多线程详解编程语言

多线程

进程:是一个正在执行中的程序。

    每一个进程执行都有一个执行顺序。该顺序是一个执行路径,或者叫一个控制单元。

线程:就是进程中的一个独立的控制单元。

     线程在控制着进程的执行。

一个进程中至少有一个线程。

 

Java VM  启动的时候会有一个进程java.exe。

该进程中至少一个线程负责Java程序的执行,而且这个线程运行的代码存在于main方法中。该线程称之为主线程。

扩展:其实更细节说明Jvm,Jvm启动不止一个线程,还有负责垃圾回收机制的线程。

1、如何在自定义的代码中,自定义一个线程? (Thread类)

  方法一:继承Thread类

    步骤:1、定义类继承Thread;2、重写Thread类中的run方法;(目的:将自定义代码存储在run方法,让线程运行。)3、调用线程的start方法,该方法两个作用: 启动线程、调用run方法。

发现运行结果每次都不同。

因为多线程都获取cpu的执行权,cpu执行到谁,谁就运行。

明确一点,在某一时刻,只能有一个线程在运行。(多核除外)

cpu在做着快速的切换,以达到看上去是同时运行的效果。

我们可以形象把多线程的运行行为在互相抢夺cpu的执行权。

这就是多线程的一个特性:随机性。谁抢到谁执行,至于执行多长,cpu说了算。

线程名.start——开启线程并执行该线程的run方法。

为什么要覆盖run方法呢?

Thread类用于描述线程。

该类就定义一个功能,用于存储线程要运行的代码,该存储功能就是run方法。

也就是说Thread类中的run方法,用于存储线程线程要运行的代码。

线程运行状态:

  冻结(放弃了执行资格,线程还没结束)————消亡(结束run方法,线程结束)

  sleep(time) /wait();进入冻结状态;sleep时间到了/notify();回到运行。

  stop();run方法结束。——进入消亡状态。

 

  方法二:实现Runable接口

步骤:

  1、定义类实现Runnable接口。

  2、覆盖Runnable接口中的run方法。

    将线程要运行的代码存放在该run方法中。

  3、通过Thread类建立线程对象。

  4、将Runnable接口的子类对象作为实际参数传递给Thread类的构造函数。

     为什么要将Runnable接口的子类对象传递给Thread的构造函数。

       因为,自定义的run方法所属的对象是Runnable接口的子类对象。所以要让线程去指定指定对象的run方法,就必须明确该run方法所属的对象。

  5、调用Thread类的start方法开启线程并调用Runnable接口子类的run方法。

 

实现方式和继承方式有什么区别呢?

  实现方式好处:避免了单继承的局限性。

  在定义线程时,建议使用实现方式。

两种方式的区别: 

    继承Thread:线程代码存放Thread子类run方法中。

    实现Runnable:线程代码存放在接口的子类的run方法中。

————————

 多线程中的安全问题:

  问题原因:当多条于语句在操作同一个线程共享数据时,一个线程对多个语句只执行了一部分,还没有执行完。另一个线程参与进来执行了,导致共享数据的错误。

  解决办法:对多条操作共享数据的语句,只能让一个线程能执行完。在执行过程中,其他线程不可以参与执行。

 

Java对于多线程的安全问题提供了专业的解决办法。

就是同步代码块:

 synchronized(对象) {

  需要被同步的代码

对象如同锁。持有锁的线程可以在同步中执行。

没有持有锁的线程即使获取cpu的执行权,也进不去,因为没有获取锁。

——例子:火车上的卫生间

同步的前提:

  1、必须要有两个或者两个以上的线程。

  2、必须是多个线程使用同一个锁。

 必须保证同步中只能有一个线程在运行。

好处:解决了多线程的安全问题。

弊端:多个线程都需要判断锁,较为消耗资源。

如何判断程序是否有安全问题?如何解决?

  1、明确哪些代码是多线程运行代码。

  2、明确共享数据。

  3、明确多线程运行代码中哪些语句是操作共享数据的。

———

多线程同步函数

在声明处加入 synchronized 即可

同步函数用的是哪一个锁呢?

  函数需要被对象调用,那么函数都有一个所属对象引用,就是this。

  所以同步函数使用的锁是this。

如果同步函数被静态修饰后,使用的锁是什么呢?

  通过验证,发现不再是this。因为静态方法中也不可以定义为this。

  静态进内存时:内存中没有本类对象,但是一定有该类对应的字节码文件对象。

  类名.class  该对象的类型是class

  静态的同步方法,使用的锁是该方法所在类的字节码文件对象。  类名.class

————————

单例设计模式

 1、饿汉式

1 class Single { 
2   private static final Single s = new Single(); 
3   private Single() {} 
4   private static Single getInstance() { 
5        return s; 
6   }    
7 }

 2、懒汉式1 class Single {2 private static Single s = null3 private Single() {}4 private static Single getInstance() {

5    /* if(s == null) 
6        s = new single();  
7     return s;
    */
    //延迟加载的单例设计模式示例
    if(s==null) {
   synchronized(Single.class) {
        if(s==null) {
          s = new Single();
        }
      }
}
    return s;
8 } 9 }

 

多线程_死锁

     同步中嵌套同步

线程间通信

  其实就是多个线程在操作同一个资源,但是操作的动作不同。

—解决安全问题(用同一个锁)、

—等待唤醒机制、

  wait(); notify(); notifyAll(); 都使用在同步中,因为要对持有监视器(锁)的线程操作。

所以要使用在同步中,因为只有同步才具有锁。

  为什么这些操作线程的方法要定义在Object类中:因为这些方法在操作同步中线程时,都必须要标识它们所操作线程只有的锁,只有同一个锁上的被等待线程,可以被同一个锁上notify唤醒。不可以对不同锁中的线程进行唤醒。

就是说,等待和唤醒必须是同一个锁。

而锁可以是任意对象,所以可以被任意对象调用的方法定义在Object类中。

对于多个生产者和消费者,为什么要定义while判断标记:让被唤醒的线程再一次判断标记。

为什么定义notifyAll :因为需要唤醒对方线程,因为只用notify,容易出现只唤醒本方线程的情况。导致程序中的所有线程都等待。

JDK1.5中提供了多线程升级解决方案: 将同步Synchronized替换成显示Lock操作。将Object中的wait,notify,notifyAll,替换成了Condition对象。该对象可以通过Lock锁 进行获取。(例如实现了只唤醒对方的操作。)

————停止线程

  stop方法已经过时;

  想要停止,只有run方法结束。

  开启多线程运行,运行代码通常是循环结构,只要控制住循环,就可以让run方法结束,也就是线程结束。

 –》》特殊情况: 当线程处于冻结状态,就不会读取到标记,线程就不会结束。

   当没有指定的方式让冻结的线程恢复到运行状态时,这时需要对冻结进行清除。强制让线程恢复到运行状态中来,这样就可以操作标记让线程结束。

   Thread类提供该方法 interrupt();

————守护线程(可以形象理解为后台线程)

    setDaemon(); 将该方法标记为守护线程或者用户线程。当正在运行的线程都是守护线程时,Java虚拟机退出。该方法必须在启动线程前调用。该方法首先调用该线程的 CheckAccess方法,且不带任何参数。这可能抛出 SecurityException(在当前线程中)。

————Join方法

    形象理解为主线程等待当前线程去死。

  当A线程执行到了B线程的.join()方法时,A线程就会等待,等B线程都执行完,A才会执行;

join可以用来临时加入线程执行。

————优先级&yield方法

    优先级 setPriority(A); A为1~10 一般定为三个值 MAX_PRIORITY ,  MIN_PRIORITY  , NORM_PRIORITY;

    yield() ——暂停当前正在进行的线程对象,并执行其他线程。

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