JavaSE多线程

小时候可飘了
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概念

  • 线程就是独立的执行路径；

  • 在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程；

  • main() 称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序；

  • 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能人为干预的

  • 对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制；

  • 线程会带来额外的开销，如cpu调度时间，并发控制开销。

  • 每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致 

Thread

  • 自定义线程类继承Thread类
  • 重写run()方法，编写线程执行体
  • 创建线程对象，调用start()方法启动线程 

实现Runnable

  • 定义MyRunnable类实现Runnable接口
  • 实现run()方法，编写线程执行体
  • 创建线程对象，调用start()方法启动线程

线程方法

setPriority(int newPriority)更改线程的优先级

static void sleep(long millis)在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠

void join()等待该线程终止

static void yield()暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程

void interrupt()中断线程，别用这个方式

boolean isAlive()测试线程是否处于活动状态

停止线程

  • 不推荐使用JDK提供的 stop()、destroy()方法。【已废弃】
  • 推荐线程自己停止下来
  • 建议使用一个标志位进行终止变量当flag=false，则终止线程运行。

线程休眠

  • sleep (时间) 指定当前线程阻塞的毫秒数；
  • sleep存在异常InterruptedException；
  • sleep时间达到后线程进入就绪状态；
  • sleep可以模拟网络延时，倒计时等。
  • 每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁；

线程礼让 

  • 礼让线程，让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞
  • 将线程从运行状态转为就绪状态
  • 让cpu重新调度，礼让不一定成功！看CPU心情

Join

Join合并线程，待此线程执行完成后，再执行其他线程，其他线程阻塞

守护(daemon)线程 

  • 线程分为用户线程和守护线程
  • 虚拟机必须确保用户线程执行完毕
  • 虚拟机不用等待守护线程执行完毕
  • 如,后台记录操作日志,监控内存,垃圾回收等待..

线程同步

由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间 , 在带来方便的同时,也带来了访问

冲突问题 , 为了保证数据在方法中被访问时的正确性 , 在访问时加入 锁机制

synchronized , 当一个线程获得对象的排它锁 , 独占资源 , 其他线程必须等待 ,

使用后释放锁即可 . 存在以下问题 :

一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起 ;

在多线程竞争下 , 加锁 , 释放锁会导致比较多的上下文切换 和 调度延时,引

起性能问题 ;

如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁 会导致优先级倒

置 , 引起性能问题 

同步方法

由于我们可以通过 private 关键字来保证数据对象只能被方法访问 , 所以我们只需

要针对方法提出一套机制 , 这套机制就是 synchronized 关键字 , 它包括两种用法 :

synchronized 方法 和synchronized 块

同步方法 : public synchronized void method(int args) {}

synchronized方法控制对 “对象” 的访问 , 每个对象对应一把锁 , 每个

synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行 , 否则线程会阻塞 ,

方法一旦执行 , 就独占该锁 , 直到该方法返回才释放锁 , 后面被阻塞的线程才能获

得这个锁 , 继续执行

缺陷 : 若将一个大的方法申明为synchronized 将会影响效率

同步块

同步块 : synchronized (Obj ) { }

Obj 称之为 同步监视器

Obj 可以是任何对象 , 但是推荐使用共享资源作为同步监视器

同步方法中无需指定同步监视器 , 因为同步方法的同步监视器就是this , 就是

这个对象本身 , 或者是 class

同步监视器的执行过程

  1. 第一个线程访问 , 锁定同步监视器 , 执行其中代码 .
  2. 第二个线程访问 , 发现同步监视器被锁定 , 无法访问 .
  3. 第一个线程访问完毕 , 解锁同步监视器 .
  4. 第二个线程访问, 发现同步监视器没有锁 , 然后锁定并访问

死锁

多个线程各自占有一些共享资源 , 并且互相等待其他线程占有的资源才能运行 , 而

导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源 , 都停止执行的情形 . 某一个同步块

同时拥有 “ 两个以上对象的锁 ” 时 , 就可能会发生 “ 死锁 ” 的问题 .

死锁避免方法

产生死锁的四个必要条件：

  1. 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
  2. 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
  3. 不剥夺条件 : 进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
  4. 循环等待条件 : 若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。 

Lock(锁) 

从JDK 5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制——通过显式定义同步锁对

象来实现同步。同步锁使用Lock对象充当

java.util.concurrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。

锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对Lock对象加锁，线程开

始访问共享资源之前应先获得Lock对象

ReentrantLock 类实现了 Lock ，它拥有与 synchronized 相同的并发性和内存语

义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock，可以显式加锁、释

放锁

class A{private final ReentrantLock lock = new ReenTrantLock(); public void m(){ lock.lock(); try{ //保证线程安全的代码; } finally{ lock.unlock(); //如果同步代码有异常，要将unlock()写入finally语句块 } } }

synchronized 与 Lock 的对比

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）

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）

线程池 

JDK 5.0起提供了线程池相关API：ExecutorService 和 Executors

ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor

void execute(Runnable command) ：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执

行Runnable

Future submit(Callable task)：执行任务，有返回值，一般又来执行

Callable

void 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

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