[Java知识库]java学习第24天学习日志

1. ?多线程
   1. ?程序、进程、线程

l程序(program)是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合。即指一 段静态的代码，静态对象。

l进程(process)是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是一个动态

的过程：有它自身的产生、存在和消亡的过程。——生命周期

?如：运行中的QQ，运行中的MP3播放器

?程序是静态的，进程是动态的

?进程作为资源分配的单位，系统在运行时会为每个进程分配不同的内存区域

l线程(thread)，进程可进一步细化为线程，是一个程序内部的一条执行路径。

?若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的

?线程作为调度和执行的单位，每个线程拥有独立的运行栈和程序计数器(pc)，线程切换的开

销小

?一个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间à它们从同一堆中分配对象，可以 访问相同的变量和对象。这就使得线程间通信更简便、高效。但多个线程操作共享的系统资 源可能就会带来安全的隐患。

示意图：

1. 2?单核CPU、多核CPU

a)单核CPU，其实是一种假的多线程，因为在一个时间单元内，也只能执行一个线程 的任务。例如：虽然有多车道，但是收费站只有一个工作人员在收费，只有收了费 才能通过，那么CPU就好比收费人员。如果有某个人不想交钱，那么收费人员可以 把他“挂起”（晾着他，等他想通了，准备好了钱，再去收费）。但是因为CPU时 间单元特别短，因此感觉不出来。

b)如果是多核的话，才能更好的发挥多线程的效率。（现在的服务器都是多核的）

c)一个Java应用程序java.exe，其实至少有三个线程：main()主线程，gc() 垃圾回收线程，异常处理线程。当然如果发生异常，会影响主线程。

1. 3?并行和并发

并行：多个CPU同时执行多个任务。比如：多个人同时做不同的事。

并发：一个CPU(采用时间片)同时执行多个任务。比如：秒杀、多个人做同一件事1

1. 4优点

背景：以单核CPU为例，只使用单个线程先后完成多个任务（调用多个方 法），肯定比用多个线程来完成用的时间更短，为何仍需多线程呢？

多线程程序的优点：

1.提高应用程序的响应。对图形化界面更有意义，可增强用户体验。

2.提高计算机系统CPU的利用率

3.改善程序结构。将既长又复杂的进程分为多个线程，独立运行，利于理解和

修改

1. 5?应用场景

l程序需要同时执行两个或多个任务。

l程序需要实现一些需要等待的任务时，如用户输入、文件读写操作、网络操作、搜索等。

l需要一些后台运行的程序时。

2.1 创建线程

创建线程有两种方法

??!继承Thread类 并覆写如run方法,run方法就等于新线程中的main方法

??2.实现runnable 接口,并实现run方法

??启动线程:手动调用 线程对象的Start()方法

?注意::不是调用run方法而是调用start方法

?如果调用run方法,并不是启动线程的,只是个单纯的方法调用

?当我们调用start方法的时候,会自动开启新的线程并调用run方法

2.2常用方法

`start():启动线程的唯一方式

??setname();设置线程名字

??getname():获取线程的名字

??setPriority():设置线程的优先级

??getPeriority():获取线程的优先级

??static currentThread():获取当前线程的内存地址

??static sleep():睡眠当前线程,参数是睡眠的毫秒数

??静态的,和用那个对象没有关系,写在哪个线程中就获取那个对象,并睡眠该对象

t1.setName("t1");

t2.setName("t2");

// 设置优先级为1

t1.setPriority(1);

// 设置优先级为10

t2.setPriority(10);

t1.start();

t2.start();

2.3?生命周期

JDK中用Thread.State类定义了线程的几种状态

要想实现多线程，必须在主线程中创建新的线程对象。Java语言使用Thread类 及其子类的对象来表示线程，在它的一个完整的生命周期中通常要经历如下的五 种状态：

3.3.43新建： 当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新建 状态

就绪：处于新建状态的线程被start()后，将进入线程队列等待CPU时间片，此时它已具备了运行的条件，只是没分配到CPU资源

运行：当就绪的线程被调度并获得CPU资源时,便进入运行状态， run()方法定义了线 程的操作和功能

阻塞：在某种特殊情况下，被人为挂起或执行输入输出操作时，让出 CPU 并临时中止自己的执行，进入阻塞状态

死亡：线程完成了它的全部工作或线程被提前强制性地中止或出现异常导致结束

3.4

终止线程? 现在我们通常用占位符的方式去终止线程

public static void main(String[] args) {
?? ??? ?Processer_02 p = new Processer_02();
?? ??? ?Thread t1 = new Thread(p);
?? ??? ?t1.setName("t1");
?? ??? ?t1.start();
?? ??? ?// t1线程是死循环,5秒后,终止它
?? ??? ?try {
?? ??? ??? ?Thread.sleep(5000);
?? ??? ?} catch (InterruptedException e) {
?? ??? ??? ?e.printStackTrace();
?? ??? ?}
?? ??? ?// stop已经过时,不推荐使用,因为可能会导致死锁
?? ??? ?// t1.stop();
?? ??? ?// 使用占位符的方式终止线程
?? ??? ?p.flag = false;
?? ?}

3.5线程控制

方法

isAlive 判断线程是否还活着

getPriority? 获得线程的优先级

setPriority 设置线程的优先级

Thread.sleep 将当前线程睡眠指定的毫秒数

join()? 调用某线程的方法,将当前线程与该线程"合并",即等待该线程结束,在恢复当前线程的运行

yield() 让出cpu 当前线程进入就绪队列等待

wait( )让当前线程暂时挂起

notify()/notifyAll? ?随机唤醒一个挂起的线程/唤醒所有挂起的线程

3.6线程同步

当多个线程有可能操作同一个数据的时候,为了考虑数据的一致性和安全性,需要进行同步机制,尤其是更改操作,查询无所谓,因为查询不会对数据发生更改

解决方法

1 同步代码块

Synchronized(对象){

// 需要同步的代码

}

2 还可以锁方法,使用synchronized 修饰方法即可

4.1Lock

概述:

1 Lock 是显式锁,需要手动开启和手动关闭,而synchronized是隐式锁,除了作用域,自动解锁

2 Lock 只有代码块锁,而synchronized可以代码块锁,可以方法锁

3 使用Lock还有更多功能扩展

使用

public void withDraw(double money) {
?? ??? ?System.out.println("不需要同步的其他功能");
?? ??? ?// 加锁
?? ??? ? lock.lock();
?? ??? ??? ?try {
?? ??? ??? ?Thread.sleep(100);
?? ??? ?} catch (InterruptedException e) {
?? ??? ??? ?e.printStackTrace();
?? ??? ?}
?? ??? ?double after = balance - money;
?? ??? ?balance = after;
?? ??? ?System.out.println(Thread.currentThread().getName()
?? ??? ??? ??? ?+ " --> 取款成功 : 1000.0 , 余额为 : " + balance);
?? ??? ?
?? ??? ?// 解锁
?? ??? ? lock.unlock();
?? ?}

4,2死锁

?死锁 : 就是大家在执行过程中,都遇到了对方进入加锁的方法,从而导致都访问不了的状态
?
??1 某个线程执行完成 , 需要 先后 嵌套 锁定两个对象,在这个过程中,该线程先锁定了第一个对象
??
?2 另一个线程执行完成 , 需要 先后 嵌套 锁定两个对象,在这个过程中,该线程先锁定了第二个对象
??
??3 第一个线程执行中,执行到锁第二个对象的时候,发现第二个对象被第二个线程锁住了,只能等待
??
??4第二个线程执行中,执行到锁第一个对象的时候,发现第一个对象被第一个线程锁住了,只能等待
?5.1线程通讯

生产者和消费者

简介

?生产者消费者模式并不是GOF提出的23种设计模式之一，23种设计模式都是建立在面向对象的基础之上的，但其实面向过程的编程中也有很多高效的编程模式，生产者消费者模式便是其中之一，它是我们编程过程中最常用的一种设计模式。

???在实际的软件开发过程中，经常会碰到如下场景：某个模块负责产生数据，这些数据由另一个模块来负责处理（此处的模块是广义的，可以是类、函数、线程、进程等）。产生数据的模块，就形象地称为生产者；而处理数据的模块，就称为消费者。

????单单抽象出生产者和消费者，还够不上是生产者／消费者模式。该模式还需要有一个缓冲区处于生产者和消费者之间，作为一个中介。生产者把数据放入缓冲区，而消费者从缓冲区取出数据。

优点:解耦

????假设生产者和消费者分别是两个类。如果让生产者直接调用消费者的某个方法，那么生产者对于消费者就会产生依赖（也就是耦合）。将来如果消费者的代码发生变化，可能会影响到生产者。而如果两者都依赖于某个缓冲区，两者之间不直接依赖，耦合也就相应降低了。

5.2单例模式

概述

让某个类只实例化一次对象

1 构造方法私有化

2 静态变量保存创建的对象

3 公共的静态方法,用于获取当前类对象

代码

public class SingLeton_01 {
?? ?private SingLeton_01() {

?? ?}

?? ?// 防止指令重排
?? ?private volatile static SingLeton_01 s = null;

?? ?public ?static SingLeton_01 getInstance() {
?? ??? ?if (s == null) {
?? ??? ??? ?// 类锁,类中所有加锁的静态方法和语句块锁 全部锁定
?? ??? ??? ?synchronized(SingLeton_01.class){
?? ??? ??? ??? ?// 双重校验
?? ??? ??? ??? ?if ( s == null) {
?? ??? ??? ??? ??? ?s = new SingLeton_01();
?? ??? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ?
?? ??? ?}
?? ??? ?return s;
?? ?}
}