一、线程相关概念

• 进程
  1、进程是指运行中的程序，比如我们使用QQ，就启动一个进程，操作系统就会为该进程分配内存空间。当我们使用迅雷，又启动了一个线程，操作系统将为迅雷分配新的内存空间
  2、进程是程序的一次执行过程，或是正在运行的一个程序。是动态过程，有它自身的产生、存在和消亡过程
• 线程
  1、线程由进程创建的，是创建的一个实体
  2、一个进程可以有多个线程
• 其他相关概念
  1、单线程：同一时刻，只允许执行一个线程
  2、多线程：同一时刻，可以执行多个线程，比如：一个qq进程，可以同时打开多个聊天窗口，一个迅雷进程，可以同时下载多个文件
  3、并发：同一时刻，多个任务交替执行，造成一种“貌似相同”的错觉，简单的说，单核cpu实现的多任务就是并发
  4、并行：同一时刻，多个任务同时执行，多核cpu可以实现并行

二、线程基本使用

• 创建线程的两种方式
  在Java中线程来使用有两种方式
  1、继承Thread类，重写run方法
  2、实现Runnable接口，重写run方法

案例：Thread01.java

public class Thread01{
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat();
        cat.start();
    }
}

//1，当一个类继承了Thread类，该类就可以当作线程使用
//2，我们会去重写run方法，写上自己业务代码
//3，run Thread类实现了Runnable 接口的run方法
class Cat extends Thread{
    int num = 0;

    @Override
    public void run() { //重写run方法，写上自己的业务逻辑

        while (true){
            //该线程每隔1秒。在控制台输出“喵喵，我是小猫咪”
            System.out.println("喵喵，我是小猫咪"+(++num));
            //该线程休眠1秒
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (num == 8){
                break;  //当num到8，退出while，这时线程就退出..
            }

        }


    }
}

案例二 实现Runnable接口，底层使用了设计模式【代理模式】Thread02.java

public class Thread02 {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        Thread one = new Thread(dog);
        one.start();

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("主线程"+i+Thread.currentThread().getName());
        }

        Tiger tiger = new Tiger();
        ThreadProxy threadProxy = new ThreadProxy(tiger);
        threadProxy.start();
    }
}
class Animal{}

class  Tiger extends  Animal implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("老虎嗷嗷叫~~");
    }
}

//线程代理类，模拟了一个极简的Thread类
class  ThreadProxy implements Runnable{    //可以把ThreadProxy类当作Thread

    private Runnable target = null; //属性，类型是Runnable

    @Override
    public void run() {
        if (target != null){
            target.run();
        }

    }

    public ThreadProxy(Runnable target) {
        this.target = target;
    }

    public void start(){
        start0();
    }
    public void start0(){
        run();
    }
}




class Dog implements Runnable{  //通过实现Runnable接口，开发线程

    int num = 0;
    @Override
    public void run() {
        while (true){

            System.out.println("小狗汪汪叫>>"+(++num)+Thread.currentThread().getName());

            //休眠1秒
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (num ==10){
                break;
            }
        }
    }
}

继承Thread和实现Runnable接口的区别

1、从Java的设计来看，通过继承Thread或者实现Runnable接口来创建线程本质上没有区别，从jdk帮助文档我们可以看到Thread类本身就实现了Runnable接口
2、实现Runnable接口方式更加适合多个线程共享一个资源的情况，并且避免了单继承的限制

案例3：售票系统，编程模拟三个售票窗口售票，分别使用继承Thread和实现Runnable方式，并分析有什么问题？SellTicket.java

线程终止

• 基本说明
  1、当线程完成任务后，会自动退出
  2、还可以通过使用变量来控制run方法退出的方式停止线程，即通知方式

案例ThreadExit_.java

public class ThreadExit_ {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        T t1 = new T();
        t1.start();

        //如果希望main线程去控制t1线程终止，必须可以修改loop
        //让t1退出run方法，从而终止 t1线程-->通知方式


        //让主线程休眠十秒再通知t1线程退出
        System.out.println("主线程休眠10秒");
        Thread.sleep(10*1000);
        t1.setLoop(false);

    }
}



class T extends Thread{
    int num = 0;
    Boolean loop = true;

    @Override
    public void run() {
        while (loop){

            try {
                Thread.sleep(50);   //让线程休眠50毫秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("T运行中..."+(++num));
        }
    }

    public void setLoop(Boolean loop) {
        this.loop = loop;
    }
}

线程常用方法

• 常用方法第一组
  1、setName //设置线程名，使之与参数name相同
  2、getName //返回该线程名称
  3、start //使该线程开始执行；Java虚拟机底层调用该线程的start0方法
  4、run //调用线程对象run方法
  5、setPriority //更改线程的优先级
  6、getPriority //获取线程的优先级
  7、sleep //在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠
  8、interrupt //中断线程

• 注意事项
  1、start底层会创建新的线程，调用run，run就是一个简单的方法调用，不会启动新的线程
  2、线程优先级的范围
  3、interrupt，中断线程，但并没有真正结束线程。所以一般用于中断正在休眠的线程
  4、sleep：线程的静态方法，使当前线程休眠

• 常用方法第二组
  1、yield：线程的礼让。让出cpu，让其它线程执行，但礼让的时间不确定，所以不一定礼让成功
  2、join：线程的插队，插队的线程一旦插队成功，则肯定先执行完插入的线程所有的任务
  案例：ThreadMethod02.java 创建一个子线程，每隔1s输出hello，输出20次，主线程每隔1秒，输出hi，输出20次。要求：两个线程同时执行，当主线程输出5次后，就让子线程运行完毕，主线程再继续

public class ThreadMethod02 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        T2 t2 = new T2();
        t2.start();

        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("主线程  吃了"+i+"个包子");
            if (i == 5){
                System.out.println("主线程（小弟）让   子线程（老大）先吃完");
//                t2.join();
                Thread.yield();
                System.out.println("线程(老大) 吃完了   主线程（小弟）接着吃..");
            }
        }
    }
}

class T2 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            try {
                Thread.sleep(1000);     //休眠1秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("子线程 吃了"+i+"个包子");
        }
    }
}

• 用户线程和守护线程
  1、用户线程：也叫工作线程，当线程的任务执行完或通知方式结束
  2、守护线程：一般是为工作线程服务的，当所有的用户线程结束，守护线程自动结束
  3、常见的守护线程：垃圾回收机制

案例：ThreadMethod03.java

//将一个线程设置成守护线程
public class ThreadMethod03 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        T3 t3 = new T3();
        //如果我们希望当mian线程结束，子线程自动结束
        //只需要将子线程设置为守护线程即可
        t3.setDaemon(true);
        t3.start();


        for (int i = 0; i < 10; i++) {  //主线程
            System.out.println("宝强在幸苦的工作。。。。");
            Thread.sleep(1000);
        }

    }
}


class T3 extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for ( ; ; ){
            try {
                Thread.sleep(50);   //休眠50毫秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("马蓉和宋哲快乐聊天，哈哈哈~~~");
        }
    }
}

线程的生命周期

• JDK中用Thread.State枚举表示了线程的几种状态

Synchronized

• 线程同步机制

1、在多线程编程，一些敏感数据不允许被多个线程同时访问，此时就使用同步访问技术，保证数据在任何同一时刻，最多有一个线程访问，以保证数据的完整性

2、也可以这样理解：线程同步，即当有一个线程在对内存进行操作时，其他线程都不可以对这个内存地址进行操作，直到该线程完成操作，其他线程才能对该内存地址进行操作

• 同步具体方法-Synchronized

1、同步代码块
synchronized(对象) { //得到对象锁，才能操作同步代码
//需要被同步代码
}

2、synchronized还可以放在方法中声明，表示整个方法为同步方法
public synchronized void m(String name){
//需要被同步的代码
}

3、如何理解：
就好像某小伙伴上厕所前先把门关上（上锁），完事后再出来（解锁），那么其他小伙伴就可在使用厕所了

4、使用Synchronized解决售票问题

代码

public class SellTicket {
    public static void main(String[] args) {
        
        //测试
        SellTicket03 sellTicket03 = new SellTicket03();
        new Thread(sellTicket03).start();   //第1个线程-窗口
        new Thread(sellTicket03).start();   //第2个线程-窗口
        new Thread(sellTicket03).start();   //第3个线程-窗口

    }

}


//使用synchronized实现线程同步
class SellTicket03 implements Runnable{

    private  int ticketNum = 100;   //让多个线程共享ticketNum
    private Boolean loop = true;


    public synchronized void sell(){ //同步方法，在同一时刻，只能有一个线程来执行run方法
        if (ticketNum<=0){
            System.out.println("售票结束");
            loop = false;
            return;
        }
        try {
            Thread.sleep(50);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("窗口"+Thread.currentThread().getName() + "售出一张票"
                + "剩余票数" + (--ticketNum));
    }

    @Override
    public  void run() {
        while (loop){

            sell(); //sell方法是一个同步方法

        }
    }
}

互斥锁

1、Java语言中，引入了对象互斥锁的概念，来保证共享数据操作的完整性
2、每个对象都对应于一个可称为“互斥锁”的标记，这个标记用来保证在任一时刻，只能有一个线程访问该对象。
3、关键字synchronized来与对象的互斥锁联系，当某个对象用synchronized修饰时，表明该对象在任一时刻只能由一个线程访问
4、同步的局限性：导致程序的执行效率降低
5、同步方法（非静态的）的锁可以是this，也可以是其他对象（要求是同一个对象）
6、同步方法（静态的）的锁为当前类本身

• 注意事项
  1、同步方法如果没有使用static修饰：默认锁对象为this
  2、如果方法使用static修饰，默认锁对象：当前类.class

3、实现的落地步骤：

• 需要先分析上锁的代码
• 选择同步代码块或同步方法
• 要求多个线程的锁对象为同一个即可

线程的死锁

• 基本介绍
  多个线程都占用了对方的锁资源，但不肯相让，导致了死锁，在编程是一定要避免死锁的发生

• 应用案例
  妈妈：你先完成作业，才让你玩手机
  小明：你先让我玩手机，我才完成作业

应用案例：DeadLock01.java

//模拟线程死锁
public class DeadLock01 {
    public static void main(String[] args) {
        DeadLockDemo A = new DeadLockDemo(true);
        DeadLockDemo B = new DeadLockDemo(false);
        A.setName("A线程");
        B.setName("B线程");
        A.start();
        B.start();


    }
}

class DeadLockDemo extends Thread{
    static Object o1 = new Object();
    static Object o2 = new Object();

    boolean flag;

    public DeadLockDemo(boolean flag){
        this.flag = flag;
    }



    @Override
    public void run() {
//下面业务逻辑的分析
        //1、如果flag 为 T，线程A就会先得到/持有o1对象锁，然后尝试去获取 o2 对象锁
        //2、如果线程A 得不到  o2对象锁，就会Blocked
        //3、如果flag 为F，线程B就会先得到/持有 o2 对象锁，然后尝试去获取 o1 对象锁
        //4、如果线程B得不到 o1 对象锁，就会Blocked
        if (flag){
            synchronized (o1){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"进入1");
                synchronized (o2){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"进入2");
                }
            }
        }else {
            synchronized (o2){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"进入3");
                synchronized (o1){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"进入4");
                }
            }
        }
    }
}

释放锁

• 下面操作会释放锁
  1、当前线程的同步方法、同步代码块执行结束

2、当前线程在同步代码块、同步方法中遇到break、return。
案例：没有正常的完事，经理叫他修改bug，不得已出来

3、当前线程在同步代码块、同步方法中出现了未处理的Error或Exception，导致异常结束

4、当前线程在同步代码块、同步方法中执行了线程对象的wait()方法，当前线程暂停，并释放锁

• 下面操作不会释放锁
  1、线程执行同步代码块或同步方法时，程序调用Thread.sleep()、Thread.yield()方法暂停当前线程的执行，不会释放锁

2、线程执行同步代码块或同步方法时，其他线程调用了该线程的suspend()方法将该线程挂起，该线程不会释放锁。

| 提示：应尽量避免使用suspend()和resume()来控制线程，方法不再推荐使用

作业1：编程取款的线程

代码

//编程取款的线程
public class Homework03 {
    public static void main(String[] args) {
        T t = new T();
        Thread thread1 = new Thread(t);
        Thread thread2 = new Thread(t);
        thread1.setName("t1");
        thread2.setName("t2");
        thread1.start();
        thread2.start();


    }
}

//因为这里涉及到多个线程共享资源问题，所以我们使用实现Runnable方式
class  T implements Runnable{

    private int money = 10000;

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            //这里使用了synchronized实现了线程同步，当多个线程执行到这里时就会争夺this对象锁
            synchronized (this){
                //先判断余额是否够
                if (money < 1000){
                    System.out.println("余额不足");
                    break;
                }

                money -= 1000;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 取出了1000块"+"当前余额="+money);
            }

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

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