Java基础知识_毕向东_Java基础视频教程笔记(11-12 多线程)

11天-01-多线程
进程：是一个正在执行中的程序。每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：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)。该进程中至少有一个线程负责java程序的执行，称该线程为主线程。
扩展：其实更细节说明jvm，jvm在启动时不止启动了一个线程，还有负责垃圾回收机制的线程等。
自定义线程
1.通过api查找，java已经提供了对线程这类事物的描述，就是Thread类
2.创建线程：第一种方式：继承Thread类
步骤：1.定义类继承Thread；
2.复写Thread类中的run方法；目的：将自定义的代码存储在run方法中，让线程运行
3.调用线程的start方法，该方法有两个作用：启动线程，调用run()方法。
第二种方式：
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对象的run方法，就必须明确该run方法所属对象
5.调用Thrash类的start方法开启线程并调用Runnable接口实现类的run方法

多线程实现接口和继承父类有什么区别？
实现接口好处：避免了单继承的局限性。在定义线程时，建议使用实现接口。
两种方式的区别：
继承Thread线程代码存放在Thread子类run方法中；
实现Runnable接口，线程代码存放在接口实现类的run方法中。

运行发现每次结果都不相同：因为多个线程都在获取cpu的执行权，cpu执行到谁谁就运行。
明确一点，在某一时刻，只能有一个程序在运行(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。
我们可以把多线程的运行行为看着线程之间在相互抢夺cpu的执行权。
这就是多线程的一个特性：随机性
为什么要覆盖run方法？
Thread类用于描述线程。
该类就定义了一个功能，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，用于存储线程要运行的代码。
static Thread.currentThread(); 获取当前线程对象
getName(); 获取线程名称，设置线程名称：setName或者构造函数

多线程安全问题：
问题原因：当多条语句在被多个线程同时操作时，一个线程对多条语句只执行了一部分，还没执行完，另一个线程也参与进来执行，导致共享数据错误。
解决办法：对多条操作共享数据的语句，只能让一个线程都执行完。在执行过程中，其他线程不可以参与执行。
Java解决多线程安全问题就是同步代码块：
synchronized(对象){ //对象如同锁，持有锁的线程可以在同步中执行
需要被同步的代码; //没有持有锁的线程即使获取cpu的执行权，也进不去因为没有锁。
　　}

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；
必须保证同步中只有一个线程在执行;
好处：解决了多线程的安全问题;
弊端：多个线程需要判断锁，较为消耗资源。

如何找问题：
1.明确哪块代码是多线程运行的代码； 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。

同步函数用的是哪一个锁？
函数需要被对象调用，那么函数都有一个所属对象的引用，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符修饰后，使用的锁是什么？
通过验证，发现不再是this，因为静态方法中也不可以定义this。静态代码块进内存时，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

死锁：同步中嵌套同步，多个线程获取同一个锁时，持续竞争锁而获取不到锁。

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。

wait();//等待 notify();//通知，同步唤醒 notifyAll();//通知，同步唤醒所有
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。也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。

class Resource
{
    private String name = "";
    private int count = 1;
    private boolean flag = false;

    public synchronized void set(String name)
    {
        while (flag)
        {    //当出现多个线程操作set时，容易造成生成两次消费一次
            try
            {
                this.wait();
            } catch (Exception e)
            {
            }
        }
        this.name = name + "-----" + count++;
        System.out.println("生产者：Name is " + this.name + " , " + "Thread ID " + Thread.currentThread().getName());
        flag = true;
        this.notify();
    }

    public synchronized void print()
    {
        while (!flag)
        {
            try
            {
                this.wait();
            } catch (Exception e)
            {
            }
        }
        System.out.println("消费者：Name is " + this.name + " , " + "Thread ID " + Thread.currentThread().getName());
        flag = false;
        this.notify();
    }
}

//生成者
class Producer implements Runnable
{
    private Resource resource = null;

    public Producer(Resource resource)
    {
        this.resource = resource;
    }

    public void run()
    {
        int count = 1;
        while (true)
        {
            resource.set("testname" + count++);
        }
    }
}

//消费者
class Consumer implements Runnable
{
    private Resource resource = null;

    public Consumer(Resource resource)
    {
        this.resource = resource;
    }

    public void run()
    {
        while (true)
        {
            resource.print();
        }
    }
}

class Demo
{
    public static void main(String[] args)
    {    //生产者生成一个，消费者消费一个
        Resource my = new Resource();
        Thread thread = new Thread(new Producer(my));
        Thread thread1 = new Thread(new Consumer(my));
        thread.start();
        thread1.start();
    }
}

JDK1.5中提供了多线程升级解决方案，将同步synchronized替换成实现Lock操作，将Object中的wait，notify，notifyAll替换成了Condition对象。该对象可以Lock锁进行获取。

示例：

class BoundedBuffer
{
    final Lock lock = new ReentrantLock();
    final Condition notFull = lock.newCondition();
    final Condition notEmpty = lock.newCondition();

    final Object[] items = new Object[100];
    int putptr, takeptr, count;

    public void put(Object x) throws InterruptedException
    {
        lock.lock();
        try
        {
            while (count == items.length) notFull.await();
            items[putptr] = x;
            if (++putptr == items.length) putptr = 0;
            ++count;
            notEmpty.signal();
        } finally
        {
            lock.unlock();
        }
    }

    public Object take() throws InterruptedException
    {
        lock.lock();
        try
        {
            while (count == 0) notEmpty.await();
            Object x = items[takeptr];
            if (++takeptr == items.length) takeptr = 0;
            --count;
            notFull.signal();
            return x;
        } finally
        {
            lock.unlock();
        }
    }
}

stop方法已过时。如何停止线程：只有结束run方法。开启多线程运行，运行代码通常是循环结构，只要控制循环，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，那么线程就不会结束。
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类提供了中断线程的方法 interrupt();

setDaemon;将该线程标记为守护线程或用户线程，当主线程停止后，守护线程或用户线程随着也终止了。
join：当A线程执行到了B线程的.join()方法时，A就会等待。等B线程都执行完了A才会继续执行。join可以用来临时加入线程执行。