCallable(int number) {
        this.number = number;
    }

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int x = 1; x <= number; x++) {
            sum += x;
        }
        return sum;
    }

}

public class CallableDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        // 创建线程池对象
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);

        // 可以执行Runnable对象或者Callable对象代表的线程
        Future<Integer> f1 = pool.submit(new MyCallable(100));
        Future<Integer> f2 = pool.submit(new MyCallable(200));

        // V get()
        Integer i1 = f1.get();
        Integer i2 = f2.get();

        System.out.println(i1);
        System.out.println(i2);

        // 结束
        pool.shutdown();
    }
}

 * 匿名内部类的格式：

        // 继承Thread类来实现多线程
        new Thread() {
            public void run() {
                for (int x = 0; x < 100; x++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":"
                            + x);
                }
            }
        }.start();

        // 实现Runnable接口来实现多线程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int x = 0; x < 100; x++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":"
                            + x);
                }
            }
        }) {
        }.start();

* 定时器：可以让我们在指定的时间做某件事情，还可以重复的做某件事情。
* 依赖Timer和TimerTask这两个类：
* Timer:定时
* public Timer()
* public void schedule(TimerTask task,long delay)
* public void schedule(TimerTask task,long delay,long period)
* public void cancel()
* TimerTask:任务

public class TimerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建定时器对象
        Timer t = new Timer();
        // 3秒后执行爆炸任务
        // t.schedule(new MyTask(), 3000);
        //结束任务
        t.schedule(new MyTask(t), 3000);
    }
}

// 做一个任务
class MyTask extends TimerTask {

    private Timer t;
    
    public MyTask(){}
    
    public MyTask(Timer t){
        this.t = t;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("beng,爆炸了");
        t.cancel();
    }

}

需求：在指定的时间删除我们的指定目录(你可以指定c盘，但是我不建议，我使用项目路径下的demo)

class DeleteFolder extends TimerTask {

    @Override
    public void run() {
        File srcFolder = new File("demo");
        deleteFolder(srcFolder);
    }

    // 递归删除目录
    public void deleteFolder(File srcFolder) {
        File[] fileArray = srcFolder.listFiles();
        if (fileArray != null) {
            for (File file : fileArray) {
                if (file.isDirectory()) {
                    deleteFolder(file);
                } else {
                    System.out.println(file.getName() + ":" + file.delete());
                }
            }
            System.out.println(srcFolder.getName() + ":" + srcFolder.delete());
        }
    }
}

public class TimerTest {
    public static void main(String[] args) throws ParseException {
        Timer t = new Timer();

        String s = "2014-11-27 15:45:00";
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        Date d = sdf.parse(s);

        t.schedule(new DeleteFolder(), d);
    }
}

1:多线程有几种实现方案，分别是哪几种?
两种。

继承Thread类
实现Runnable接口

扩展一种：实现Callable接口。这个得和线程池结合。

2:同步有几种方式，分别是什么?
两种。

同步代码块
同步方法

3:启动一个线程是run()还是start()?它们的区别?
start();

run():封装了被线程执行的代码,直接调用仅仅是普通方法的调用
start():启动线程，并由JVM自动调用run()方法

4:sleep()和wait()方法的区别
sleep():必须指时间;不释放锁。
wait():可以不指定时间，也可以指定时间;释放锁。

5:为什么wait(),notify(),notifyAll()等方法都定义在Object类中
因为这些方法的调用是依赖于锁对象的，而同步代码块的锁对象是任意锁。
而Object代码任意的对象，所以，定义在这里面。

6:线程的生命周期图
新建 -- 就绪 -- 运行 -- 死亡
新建 -- 就绪 -- 运行 -- 阻塞 -- 就绪 -- 运行 -- 死亡
建议：画图解释。