JAVA - 线程

一、进程

进程是正在运行的程序

• 是系统进行资源分配和调用的独立单位；
• 每一个进程都有它自己的空间和系统资源；

二、线程

线程是进程中的单个顺序控制流，是一条执行路径

• 单线程：一个进程 如果只有一条执行路径，则称其为单线程；
• 多线程：一个进程如果有多条执行路径，则称其为多线程；

2.1 多线程的实现方式

方式一：继承 Thread 类

• 在类中重写 run() 方法；（run方法是用来封装被线程执行的代码）；
• 启用 start() 方法；（start方法用于启动线程，然后由JVM调用此线程的run方法）；

方法二：实现 Runnable 接口

• 在类中重写 run() 方法；
• 创建 Thread 类的对象将实现 Runnable 的类对象作为构造方法内的参数传入；

相比于继承 Thread 类，实现 Runnable 接口的好处：

• 避免了 Java 单继承的局限性；
• 适合多个相同程序的代码去处理同一个资源的情况，把线程和程序的代码、数据有效分离，较好的体现了面向对象的设计思想；

2.2 设置和获取线程名称

Thread类中设置和获取线程名称的方法

• void setName(String name)：将此线程的名称更改为参数 name；
• String getName():返回此线程的名称；
• 通过构造方法也可以设置线程名称；

获取 main() 方法所在线程的名称：

• public static Thread currentThread(): 返回对当前正在执行的线程对象的引用；

2.3 线程调度

线程调度有两种调度模型：

• 分时调度模型：所有线程轮流使用 CPU 的使用权，平均分配每个线程占用 CPU 的时间片；
• 抢占式调度模型：优先让优先级高的线程使用 CPU ，如果线程的优先级相同，那么就会随机选择一个（多线程程序的随机性），优先级高的线程获取 CPU 时间片相对多一些；

JAVA 使用的是抢占式调度模型；

Thread 类中设置和获取线程优先级的方法

• public final int getPriority(): 返回该线程的优先级；
• public final void setPriority(int newPriority): 更改此线程的优先级；
• 线程的优先级默认值是 5 ；
• 线程优先级的范围是：1 - 10 ；
• 线程优先级高仅仅表示线程获取的 CPU 时间片的几率高，但是要在次数比较多，或者多次运行的时候才能看到你想要的效果；

2.4 线程控制

• static void sleep(long millis): 使当前正在执行的线程停留（暂停执行）指定的毫秒数；
• void join(): 等待这个线程死亡；
• void setDaemon(boolean on): 将此标记为守护线程，当运行的线程都是守护线程时，java 虚拟机将退出；

2.5 线程的生命周期

线程的生命周期一共分为五个部分分别是：新建，就绪，运行，阻塞以及死亡；

• 新建状态是指新创建一个线程对象；
• 就绪状态是指一个进程有执行资格但是没有抢到 CPU 的执行权；
• 运行状态是指有执行资格并抢到执行权；
• 阻塞状态是指没有执行资格也没有执行权；
• 死亡状态是指线程结束；（可能是run()方法内执行完毕，也可能是被stop()方法终止运行）;

三、同步代码块

使多个操作共享数据，可以使用同步代码实现

• 格式

synchronized(任意对象){
	多条操作共享数据的代码；
}

• synchronized(任意对象)：就相当于给代码加锁了，任意对象就可以看成是一把锁；

同步的好处和弊端

• 好处：解决了多线程的数据安全问题；
• 弊端：当线程很多时，因为每一个线程都会去判断同步上的锁，这会耗费很多不必要的时间，无形中降低程序的运行效率；

3.1 同步方法

同步方法：把 synchronized 关键字加到方法上

• 格式:

修饰符 synchronized 返回值类型方法名（方法参数）{ }

同步方法的锁对象是：this

同步静态方法：把 synchronized 关键字加到静态方法上

• 格式

修饰符 static synchronized 返回值类型方法名（方法参数）{ }

同步静态方法的锁对象是：类名.class

3.2 线程安全的类

StringBuffer

• 线程安全，可变的字符序列
• 从版本 JDK5 开始，被 StringBuilder 替代，通常应该使用 StringBuilder 类，因为它支持所有相同的操作，但它更快，因为它不执行同步；

Vector

• 从 Java2平台v1.2 开始，该类改进了 List 接口，使其成为 Java Collections Framework 的成员，与新的集合实现不同，Vector 被同步，如果不需要线程安全的实现，建议使用 ArrayList 代替 Vector；

Hashtable

• 该类实现了一个哈希表，它将键映射到值，任何非 null 对象都可以用作键或者值；
• 从 Java2平台v1.2 开始，该类进行了改进，实现了 Map 接口，使其成为 Java Collections Framework 的成员，与新的集合实现不同， Hashtable 被同步，如果不需要线程安全的实现，建议使用 HashMap 代替 Hashtable；

3.3 Lock锁

为了更清晰的表达如何加锁和释放锁， JDK5 之后提供了一个新的锁对象 Lock；

Lock 实现提供比使用 synchronized 方法和语句可以获得更广泛的锁定操作；

Lock 中提供了获得锁和释放锁的方法

• void lock(): 获得锁；
• void unlock(): 释放锁；

Lock 是接口不能直接实例化，Lock 需要使用它的实现类 ReentranLock 来进行实例化；

3.4线程等待和唤醒方法

• void wait(): 导致当前线程等待，直到另一个线程调用该对象的 notify 或 notifyAll 方法；

• void notify(): 唤醒正在等待对象监视器的单个线程；

• void notifyAll(): 唤醒正在等待对象监视器的所有线程；