java多线程

一、多线程概述

　　一个进程中至少有一个线程，每一个线程都有自己运行的内容，这个内容可以称为线程要执行的任务。

不能没一个问题都使用多线程，能使用单线程解决的问题就不要使用多线程解决。

使用多线程的弊端：

　　一旦开启了多个程序，电脑就会变卡，原因就是每个程序被CPU处理的几率变小了。最明显的例子就是如果在复制文件的时候如果开启了多个其他程序，则复制文件所需要的时间就会明显变长。

　　使用多核CPU可以解决一部分问题，它们的瓶颈就是内存。

　　在学习多线程之前我们写的Java程序也是多线程的，只不过除了主线程之外的其他线程是虚拟机隐式调用的。最明显的例子就是垃圾回收机制。

　　Object类中有一个方法名为finalize，该方法由垃圾回收器自动调用，不需要程序员维护。

　　需要注意的是，堆中产生垃圾之后并不会立刻被垃圾回收器回收，而是经过一段时间后才会被回收。这么做的原因就是如果立即回收，就会和主方法争夺CPU的执行权，影响程序执行效率，这在垃圾产生较为频繁的程序中尤其明显。

演示垃圾回收机制：

public class Demo {
    public int data;
    public Demo(int data)
    {
        this.data=data;
    }
    public void finalize()
    {
        System.out.println(this.data);
    }

}

public class Main {
    public static void main(String args[])
    {
        new Demo(1);
        new Demo(2);
        new Demo(3);
        new Demo(4);
        System.gc();
        System.out.println("Hello,World!");
    }
}

使用System.gc()方法可以告知垃圾回收器已经产生垃圾了，但是垃圾回收器可能不会立即启动。

我们使用多线程的目的就是让程序并发执行两段或者两段以上代码。

二、线程创建的方式一：继承Thread类

　　Thread类位于lang包下，而且不是抽象类，因此使用起来很方便。创建线程的目的是为了开启一条执行路径，去运行指定的代码并和其他代码实现同时运行。Thread类用于描述线程，而线程是需要任务的，这个任务由run方法体现。也就是说run方法就是封装自定义线程任务的函数。

　　使用Thread类创建线程的步骤：

　　　　1.定义一个类继承Thread类。

　　　　2.覆盖Thread类的run方法

　　　　3.创建Thread子类对象。

　　　　4.调用start方法启动线程。

Thread类中有两个方法：getName方法用于获取线程名，currentThread用于获取当前线程。前者是非静态类，后者是静态类。

代码演示：

class Demo extends Thread
{
    public void run()
    {
        for(int i=1;i<=3;i++)
        {
            System.out.println("Thread_Name="+Thread.currentThread().getName());
        }
    }
}
public class Test
{
    public static void main(String args[])
    {
        new Demo().start();
        new Demo().start();
        for(int i=1;i<=3;i++)
        {
            System.out.println("Thread_Name="+Thread.currentThread().getName());
        }
    }
}

应当注意，虽然main方法已经结束，但是仍然打印出了Thread-0，是因为每个线程在内存中都会开辟一个单独的栈，栈与栈之间互不影响。

三、线程的几种状态。　

 线程状态类型
1. 新建状态（New）：新创建了一个线程对象。
2. 就绪状态（Runnable）：线程对象创建后，其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，变得可运行，等待获取CPU的使用权。
3. 运行状态（Running）：就绪状态的线程获取了CPU，执行程序代码。
4. 阻塞状态（Blocked）：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种：
（一）、等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，JVM会把该线程放入等待池中。
（二）、同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池中。
（三）、其他阻塞：运行的线程执行sleep()或join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
5. 死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

线程状态图

四、创建线程的第二种方式：实现Runnable接口

Runnable接口中只有一个方法run，它和Thread类结合可以实现创建新线程的功能。

使用Runnable接口创建新线程的步骤是：

　　1）.覆盖接口的run方法，将线程的任务代码封装到run方法中。
　　2）.通过Thread类创建线程对象，并将Runnable接口的子类对象作为Thread累的构造函数进行传递。
　　　　　　为什么？因为线程的任务都封装在Runnable接口的run方法中。所以要在线程对象创建时就必须明确要运行的任务。
                也就是说，如果你不传递，则线程对象调用自己的run(new Thread())方法，如果你传递，则线程对象调用传递的run(new Thread(target))方法。
　　3）.调用线程对象的start方法开启线程。

class Demo implements Runnable
{
    public void run()
    {
        for(int i=1;i<=3;i++)
        {
            System.out.println("Thread_Name="+Thread.currentThread().getName());
        }
    }
}
public class Main
{
    public static void main(String args[])
    {
        new Thread(new Demo()).start();
        new Thread(new Demo()).start();
        for(int i=1;i<=3;i++)
        {
            System.out.println("Thread_Name="+Thread.currentThread().getName());
        }
    }
}

使用Runnable方式的好处是什么？

　　1.将线程的任务从线程的子类中分离出来，进行了单独的封装。
　　　　　　按照面向对象的思想将任务封装成对象。
　　2.避免了java单继承的局限性。

所以实际开发中大多使用实现Runnable接口的方式创建线程，而不是继承Thread类，这符合少用继承、多用组合原则。

 五、综合案例：通过买票系统比较两种方式的异同

1.使用Thread的方式：

class Ticket extends Thread
{
    public static int sum=10;
    public void run()
    {
        while(true)
        {
            if(sum>0)
            {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+sum--);
            }
        }
    }

}
public class Demo01
{
    public static void main(String args[])
    {
        Ticket t0=new Ticket();
        Ticket t1=new Ticket();
        Ticket t2=new Ticket();
        Ticket t3=new Ticket();
        t0.start();
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

    }
}

2.使用Runnable方式

class Ticket implements Runnable
{
    public int sum=10;
    public void run()
    {
        while(true)
        {
            if(sum>0)
            {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+sum--);
            }
        }
    }
}
public class Demo
{
    public static void main(String args[])
    {
        Ticket t=new Ticket();
        new Thread(t).start();
        new Thread(t).start();
        new Thread(t).start();
        new Thread(t).start();
    }
}

虽然两种方法都可以达到目的，但是后者并没有采用静态成员变量的方式，具有更大的灵活性。