Java基础----多线程详解

一、简介

1、什么是线程？

要解释线程，就必须明白什么是进程。

2、什么是进程呢？

进程是指运行中的应用程序，每个进程都有自己独立的地址空间(内存空间)，比如用户点击桌面的IE浏览器，就启动了一个进程，操作系统就会为该进程分配独立的地址空间。

要点：用户每启动一个进程，操作系统就会为该进程分配一个独立的内存空间。

二、线程--概念

在明白进程后，就比较容易理解线程的概念。

1、什么是线程呢？

是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

写的太官方了，我的理解就是：

进程就类似一个班级，线程就类似这个班级里面的小学生，多个小学生可以同时做一件事，也可以排队等前面一个小学生做完（synchronized，同步锁操作）；

可以让出当前的空间（yield），让另外一个小学生做，如果别人竞争不到或者没有人跟你竞争，那就自己继续干活；

也可以适当的休息一段时间（sleep），让另外一个小学生干活，之后再加入；

如果有两个要好的朋友，一个做完活了，要走了，你想让他等你，你可以用（join）让他等你做完活；

看过一个总结的特别简单的句子（进程就是打开一个APP，线程就是APP里面的各种操作）

2、线程的类型

线程中有两种类型，用户线程和守护线程

用户线程：运行在前台，执行具体的任务，程序的主线程，连接网络的子线程都是用户线程

守护线程：运行在后台，为其他前台线程服务

守护线程的特点：一旦所有的用户线程都结束运行，守护线程随着用户线程的结束而结束

（简单理解：用户线程就好比公司里面的CEO，经理这些，守护线程就好比保安，CEO，经理都下班了，保安也跟着下班呗）

设置线程成为守护线程（Daemon）

Thread thread = new Thread();
thread.setDaemon(true); // 调用对象的setDaemon方法，设置为守护线程，必须在start()前
thread.start();

三、Thread类和Runnable接口

如果想要在main方法中，定义多个线程去执行一段代码，java语言中实现了多线程编程的类和接口，在java.lang包中定义了Thread类和Runnable接口。

Thread类实现了Runnanble接口。Runnable对象为可运行对象，一个线程的执行是执行该对象里面的run方法

Thread的构造方法如下：

public Thread()
public Thread(Runnable target)
public Thread(String name)
public Thread(Runnable target, String name)
public Thread(ThreadGroup group, Runnable target)
public Thread(ThreadGroup group, String name)
public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name)/**
target:为线程的目标对象，即线程调用start()方法启动后运行那个对象的run()方法
name： 为该线程的名称
group：指定该线程属于哪一个组
*/

Thread的常用方法有：

public static Thread currentThread(); // 返回当前正在执行的线程对象
public void getName();// 返回当前的线程名称
public static void sleep(long millis); // 让当前线程休眠一段时间，让出当前CPU
public static void yield(); // 让出当前CPU，如果存在线程等待并且优先级别高的情况，则该线程获取到CPU执行空间；如果存在同等线程级别的情况，有可能当前让出的线程继续抢到CPU执行空间
public void run(); // 线程的线程体，方法都是写在这里面
public void start(); //JVM调用线程的run方法，启动线程开始
public void setDaemon(boolean on); // 设置线程为守护线程

四、线程的创建

创建线程有两种方法：

1、继承Thread并覆盖run方法

2、实现Runnable接口并重写run方法

继承Thread方法

简单做一个输出

public class ThreadA extends Thread {private String name;public ThreadA(String name){super(name);this.name = name;}@Overridepublic void run(){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 线程开始执行 ");for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("子线程 "+name+"运行："+i);try{sleep((int)Math.random()*10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.printf(Thread.currentThread().getName()+" 线程运行结束 ");}
}

main方法执行

public static void main(String [] args){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"主线程开始运行");ThreadA threadA = new ThreadA("A");ThreadA threadA1 = new ThreadA("B");threadA.start();threadA1.start();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"主线程结束执行");
}
/**
执行结果：
main主线程开始运行
main主线程结束执行
A 线程开始执行
子线程 A运行：0
B 线程开始执行
子线程 B运行：0
子线程 A运行：1
子线程 A运行：2
子线程 A运行：3
子线程 A运行：4
A 线程运行结束
子线程 B运行：1
子线程 B运行：2
子线程 B运行：3
子线程 B运行：4
B 线程运行结束  */

这里可以看出，两个线程互相抢占资源，输出的信息，都是乱的；再看main主线程，一开始就结束了运行，可以看出我们的子线程是执行成功的；

如果我们想要主线程等待子线程执行成功之后，再做下一步操作呢？可以用Join() 方法

public static void main(String[] args){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"主线程开始运行");ThreadA threadA = new ThreadA("A");ThreadA threadA1 = new ThreadA("B");threadA.start();threadA1.start();// join的意思：等待指定线程终止，这里可以理解为: main主线程等待子线程的终止threadA.join();threadA1.join();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"主线程结束执行");
}
/**
main主线程开始运行
A 线程开始执行
子线程 A运行：0
B 线程开始执行
子线程 B运行：0
子线程 A运行：1
子线程 A运行：2
子线程 A运行：3
子线程 A运行：4
A 线程运行结束
子线程 B运行：1
子线程 B运行：2
子线程 B运行：3
子线程 B运行：4
B 线程运行结束
main主线程结束执行
*/

仔细看输出日志，main主线程结束执行排在最后面；

看的这个排序是在不爽，我们想要让A输出完，B再输出的话，怎么处理呢？

用synchronized 同步锁，他的意思是：被修饰的方法称为同步方法，其作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的对象；

  @Overridepublic synchronized void run(){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 线程开始执行 ");for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("子线程 "+name+"运行："+i);try{sleep((int)Math.random()*10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 线程运行结束 ");}/**
执行结果：
main主线程开始运行
B 线程开始执行
子线程 B运行：0
子线程 B运行：1
子线程 B运行：2
子线程 B运行：3
子线程 B运行：4
B 线程运行结束
A 线程开始执行
子线程 A运行：0
子线程 A运行：1
子线程 A运行：2
子线程 A运行：3
子线程 A运行：4
A 线程运行结束
main主线程结束执行*/

嗯，很奈斯

使用Synchronized 表示多个线程同时调用一个方法的时候，没有调用wait()或者sleep()方法的话，只能先进入的一个线程执行完毕之后，后一个线程才能进入。

实现Runnable接口

实现两个线程执行同一个方法，打印输出10、9、8...

// 多个线程，简单输出10、9、8...
public class RunnableA implements Runnable {private int count = 10;@Overridepublic void run() {while (count > 0){System.out.println("当前线程名称是 >>> "+Thread.currentThread().getName()+" ,count为 >>> "+count);count--;}}
}

调用方法

public static void main(String[] args){RunnableA ra = new RunnableA();Thread tA = new Thread(ra,"A");Thread tB = new Thread(ra,"B");tA.start();tB.start();
}
/**
执行结果：
当前线程名称是 >>> A ,count为 >>> 10
当前线程名称是 >>> B ,count为 >>> 10
当前线程名称是 >>> B ,count为 >>> 8
当前线程名称是 >>> A ,count为 >>> 9
当前线程名称是 >>> B ,count为 >>> 7
当前线程名称是 >>> A ,count为 >>> 6
当前线程名称是 >>> B ,count为 >>> 5
当前线程名称是 >>> A ,count为 >>> 4
当前线程名称是 >>> A ,count为 >>> 2
当前线程名称是 >>> A ,count为 >>> 1
当前线程名称是 >>> B ,count为 >>> 3
*/

可以看出，两个线程同时执行一个方法，得出的结果存在两个10的情况，我们可以加synchornized 同步锁去处理，但是这样，出现的情况就是要么 tA全执行完，要么tB全执行完，两个线程变成了单个线程去使用。

如果我们想要 tA线程输出双数，tB线程输出单数的情况，应该怎么处理呢？

嘿，上代码

// 多个线程，简单输出10、9、8...
public class RunnableA implements Runnable {private int count = 10;private int i = 0;@Overridepublic void run() {// synchronized (this) 表示的是该代码块同步，this表示的是当前进来的线程。synchronized (this) {while (count > 0) {notify();   // 唤醒当前进来的线程，如果没有在等待状态，也可以唤醒System.out.println("当前线程名称是 >>> " + Thread.currentThread().getName() + " ,count为 >>> " + count);count--;try {//  wait：使当前线程进入等待状态，并且释放当前对象所持有的锁// (简单理解就是 synchronized 锁住的对象，有方法，有变量，简单理解为当前线程释放了对资源的控制)wait();// System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ">>>" + Thread.currentThread().isAlive()+" >>> "+(i++));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}
}

调用方法

public static void main(String[] args){RunnableA ra = new RunnableA();Thread tA = new Thread(ra,"A");Thread tB = new Thread(ra,"B");tA.start();tB.start();
}/**
执行结果：
当前线程名称是 >>> A ,count为 >>> 10
当前线程名称是 >>> B ,count为 >>> 9
当前线程名称是 >>> A ,count为 >>> 8
当前线程名称是 >>> B ,count为 >>> 7
当前线程名称是 >>> A ,count为 >>> 6
当前线程名称是 >>> B ,count为 >>> 5
当前线程名称是 >>> A ,count为 >>> 4
当前线程名称是 >>> B ,count为 >>> 3
当前线程名称是 >>> A ,count为 >>> 2
当前线程名称是 >>> B ,count为 >>> 1
*/

【注：博主一直看不懂 wait() 后面说的，并且释放该线程所持有的锁，后面捋了一遍，我的简单粗暴的理解就是：好比有一个屋子，里面很多吃的，一群饿鬼在门外面抢着要进去吃东西，你抢先进去了，然后马上把门关上了，等你吃的差不多了，就要把门打开了。不能这么自私吧。栗子不是很恰当，反正意思就是说，一个线程使用wait()进入等待状态的时候，同时也会释放掉对当前锁的控制，让其他线程可以抢占到锁】

总结：

实现Runnable接口比继承Thread具有的优势：

1、避免java中单继承的限制

2、适合多个相同程序的代码去实现同一个资源

3、增强代码的健壮性，代码可以被多个线程共享，代码和数据独立

五、synchronized线程同步

synchronized是java中的关键字，是一种同步锁，修饰的对象有几种

1、修饰一个代码块，被修饰的代码块称为同步语句块，作用的范围是大括号{}括起来的代码，作用的对象是调用这个代码的对象

2、修饰一个类，其作用的范围是synchronized的括号{} 括起来的代码，作用的对象是这个类的所有对象

3、修饰一个方法，被修饰的方法称为同步方法，作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的对象

4、修饰一个静态的方法，作用的范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的所有对象

上栗子

synchronized修饰代码块

public void run(){synchronized(this){System.out.println("修饰一个代码块，作用的对象是调用这个代码块的对象");}
}

当两个并发线程同时访问这个代码块的时候，同一时刻只能有一个线程得到执行，另外一个阻塞。必须等到当前线程执行完毕之后才能执行该代码块。

我们也可以通过定义特殊变量来充当锁

private byte[] lock = new byte[0];  // 特殊的instance变量
public void method()
{synchronized(lock) {// todo 同步代码块}
}

说明：零长度的byte数组对象创建起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码：生成零长度的byte[]对象只需3条操作码，而Object lock = new Object()则需要7行操作码。

synchronized修饰方法

public synchronized void run(){System.out.println("修饰方法范围是整个函数");
}

这样的写法相当于

public synchronized void methodName(){}

public void run(){synchronized(this){}
}

synchronized关键字不能继承。
虽然可以使用synchronized来定义方法，但synchronized并不属于方法定义的一部分，因此，synchronized关键字不能被继承。如果在父类中的某个方法使用了synchronized关键字，而在子类中覆盖了这个方法，在子类中的这个方法默认情况下并不是同步的，而必须显式地在子类的这个方法中加上synchronized关键字才可以。当然，还可以在子类方法中调用父类中相应的方法，这样虽然子类中的方法不是同步的，但子类调用了父类的同步方法，因此，子类的方法也就相当于同步了。

synchronized修饰静态方法

public synchronized static void methodName(){System.out.println("锁定的是这个类的所有对象");
}

synchronized修饰一个类

public static void method() {synchronized(ClassName.class) {System.out.println("所有对象用的是同一把锁");}
}

总结：

只是单纯做一个笔记总结，期间拷贝一些博主的代码，方便自己日后使用记录。

2019第二天的一个感悟就是：不能活在舒适区啊，尤其是我们程序猿，要时刻有危机感。谨记自己！！！

参考网址链接以下

https://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/46595285 （编程思想之多线程与多进程）

https://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/46613015#t3 （Java中Synchronized的用法）

https://www.cnblogs.com/GarfieldEr007/p/5746362.html （Java多线程学习（吐血超详细总结））