java多线程--【Foam番茄】

进程

是系统资源分配的单位

线程

通常在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程，不然没有存在的意义。线程是cpu调度和执行的单位

注意：很多多线程是模拟出来的，真正的多线程是指有多个cpu，即多核，如服务器。如果是模拟出来的多线程，即在一个cpu的情况下，在同一个时间点，cpu只能执行一个代码，因为切换的很快，所以就有同时执行的错觉

• 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密切相关的，先后顺序是不能人为的干预的
• 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

线程创建

三种创建方式

Thread class ==》》继承Thread类（重点）

Runnable接口 ==》》实现Runnable接口（重点）

Callable接口 ==》》实现Callable接口（了解）

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

总结：注意， 线程开启不一定立即执行，由cpu调度执行

Callable

• 可以定义返回值
• 可以抛出异常

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

推荐使用Runnable对象，因为java 单继承的局限性

小结

继承Thread类

• 子类继承Thread类具备多线程能力
• 启动线程：子类对象.start()
• 不建议使用：避免oop单继承局限性

实现Runnable接口

• 实现接口Runnable具有多线程能力
• 启动线程：传入目标对象+Thread对象.start()
• 推荐使用：避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

实现Callable接口（了解即可）

• 实现Callable接口，需要返回值类型
• 重写call方法，需要抛出异常
• 创建目标对象
• 创建执行服务：ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1)
• 提交执行：Future result1=ser.submit(t1)
• 获取结果：boolean r1=result1.get();
• 关闭服务：ser.shutdownNow()

静态代理

真实对象和代理对象都要实现同一个接口

代理对象要代理真实角色

好处

代理对象可以做很多真实对象做不了的事情

真实对象专注做自己的事情

Lamda表达式

• λ希腊字母表中排序第十一位的字母，英语名称为Lambda
• 避免匿名内部类定义过多
• 其实质属于函数式编程的概念

为什么要使用lambda表达式

• 避免匿名内部类定义过多
• 可以让你的代码看起来很简洁
• 去掉了一堆没有意义的代码，只留下核心的逻辑

也许你会说，我看了Lambda表达式，不但不觉得简洁，反而觉得更乱，看不懂了。那是因为我们还没有习惯，用的多了，看习惯了，就好了

理解Functional Interface （函数式接口）是学习java8 lambda表达式的关键所在

函数式接口的定义：

任何接口，如果只包含唯一一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口

public interface Runnable{
	public abstract void run();
}

对于函数式接口，我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象

// 1.lambda表达式简化
		ILove love =(int a)->{
				System.out.println("I love you-->"+a);
		};
		
		// 2.简化参数类型
		ILove love=(a)->{
			System.out.println("I love you-->"+a);
		};
		
		// 3.简化括号
		ILove love=a->{
			System.out.println("I love you-->"+a);
		};
		
		// 3.去掉花括号
		ILove love=(a,b)->
		System.out.println("I love you-->"+a+b);
		
		// 总结：lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化成为一行，如果有多行，那么就用代码块包裹
		// 前提是接口为函数式接口
		// 多个参数也可以去掉参数类型，要去掉就都去掉，必须加上括号

线程状态

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可以模拟网络延迟，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
• 可以想象成插队

守护线程（daemon）

• 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

多个线程操作同一个资源

线程同步其实就是一种等待机制，多个需要同时访问此对象得线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，下一个线程再使用

同步方法

• 由于我们可以用过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

  锁的对象就是变化的量，需要增删改的对象

同步方法弊端

• 方法里面需要修改的内容才需要锁，锁的太多，浪费资源

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
  • 第一个线程访问，锁定同步监视器，执行其中代码
  • 第二个线程访问，发现同步监视器被锁定，无法访问
  • 第一个线程访问完毕，解锁同步监视器
  • 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，都停止执行的情节，某一个同步块同时拥有“两个以上对象的锁”是，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

• 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用
• 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
• 不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺
• 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

上面列出了死锁的四个必要条件，我们只要想办法破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生

synchronized与Lock的对比

• Lock是显示锁（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，synchronization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）

  // 定义lock锁   可重用锁
  private final ReentrantLock lock=new ReentrantLock();

线程协作

使用线程池

• 背景：经常创建和销毁，使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大
• 思路：提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁，实现重复利用。类似生活中的公共交通工具
• 好处：
  • 提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
  • 降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
  • 便于线程管理
    • corePoolSize:核心池的大小
    • maximumPoolSize:最大线程数
    • keepAliveTime:线程没有任务时最多保持多长时间后会终止
    • newFixedThreadPool 参数位：线程池大小