多线程.docx

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多线程

1.多线程

1）引入

大部分时间我们都是单线程编程。

程序只有一条执行流。

如果我们需要开发一个服务器程序，这个服务器需要向不同的客户端提供服务。

不同客户端之间互不干扰。

多线程程序可以有多个执行流，这些执行流之间互不干扰。

2）线程

进程（Process）:

操作系统都支持同时运行多个任务，一个任务通常就是一个程序，每个运行中的程序叫进程。

一个进程在运行时可能有多个执行流，即线程。

进程的特征：

A，独立性

B，动态性

C，并发性

线程（Thread）

也称为轻量级进程，是进程的执行单元。

线程在进程中也是独立的。

当进程被初始化以后，主线程就被创建了。

线程调度策略：

A，分时策略

B，抢占式策略

（os采用的就是B）

为什么要使用多线程呢？

当操作系统创建一个进程时，就必须为该进程分配独立的内存空间，并分配一些其它资源，但创建一个线程比较简单，因为使用多线程实现并发比使用多进程性能要高得多。

2.java中线程的创建和启动

1）继承Thread类

java中可以写一个类继承Thread类来创建线程类。

该子类应重写Thread类的run方法。

所有的线程对象都必须是Thread类的对象或子类的对象。

每个线程的作用就是完成一定的任务（即执行一段程序）。

java中使用run（）方法来封装这段程序，这段程序被称为线程执行体。

步骤：

A，定义一个Thread的子类，重写run方法

B，创建这个类的对象

C，调用start（）方法－启动（切记不能直接调用run方法）

示例：

FirstThread示例结论：

线程调度具有随机性。

结果是不确定的。

示例：

SecondThread示例结论：

如果把i变量看成是电影票，结果中可能发生重票的现象，所以这是线程不安全的。

2）实现Runnable接口

步骤：

A，定义一个Runnable接口的实现类，重写run（）方法

B，创建A中类的对象，并将这个对象作为参数传递给Thread的构造方法。

这个Thread对象才是正的线程对象。

A中创建的Runnable对象仅作为Thread对象的target。

其中的run（）方法作为线程的执行体。

实际的线程对象仍然是thread的实例，这个实例负责调用其target中的run方法。

示例ThreeThread的结论：

因为三个线程实例共用一个target。

因此得到的i是连续的，说明三个线程实例共享一个i变量。

注意事项：

A，共享变量不用声明成静态的。

B，通常只需创建一个target，由多个线程共享。

真实开发中，我们通常用第二种.

3）线程的生命周期

线程被创建后调用start方法启动以后，不是马上就时入执行状态。

仅仅具有可执行资格而已。

线程的五种状态：

A，新建（New）

B，就绪（Runnable）

C，执行（Running）

D，阻塞（Blocked）

E，死亡（Dead）

新建：

只是分配了内存空间，初始了成员变量

就绪：

表示该线程具有可执行能力。

运行：

就入就绪状态的线程获得CPU资源，开始执行run。

一旦时间片到期，CPU会剥夺其所占用的资源，其他线程获得机会。

阻塞：

当线程调用了其sleep方法时，就进入了阻塞状态，其他线程就获得机会了。

被阻塞的线程阻塞解除后直接进入就绪状态。

死亡：

run方法执行完，或程序中有异常中断。

4）线程加入

join（）

这是让一个线程等待另一个线程的方法。

调用join方法的线程执行完毕其他线程才能继续。

线程对象必须启动（即就绪状态）后才能调用join（）方法，否则根本无法获得cpu资源。

5）后台线程（守护线程，精灵线程）

setDaemon（true）;

设置动作要在start（）之前。

GC是典型的后台线程。

它的任务是为其他线程提供服务的。

特征：

如果所有的前台线程都死亡，后台线程自动死亡。

注意：

前台线程结束后，尽管后台线程还没执行完，但收到前台线程死亡通知需要时间，从后台线程接受指令到作出响应需要时间，这个时间可能会让后台线程再执行一阵子。

6）线程休眠

sleep（longtime）-毫秒

让当前正在执行的线程暂停，进入到阻塞状态。

当time时间内，这个线程不会获得执行机会，即使系统中没有可运行的其他线程，这个线程也不会执行，可以用来控制程序暂停。

7）线程让步

yield（）

暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程。

可以让当前正在执行的线程暂停，但并不阻塞，将这个线程直接转入就绪状态。

只是让当前线程暂停，让调度器重新调度一次。

8）线程优先级

优先级高只表明线程可以得到较多的执行机会。

但不保证一定优先执行。

9）线程安全问题

A，是多线程环境

B，有共享数据

C，有多条语句修改共享数据

经典的线程安全问题：

银行取钱问题（余额出现负值）

解决方法：

同步操作

A，同步代码块

synchronized（account）{

同步代码;

}

account这个对象被称为同步监视器

同步代码块被称为临界区。

任何时刻临界区内只能有一个线程。

或者说任何时刻只能有一个线程可以获得同步监视器的锁定。

同步代码块执行结束，该线程自然释放对这个同步监视器的锁定。

将有可能引发安全的问题的代码写到同步代码块中，同时为这个代码块加锁（对象），这个对象必须是所有线程对象共享的数据对象。

（要么是所有线程都操作的对象，或者是一个不相关的静态属性对象）

完整代码：

B，同步方法

同步方法不需要显式指定同步监视器，同步方法的同步监视器就是this

即当前对象本身。

C，加锁

JDK5以后才提供可参考API示例代码

ReentrantLock

lock（）

unlock（）

生产者消费者：

Account

DrawThread

DepositThread

在Accont中设置一个标记，用来表示是否还有钱。

当flag为false时，表示没有存款，存款线程可以继续执行，取款线程等待。

当存款以后，将flag设置为true,并调用notifyAll（）唤醒其他线程。

当flag为true时，表示有存款，取款线程可以继续执行，存款线程等待。

3.线程池

系统启动一个新线程的成本较高。

线程池在系统启动会创建一些空闲的线程，程序将一个Runnable对象传给线程池，线程池会启动一个线程来执行其run方法。

当run方法执行结束，线程不会死亡，会再次回到线程池变成空闲状态。

java从JDK5开始支持内建线程池。

Executors工厂类来生产线程池对象。

submit（Runnabler）

shutdown（）