java学习之多线程

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运行在于main方法中,该线程称之为主线程。

扩展:起始更细节说明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,自定义一个线程呢?
  通过对api的查找,java已经提供了对线程这类事务的描述,Thread类。


创建线程的第一种方式: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,让线程运行。
  3.调用线程的start方法,(注:不要直接调用run方法,因为仅仅是对象调用方法,而线程创建了并没有运行)
    该方法有两个作用:启动线程,调用run方法。


创建线程的第二种方式:实现Runnable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:线程代码存在接口的子类的run方法中。


发现运行结果每一次都不同:
  因为多个线程都获取cpu的执行权。cpu执行到谁,谁就运行。明确一点,在某一个时刻,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,我们可以形象把多线程的运行行为看作在互相抢夺cup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。

为什么要覆盖run方法呢?
  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。

线程5种运行状态:
wait等待;notify唤醒;sleep睡眠;stop消亡
运行:具有运行资格且有执行资格;临时:具有运行资格没有执行资格;冻结:没有执行资格

原来线程都有自己默认的名称,Thread-编号,该编号从0开始。

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(当作参数传递进去)。

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this锁:
在卖票代码中,发现打印出0,-1,-2等错误,代表多线程的运行出现了安全问题。
问题的原因:
  当多条语句在操作用一个线程共享数据时,一个线程对多条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,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,只能让一个线程都执行完,在执行过程中,其他线程不可以参与执行。


java对多线程的安全问题提供了专业的解决方式:
  1.同步代码块。
  synchronized(对象){
    需要被同步的代码
  }
  2.同步函数。
    直接在函数上用synchronized作为修饰符来修饰该函数。
      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。


  通过该程序进行验证,使用两个线程来买票,一个线程在同步代码块中,一个线程在同步函数中,都在执行卖票动作。

  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执行权,也进不去,因为没有获取锁。

  同步代码块和函数都是对代码的封装,区别在于同步代码块的锁机制,如果函数也能同步则没有同步代码块什么事了。因此有了同步函数。

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

  所以,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。

火车上的卫生间---经典例子。

同步的前提:
  1.必须要有两个或者两个以上的线程对同一资源进行操作
  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:多个线程需要判断锁,较为消耗资源
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需求:
银行有一个金库,有两个储户分别存300元,每次存100,有3次。
目的:
该程序是否有安全问题,如果有,如何解决?

如何找问题:
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

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单例设计模式
1.饿汉式
public class Single{
  private Single(){}
  private static final Single s = new Single();
  public static Single getInstance(){
    return s;
  }
}

2.懒汉式(该类所在的字节码对象),好处在延迟加载
public class Single{
  private Single(){}
  private static Single s = null;
  public static Single getInstance(){
    if(s==null){
      synchronized(Single.class){//锁是该类所在的字节码文件对象
        if(s==null){
          s = new Single();
         }
      }
    }
  return s;
  }
}
懒汉式在多线程的模式下可能会出现安全问题,所以加同步块来封装可能出问题的代码,为了提高效率而用同步块而不是同步函数,为了提高效率使用双重判断的形式,在同步代码块中的锁是该类所在的字节码文件对象。

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死锁:
同步中嵌套同步,而各自的锁却不同

示例代码:

class MyLock{
    public static Object locka = new Object();
    public static Object lockb = new Object();
}
public class Test implements Runnable{
    private boolean flag;

    public Test (boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }

    @Override
    public void run() {
        if (flag) {
            synchronized (MyLock.locka){
                synchronized (MyLock.lockb){
                    
                }
            }
        }else {
            synchronized (MyLock.lockb){
                synchronized (MyLock.locka){

                }
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args){
        Thread t1 = new Thread(new Test (true));
        Thread t2 = new Thread(new Test (false));
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/zhaohuan1996/p/9237472.html