[笔记] Java基础(8)-多线程

1. 并行与并发

• 并行：多个任务同时执行
• 并发：多个任务在一定时间内同时发生，轮流切换执行
• Java程序运行流程：JVM进程->主线程->main方法

2. 多线程实现方式

• 有两种方式，继承Thread类或实现Runnable接口
  • 继承Thread类：new Thread() { public void run() { ... } }.start();
  • 实现Runnable接口：new Thread( new Runnable() { public void run() { ... } }).start();
• 区别：前者重写了Thread类的run方法，start方法直接调用子类的run方法；后者Thread中的成员变量赋值为传入的Runnable对象，start方法调用Thread的run方法，run方法内部判断Runnable成员变量是否为空，不为空则调用Runnable对象的run方法；后者弥补了前者单继承的不足

3. Thread类

• Thread类：java.lang.Thread
• Thread()：创建新的Thread对象
• Thread(String name)：创建新的Thread对象，线程名为name
• Thread(Runnable target)：创建新的Thread对象
• Thread(Runnable target, String name)：创建新的Thread对象，线程名为name
• String getName()：获取线程名；主线程默认为main，子线程默认为Thread-x
• long getId()：获取线程id
• void setName()：设置线程名
• static Thread currentThread()：获取当前线程对象
• static void sleep(long millis)：让当前线程休眠指定的毫秒值
• void setDeamen(boolean on)：将线程设置为守护线程
  • 守护线程：当其它非守护线程执行完成后，守护线程自动退出
• void join()：等待该线程终止
• void join(long millis)：等待该线程执行指定的时间
• static void yield()：暂停当前线程，让CPU执行其它线程；效果不明显
• void setPriority(int new)：设置线程的优先级，范围1~10，默认为5；效果不明显

4. 线程同步

• 同步代码块
  • 使用synchronized关键字修饰的代码块，如：synchronized(lock) { ... }
  • lock为锁对象，相同锁对象的代码块不能同时执行；锁对象不能使用匿名对象，因为匿名对象不是同一个对象
• 同步方法
  • 在返回值前使用synchronized修饰的方法，分为静态方法与非静态方法
  • 非静态方法锁对象为this，如：public synchronized void fun() { ... }
  • 静态方法的锁对象为当前类的字节码对象，如：public static synchronized void fun() { ... }
• 死锁DeadLock：多个线程同时抢占多个锁对象时，可能会产生死锁
  • 避免方法：同步代码块尽量不要嵌套使用
• Collections工具类中有synchronizedXX()方法，可将List、Set、Map变为线程安全的

5. Runtime类

• Runtime类：java.lang.Runtime
• 该类使用单例模式实现
• static Runtime getRuntime()：获取当前运行时对象
• Process exec(String command)：在单独的进程中执行指定命令

6. Timer类

• Timer类：java.util.Timer
• Timer()：创建新的计时器对象
• void schedule(TimeTask task, Date time)：在指定的时间执行指定的任务；到指定的时间会调用task对象的run方法；TimeTask为抽象类
• void schedule(TimeTask task, Date time, long period)：在指定的时间执行指定的任务，然后按period的毫秒值重复执行
• void cancel()：终止计时器，丢弃所有任务

7. Object类

• Object类中定义了线程等待与唤醒方法
• void wait()：当前线程等待，直到其他线程调用此对象的notify方法；wait在哪里进入等待，唤醒后就从哪里开始执行；wait对象直接使用锁对象
• void notify()：唤醒在此对象监视器上的单个线程
• void notifyAll()：唤醒在此对象监视器上的所有线程
• sleep与wait的区别：sleep在同步代码区域不会释放锁，wait会释放锁；sleep必须传入时间参数，wait可传可不传；sleep需要消耗CPU资源

8. ReentrantLock类

• Reentrantlock类：java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
• 该类为JDK1.5之后加入
• Reentrantlock()：创建互斥锁对象
• Codition newCondition()：返回与该锁对象一起使用的Condition对象
  • Codition类：java.util.concurrent.locks.Condition
  • 该类与ReentrantLock类配合使用
  • void await()：当前线程等待，直到其他线程调用signal方法
  • void signal()：唤醒一个线程
  • void signalAll()：唤醒所有线程
  • 该类的方法与Object类的wait、notify方法功能相似
  • 通过ReetrantLock对象的newCondition方法创建的Condition对象共同绑定同一个锁对象

9. ThreadGroup类

• ThreadGroup类：java.lang.ThreadGroup
• ThreadGroup(String name)：创建新的线程组，名称为name
• String getName()：获取线程组的名称
• void setDaemon(boolean daemon)：设置组内线程的状态
• 通过Thread对象的getThreadGroup方法可以获取该线程所属的线程组，默认线程都属于main线程组

10. 线程状态

• 共有五种状态：新建、就绪、运行、阻塞、死亡
• 新建：创建新的线程对象
  • 新建->就绪：start()
• 就绪：有执行的资格，没有执行的权限
  • 就绪->运行：获取到CPU资源
• 阻塞：没有执行的资格，没有执行的权限
  • 阻塞->就绪：获取到运行所需资源，除CPU外
• 运行：有执行的资格，有执行的权限
  • 运行->就绪：CPU资源被抢占
  • 运行->阻塞：sleep()、wait()
  • 运行->死亡：run()执行完、stop()
• 死亡：线程对象变成垃圾

11. 线程池

• 线程池：包含多个线程，线程执行完后并不会死亡，而会进入空闲状态
• Executors类：java.util.concurrent.Executors
• 该类为JDK1.5之后加入；为工程类，用于创建线程池
• static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)：创建包含nThreads个线程的线程池
• static ExecutorService newSingleThreadExecutor()：创建包含一个线程的线程池
  • ExecutorService接口：java.util.concurrent.ExecutorService
  • Future<?> submit(Runnable task)：提交task执行
  • void shutdown()：关闭线程池，此时线程池不会接受新任务，以前的任务还会继续执行
  • Future<T> submit(Callable<T> task)：提交有返回值的任务执行
    • 该方法会调用task的call()方法
    • call()方法无参，故传参数需要使用构造方法
    • call()方法的返回值放在Future对象中，可以用get()方法获取
    • call()方法可以抛出异常