多线程

多线程
实现多线程
进程：是正在运行的程序
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
线程：是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径
单线程：一个进程如果只有一条执行路径，则称为单线程程序
多线程：一个进程如果多条执行路径，则称为多线程程序

多线程的实现方式
方式1：继承Thread类
定义一个类MyThread继承Thread类
在MyThread中重写run()方法
创建MyThread对象
启动线程

代码:

public class MyThread extends Thread {   
  public void run() {   
   System.out.println("MyThread.run()");   
  }   
}  

MyThread myThread1 = new MyThread();   
MyThread myThread2 = new MyThread();   
myThread1.start();   
myThread2.start();

两个小问题
为什么要重写run()方法？
因为run()是用来封装被线程执行的代码
run()方法和start()方法的区别？
run():封装线程执行的代码，直接调用，相当于普通方法的调用
start():启动线程;然后由JVM调用此线程的run()方法

设置和获取线程名称
Thread类中设置和获取线程名称的方法
void setName(String name)：讲此线程的名称更改为等于参数name
String getName():返回此线程的名称

如何获取main()方法所在的线程名称？
public static Thread curretThread():返回对当前正在执行的线程对象引用

线程调度
分时调度模型：所有线程轮流使用CPU的使用权，平均分配每个线程占用CPU的时机片
抢占式调度模型：优先让优先级高的线程使用CPU，如果线程的优先级相同，那么会随机选择一个，优先级高的线程
获取的CPU时间片相对多一些
Java使用的是抢占式调度模型

假如计算机只有一个CPU,那么CPU在某一时刻只能执行一条命令，线程只有得到CPU的时间片，也就是使用权才可以执行
指令。所以说多线程程序的执行是有随机性，因为谁抢到CPU的使用权是不一定的

Thread类中设置和获取线程优先级的方法
public final int getPriority() 返回此线程的优先级
public final void setPriority(int newPrority) 更改此线程的优先级
线程默认优先级是5;线程优先级范围是：1-10
线程优先级高仅仅表示线程获取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见你想要的结果

线程控制
static void sleep(long millis) 使用当前执行的线程停留（暂停执行）指定的毫秒数
void join() 等待这个线程死亡
void setDaemon(boolean on) 将此线程标记为守护线程，当运行的线程都是守护线程时，Java虚拟机将退出

线程的生命周期
创建线程对象（新建）->有执行资格，没有执行权(就绪)->如果抢到cpu的执行权，变成有执行资格，有执行权(运行)->线程死亡，变成垃圾(死亡)
如果运行过程中其他线程抢走了CPU的执行权，线程又回到就绪
如果运行过程中调用了sleep()获取其他阻塞式方法->就变成了没有执行资格，没有执行权（阻塞）->sleep()方法时间结束或阻塞方式结束又回就绪状态

方式2：实现Runnable接口
定义一个类MyRunnable实现Runnable接口
在MyRunnable类中重写run()方法
创建MyRunnable类的对象
创建Thread类的对象，把MyRunnable对象作为构造方法的参数
启动线程

代码:

public class MyThread implements Runnable {
  public void run() {
   System.out.println("MyThread.run()");
  }
}
MyThread myThread = new MyThread();
Thread thread = new Thread(myThread);
thread.start();

总结，多线程的实现方案有两种
一种是继承Thread类
一种是实现Runnable接口

相比继承Thread类，实现Runable接口的好处
避免了Java单继承的局限性
适合多个相同线程代码去处理同一个资源的情况，把线程和程序的代码、数据有效分类，较好的体现了面向对象的设计思想

为什么会出现数据安全问题？
是否是多线程环境
是否有共享数据
是否有多条语句操作共享数据

如何解决多线程安全问题呢？

基本思想：让程序没有安全问题的环境

如何实现呢？
把多条语句操作共享数据的代码给锁起来，让任意时刻只能有一个线程执行即可
Java提供了同步代码块的方式来解决

同步代码块
锁多条数据操作共享数据，可以使用同步代码块实现
格式：

synchronized(任意对象){
　　多条语句操作共享数据的代码;
}

synchronized(任意对象)：就相当于给代码加锁了，任意对象就可以看成是一把锁
同步的好处和弊端
好处：解决了多线程的数据安全问题
弊端：当线程很多时，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

同步方法
同步方法：就是把synchronized关键字加到方法上
格式：

修饰符 synchronized 返回值类型 方法名(方法参数){ }

同步方法的锁对象是什么呢？
this

同步静态方法

就是把synchronized关键字加到静态方法上
格式：

修饰符 static synchronized 返回值类型 方法名(方法参数){}

同步静态方法的锁对象是什么呢？
类名.class

线程安全的类
StringBuffer
线程安全，可变的字符序列
从版本JDK5开始，被StringBuilder替代。通常使用StringBuilder,因为它支持所有相同的操作，但它更快，因为它不需要同步
Vector
从Java2平台v1.2开始，该类改进了List接口，使其成为Java Collections Framework的成员。与新的集合实现
不同，Vector被同步。如果不需要线程安全的实现，建议使用ArrayList代替Vector
HashTable
该类实现了一个哈希表，它将键映射到值。任何非null对象都可以用作键或者值
从Java2平台v1.2开始，该类进行了改进，实现了Map接口，使其成为Java Collections Framework的成员。与新的集合实现
不同，HashTable被同步。如果不需要线程安全的实现，建议使用HashMap代替HashTable

Lock锁
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实现提供比使用sychronized方法和语句可以获得更广泛的锁定操作
Lock提供了获得锁和释放锁的方法
void lock():获得锁
void unlock():释放锁

Lock是接口不能直接被实例化，这里才有它的实现类ReentrantLock来实现
ReentrantLock的构造方法
ReentrantLock():创建一个ReentrantLock的实例

使用：直接在run方法中共享数据的位置前后，分别加上ReentrantLock实例的lock()和unlock()，可以使用try-catch,在catch中使用unlock()，这样就提升代码质量，减少数据安全问题的发生

生产者消费者
生产者消费者概述

生成者消费者模式是一个十分经典的多线程协作模式，弄懂生产者消费者模式问题能够让我们对多线程编程的理解更加的深刻
所谓生产者消费者问题，实际上主要包含了两类线程
一类是生产者线程用于生产数据
一类是消费者线程用于消费数据
为了解耦生产者和消费者的关系，通常会采用共享的数据区域，就像是一个仓库
生产者生产数据之后直接放置在数据共享区中，并不需要关心消费者的行为
消费者只需要从共享区中获取数据，并不需要关心生产者的行为

生产者->数据共享区域<-消费者

为了体现生产和消费过程的等待和唤醒，Java就提供了几个方法供我们使用，这几个方法在Object类中
Object类的等待和唤醒方法
void wait() 导致当前线程等待，直到另一个线程调用该对象的notify()方法或notifyAll()方法
void notify() 唤醒正在等待的对象监视器的单个线程
void notifyAll() 唤醒正在等待的对象监视器的多个线程

package igeekhome.com;
//资源类
 class Resource{
    private String name;
    private int count=1;
    private boolean flag=false;
    public synchronized void set(String name){
     //生产资源
        while(flag) {
            try{
             //线程等待。消费者消费资源
             wait();
             }catch(Exception e){}
        }
        this.name=name+"---"+count++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...生产者..."+this.name);
        flag=true;
        //唤醒等待中的消费者
        this.notifyAll();
        }
    public synchronized void out(){
     //消费资源
        while(!flag) {
         //线程等待，生产者生产资源
            try{wait();}catch(Exception e){}
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...消费者..."+this.name);
        flag=false;
        //唤醒生产者，生产资源
        this.notifyAll();
        }
}
 //生产者
 class Producer implements Runnable{
     private Resource res;
     Producer(Resource res){
         this.res=res;
     }
     //生产者生产资源
     public void run(){
         while(true){
             res.set("商品");
         }
     }
 }
 //消费者消费资源
 class Consumer implements Runnable{
     private Resource res;
     Consumer(Resource res){
         this.res=res;
     }
     public void run(){
         while(true){
             res.out();
         }
     }
 }
public class ProducerConsumerDemo{
    public static void main(String[] args){
        Resource r=new Resource();
        Producer pro=new Producer(r);
        Consumer con=new Consumer(r);
        Thread t1=new Thread(pro);
        Thread t2=new Thread(con);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

部分内容来自：https://www.cnblogs.com/neon/p/10918447.html,还可参考一些面试题