程序，进程，线程的基本概念+并行与并发：
程序：
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。进程：
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。-------生命周期线程：
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 即：线程《线程（一个程序可以有多个线程）程序：
静态的代码 进程：动态执行的程序线程：
进程中要同时干几件事时，每一件事的执行路径成为线程。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，比如秒杀平台，多个人做同件事线程的调度
调度策略： 时间片：线程的调度采用时间片轮转的方式 抢占式：高优先级的线程抢占CPU Java的调度方法： 1.对于同优先级的线程组成先进先出队列（先到先服务），使用时间片策略 2.对高优先级，使用优先调度的抢占式策略多线程的创建方式有两种
1.实现runbale接口重写run方法
2.继承Thread类
start与run方法的区别：
start方法的作用：1.启动当前线程
2.调用当前线程的重写的run方法（在主线程中生成子线程，有两条线程）
调用start方法以后，一条路径代表一个线程，同时执行两线程时，因为时间片的轮换，所以执行过程随机分配，且一个线程对象只能调用一次start方法。 run方法的作用：在主线程中调用以后，直接在主线程一条线程中执行了该线程中run的方法。（调用线程中的run方法，只调用run方法，并不新开线程）
总结：我们不能通过run方法来新开一个线程，只能调用线程中重写的run方法（可以在线程中不断的调用run方法，但是不能开启子线程，即不能同时干几件事），start是开启线程，再调用方法（即默认开启一次线程，调用一次run方法，可以同时执行几件事）
Runnable接口应该由其实例旨在由线程执行的任何类实现。 该类必须定义一个名为run的无参数方法。 此接口旨在为希望在活动时执行代码的对象提供通用协议。 例如， Runnable是由类Thread实现的。 处于活动状态仅意味着线程已启动且尚未停止。 此外， Runnable提供了使类处于活动状态而不是子类化Thread 。 通过实例化Thread实例并将自身作为目标传入，实现Runnable的类可以在不继承Thread的情况下运行。 在大多数情况下，如果您只打算覆盖run()方法而不打算覆盖其他Thread方法，则应该使用Runnable接口。 这很重要，因为除非程序员打算修改或增强类的基本行为，否则类不应被子类化
多线程例子
1.实现Runnable接口重写run方法
package com.qf;
/**
* @author Xuyijun
* @classname runableTest.java
* @create 2021-10-26, 星期二, 16:04:20
*/
public class runableTest {
public static void main(String[] args) {
Window3 window3 = new Window3();
Thread t1 = new Thread(window3);
Thread t2 = new Thread(window3);
Thread t3 = new Thread(window3);
t1.setName("售票员1");
t2.setName("售票员2");
t3.setName("售票员3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class Window3 implements Runnable{
private int ticket=100;
@Override
public void run() {
while (true){
if (ticket>0){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"当前售出第"+ticket+"张票");
ticket--;
}else {
break;
}
}
}
}
2.继承Thread类
package com.qf;
import java.awt.*;
/**
* @author Xuyijun
* @classname threadTest.java
* @create 2021-10-26, 星期二, 15:52:10
*/
public class threadTest extends Thread {
public static void main(String[] args) {
Window window1 = new Window();
Window window2 = new Window();
Window window3 = new Window();
window1.setName("售票口1");
window2.setName("售票口2");
window3.setName("售票口3");
window1.start();
window2.start();
window3.start();
}
static class Window extends Thread{
private int ticket=100;
@Override
public void run() {
while (true){
if (ticket>0) {
try {
if (ticket>0){
sleep(100);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(getName()+"当前售出第"+ticket+"张票");
ticket--;
} else {
break;
}
}
}
}
}
比较创建线程的两种方式：
开发中，优先选择实现Runable接口的方式
原因
1：实现的方式没有类的单继承性的局限性
2：实现的方式更适合用来处理多个线程有共享数据的情况
联系：Thread也是实现自Runable，两种方式都需要重写run（）方法，将线程要执行的逻辑声明在run中
3.新增的两种创建多线程方式
1.实现callable接口方式： 与使用runnable方式相比，callable功能更强大些： runnable重写的run方法不如callaalbe的call方法强大，call方法可以有返回值 方法可以抛出异常 支持泛型的返回值 需要借助FutureTask类，比如获取返回结果package com.qf;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
/**
* @author Xuyijun
* @classname CallableTest.java
* @create 2021-10-28, 星期四, 13:35:23
*/
public class CallableTest {
public static void main(String[] args) {
Window window = new Window();
// 通过futureTask对象的get方法来接收futureTask的值
FutureTask futureTask=new FutureTask(window);
Thread t1 = new Thread(futureTask);
t1.setName("售票员1");
t1.start();
try {
Object o = futureTask.get();
System.out.println(o);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
static class Window implements Callable{
private int ticket=100;
@Override
public Object call() throws Exception {
while (true){
if (ticket>0){
Thread.sleep(100);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"当前售出第"+ticket+"张票");
ticket--;
}else {
break;
}
}
return ticket;
}
}
}
4.使用线程池的方式：
背景：经常创建和销毁，使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。
思路：提前创建好多个线程，放入线程池之，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁，实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。（数据库连接池）
好处：提高响应速度（减少了创建新线程的时间） 降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建） 便于线程管理package com.qf;
import com.google.common.util.concurrent.ThreadFactoryBuilder;
import java.util.concurrent.*;
/**
* @author Xuyijun
* @classname ThreadPoolTest.java
* @create 2021-10-28, 星期四, 14:43:07
*/
public class ThreadPoolTest {
/**
* 创建线程的方式四：使用线程池（批量使用线程）
*1.需要创建实现runnable或者callable接口方式的对象
* 2.创建executorservice线程池
* 3.将创建好的实现了runnable接口类的对象放入executorService对象的execute方法中执行。
* 4.关闭线程池
*/
public static void main(String[] args) {
// 创建线程工厂并设置线程名字，方便出错时回溯
// ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder()
// .setNameFormat("demo-pool-%d").build();
ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("售票员-%d").build();
/* corePoolSize – 要保留在池中的线??程数，即使它们处于空闲状态，除非设置了allowCoreThreadTimeOut
maximumPoolSize – 池中允许的最大线程数
keepAliveTime – 当线程数大于核心数时，这是多余空闲线程在终止前等待新任务的最长时间。
unit – keepAliveTime参数的时间单位
workQueue – 用于在执行任务之前保存任务的队列。 这个队列将只保存execute方法提交的Runnable任务。
threadFactory – 执行程序创建新线程时使用的工厂
handler – 执行被阻塞时使用的处理程序，因为达到了线程边界和队列容量*/
ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(5,200,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingDeque<Runnable>(1024),namedThreadFactory,new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
Window1 window1 = new Window1();
Window2 window2 = new Window2();
// 执行线程
executorService.execute(window1);
executorService.execute(window2);
// 关闭线程池
executorService.shutdown();
}
}
class Window1 implements Runnable{
private int ticket=100;
@Override
public void run() {
while (true){
if (ticket>0){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"当前售出第"+ticket+"张票");
ticket--;
}else {
break;
}
}
}
}
class Window2 implements Runnable{
private int ticket=100;
@Override
public void run() {
while (true){
if (ticket>0){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"当前售出第"+ticket+"张票");
ticket--;
}else {
break;
}
}
}
}
这里贴一张阿里Java开发规范
需要的java依赖
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
<version>16.0.1</version>
</dependency>
线程通信方法：
wait()/ notify()/ notifayAll():此三个方法定义在Object类中的，因为这三个方法需要用到锁，而锁是任意对象都能充当的，所以这三个方法定义在Object类中。 由于wait，notify，以及notifyAll都涉及到与锁相关的操作wait（在进入锁住的区域以后阻塞等待，释放锁让别的线程先进来操作）---- Obj.wait 进入Obj这个锁住的区域的线程把锁交出来原地等待通知
notify（由于有很多锁住的区域，所以需要将区域用锁来标识，也涉及到锁） ----- Obj.notify 新线程进入Obj这个区域进行操作并唤醒wait的线程 有点类似于我要上厕所，我先进了厕所关了门，但是发现厕所有牌子写着不能用，于是我把厕所锁给了别人，别人进来上厕所还是修厕所不得而知，直到有人通知我厕所好了我再接着用。 所以wait，notify需要使用在有锁的地方，也就是需要用synchronize关键字来标识的区域，即使用在同步代码块或者同步方法中，且为了保证wait和notify的区域是同一个锁住的区域，需要用锁来标识，也就是锁要相同的对象来充当
一个线程的生命周期
线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。
下图显示了一个线程完整的生命周期。
-
新建状态:
使用 new 关键字和 Thread 类或其子类建立一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态。它保持这个状态直到程序 start() 这个线程。 -
就绪状态:
当线程对象调用了start()方法之后，该线程就进入就绪状态。就绪状态的线程处于就绪队列中，要等待JVM里线程调度器的调度。 -
运行状态:
如果就绪状态的线程获取 CPU 资源，就可以执行
run()，此时线程便处于运行状态。处于运行状态的线程最为复杂，它可以变为阻塞状态、就绪状态和死亡状态。 -
阻塞状态:
如果一个线程执行了sleep（睡眠）、suspend（挂起）等方法，失去所占用资源之后，该线程就从运行状态进入阻塞状态。在睡眠时间已到或获得设备资源后可以重新进入就绪状态。可以分为三种： -
等待阻塞：运行状态中的线程执行 wait() 方法，使线程进入到等待阻塞状态。
-
同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为同步锁被其他线程占用)。
-
其他阻塞：通过调用线程的 sleep() 或 join() 发出了 I/O 请求时，线程就会
进入到阻塞状态。当sleep() 状态超时，join() 等待线程终止或超时，或者 I/O 处理完毕，线程重新转入就绪状态。
- 死亡状态:
一个运行状态的线程完成任务或者其他终止条件发生时，该线程就切换到终止状态。
线程的同步：在同步代码块中，只能存在一个线程。
线程的安全问题:
什么是线程安全问题呢？
线程安全问题是指，多个线程对同一个共享数据进行操作时，线程没来得及更新共享数据，从而导致另外线程没得到最新的数据，从而产生线程安全问题。
上述例子中：创建三个窗口卖票，总票数为100张票
1.卖票过程中，出现了重票（票被反复的卖出，ticket未被减少时就打印出了）错票。
2.问题出现的原因：当某个线程操作车票的过程中，尚未完成操作时，其他线程参与进来，也来操作车票。（将此过程的代码看作一个区域，当有线程进去时，装锁，不让别的线程进去） 生动理解的例子：有一个厕所，有人进去了，但是没有上锁，于是别人不知道你进去了，别人也进去了对厕所也使用造成错误。
3.如何解决：当一个线程在操作ticket时，其他线程不能参与进来，直到此线程的生命周期结束
4.在java中，我们通过同步机制，来解决线程的安全问题。 方式一：同步代码块 使用同步监视器（锁） Synchronized（同步监视器）{ //需要被同步的代码 } 说明： 1. 操作共享数据的代码（所有线程共享的数据的操作的代码）（视作卫生间区域（所有人共享的厕所）），即为需要共享的代码（同步代码块，在同步代码块中，相当于是一个单线程，效率低） 2. 共享数据：多个线程共同操作的数据，比如公共厕所就类比共享数据 3. 同步监视器（俗称：锁）：任何一个的对象都可以充当锁。（但是为了可读性一般设置英文成lock）当锁住以后只能有一个线程能进去（要求:多个线程必须要共用同一把锁，比如火车上的厕所，同一个标志表示有人） Runable天生共享锁，而Thread中需要用static对象或者this关键字或者当前类（window。class）来充当唯一锁方式二：同步方法
使用同步方法，对方法进行synchronized关键字修饰 将同步代码块提取出来成为一个方法，用synchronized关键字修饰此方法。 对于runnable接口实现多线程，只需要将同步方法用synchronized修饰 而对于继承自Thread方式，需要将同步方法用static和synchronized修饰，因为对象不唯一（锁不唯一） 总结：
1.同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显示的声明。
2.非静态的同步方法，同步监视器是this 静态的同步方法，同步监视器是当前类本身。继承自Thread。class
package com.qf;
/**
* @author Xuyijun
* @classname SynchronizedTest.java
* @create 2021-10-29, 星期五, 10:16:30
*/
public class SynchronizedTest extends Thread {
public static void main(String[] args) {
Window window1 = new Window();
Thread t1 = new Thread(window1);
Thread t2 = new Thread(window1);
Thread t3 = new Thread(window1);
t1.setName("售票员1");
t2.setName("售票员2");
t3.setName("售票员3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class Window implements Runnable{
private int ticket=100;
@Override
public void run() {
while (true){
synchronized (this) {
if (ticket>0){
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"当前售出第"+ticket+"张票");
ticket--;
}else {
break;
}
}
}
}
}
方式三：JDK5.0新增的lock锁方法
package com.qf;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
/**
* @author Xuyijun
* @classname ReentrantLockTest.java
* @create 2021-10-29, 星期五, 10:41:03
*/
public class ReentrantLockTest {
public static void main(String[] args) {
Window4 window1 = new Window4();
Thread t1 = new Thread(window1);
Thread t2 = new Thread(window1);
Thread t3 = new Thread(window1);
t1.setName("售票员1");
t2.setName("售票员2");
t3.setName("售票员3");
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}
class Window4 implements Runnable{
private int ticket=100;
// 使用给定的公平策略创建一个新的ReentrantLock 。
//
//参数：
//公平 - 如果此锁应使用公平排序策略，则为true
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);
@Override
public void run() {
while (true){
lock.lock();
try {
if (ticket > 0) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "当前售出第" + ticket + "张票");
ticket--;
} else {
break;
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
总结：Synchronized与lock的异同？
相同：二者都可以解决线程安全问题
不同：synchronized机制在执行完相应的代码逻辑以后，自动的释放同步监视器 lock需要手动的启动同步（lock（）），同时结束同步也需要手动的实现（unlock（））（同时以为着lock的方式更为灵活） 优先使用顺序： LOCK-》同步代码块-》同步方法
死锁问题
甲现在要去吃饭他先去拿碗，然后等筷子，乙先去拿筷子，然后等碗，然后两个人就这样一直等着package com.qf;
/**
* @author Xuyijun
* @classname DeadLockTest.java
* @create 2021-10-29, 星期五, 11:22:54
*/
public class DeadLockTest {
public static void main(String[] args) {
final String lock1="碗";
final String lock2="筷子";
new Thread("线程1"){
@Override
public void run() {
synchronized (lock1) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了"+lock1+"还差"+lock2);
try {
Thread.sleep(5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"睡眠5ms结束");
synchronized (lock2){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获得"+lock2);
}
}
}
}.start();
new Thread("线程2"){
@Override
public void run() {
synchronized (lock2) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"拿到了"+lock2+"还差"+lock1);
try {
Thread.sleep(5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"睡眠5ms结束");
synchronized (lock1){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获得"+lock1);
}
}
}
}.start();
}
}
运行结果打印
死锁产生的4个必要条件
1、互斥：某种资源一次只允许一个进程访问，即该资源一旦分配给某个进程，其他进程就不能再访问，直到该进程访问结束。
2、占有且等待：一个进程本身占有资源（一种或多种），同时还有资源未得到满足，正在等待其他进程释放该资源。
3、不可抢占：别人已经占有了某项资源，你不能因为自己也需要该资源，就去把别人的资源抢过来。
4、循环等待：存在一个进程链，使得每个进程都占有下一个进程所需的至少一种资源。