多线程和多线程同步

多线程

多线程的优缺点

• 优点

  1. 提升资源利用率
  2. 提高用户体验

• 缺点:

  1. 降低了其他线程的执行概率
  2. 用户会感受到软件的卡顿问题
  3. 增加的系统，资源压力
  4. 多线程情况下的共享资源问题，线程冲突，线程安全问题

创建自定义线程类的两种方式

• class Thread类

  • Java中的一个线程类
  • Thread类是Runnable接口的实现类，同时提供了很多线程的操作使用的方法。

• interface Runnable接口

  • 这里规定了what will be run?
  • 里面只有一个方法 run方法

• 方式一:

  • 自定义线程类，继承Thread类，重写run方法
  • 创建自定义线程对象，直接调用start方法，开启线程

• 方式二：

  • 自定义线程类，遵从Runnable接口
  • 使用自定义遵从接口Runnable实现类对象，作为Thread构造方法参数
  • 借助于Thread类对象和start方法，开启线程

【推荐】
以上两种方式，推荐使用方拾二，遵从Runnable接口来完成自定义线程，不影响正常的继承逻辑，并且可以使用匿名内部类来完成线程代码块的书写。

package com.qfedu.a_thread;

/*
 * 自定义线程类MyThread1继承Thread类
 */
class MyThread1 extends Thread {
	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			System.out.println("继承Thread类自定义线程类");
		}
	}
}

/*
 * 自定义线程类MyThread2遵从Runnable接口
 */
class MyThread2 implements Runnable {

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			System.out.println("遵从Runnable接口实现自定义线程类");
		}
	}
}

public class Demo1 {
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {
				for (int i = 0; i < 100; i++) {
					System.out.println("匿名内部类方式创建对象，作为线程执行代码");
				}
			}
		}).start();
		// 创建一个继承Thread类自定义线程类对象
		MyThread1 myThread1 = new MyThread1();
		// 这里不是启动线程，而且将run方法做出一个普通方法执行。
		// myThread1.run();
		myThread1.start();
		
		// 创建一个Thread类对象，使用遵从Runnable接口的实现类作为构造方法参数
		Thread thread = new Thread(new MyThread2());
		// 借助于Thread类内的start方法开启线程
		thread.start();

		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			System.out.println("main线程");
		}
	}
}

自定义线程执行流程简述

Thread类需要了解的方法

• 构造方法 Constructor

  • Thread();
    分配一个新的线程对象，无目标，无指定名字
  • Thread(Runnable target);
    创建一个新的线程对象，并且在创建线程对象的过程中，使用Runnable接口的实现类
    对象作为执行的线程代码块目标
  • Thread(String name);
    创建一个新的线程，无指定目标，但是指定当前线程的名字是什么
  • Thread(Runnable target, String name);
    创建一个线程的线程对象，使用Runnable接口实现类对象，作为执行目标，并且指定
    name作为线程名

• 成员方法:

  • void setName(String name);

  • String getName();
    以上两个是name属性setter和getter方法

  • void setPriority(int Priority);
    设置线程的优先级，非一定执行要求，只是增加执行的概率
    优先级数值范围 [1 - 10] 10最高 1最低 5默认

  • int getPriority();
    获取线程优先级

  • void start();
    启动线程对象

  • public static void sleep(int ms);
    当前方法是静态方法，通过Thread类调用，要求是当前所在线程代码块对应的线程，
    进行休眠操作，休眠指定的毫秒数

  • public static Thread currentThread();
    当前方法是静态方法，通过Thread类调用，获取当前所处代码块对应的线程对象。

线程安全问题和解决方案

线程安全问题–共享资源能使用问题

<<湄公河行动>>
100张票

淘票票CGV 美团 猫眼
三个销售渠道，100张票是一个共享资源！！！
三个销售渠道，可以认为是三个销售线程！！！

• 问题一：
  100张票共享资源问题，选什么来保存

  • 局部变量：
    在方法内，如果run方法执行，存在，run方法当前执行完毕，销毁。
    每一个线程对象中都有run方法，无法满足共享问题
  • 成员变量：
    每一个线程对象中，都有一个对应的成员变量，非共享资源。
  • 静态成员变量：
    属于类变量，所有的当前类对象，使用的静态成员变量都是一个，而且一处修改，处处
    受影响。【共享资源】

• 问题二:
  资源冲突问题
  

同步代码块

synchronized (/* 锁对象 */) {
    
}

/*
特征:
 	1. synchronized 小括号里面的对象是锁对象，并且要求如果是多线程的情况下，锁对象必须是同一个对象。
 	2. synchronized 大括号中的代码块就是需要进行同步的代码，或者说是加锁的代码，大括号里面的内容，有且只允许一个线程进入。
 	3. 同步代码块越短越好，在保证安全的情况下，提高性能
 
问题:
	1. 目前锁对象感觉很随意，存在一定的隐患
	2. 代码层级关系很复杂，看着有点麻烦
*/

同步方法

• synchronized 作为关键字来修饰方法，修饰的方法就是对应的同步方
  有且只允许一个线程进入，到底是谁来完成的加锁操作?

1. 静态成员方法
   锁对象，是当前类对应的字节码文件.class 类名.class
2. 非静态成员方法
   锁对象就是当前类对象 this

• 选择同步方法是否使用static修饰问题

  1. 如果非static修饰，要保证执行的线程对象有且只有一个，因为锁对象就是当前线程对
     象

  2. 如果是static修饰，锁对象具有唯一性，多个线程使用的锁是同一个锁。

Lock锁

• Java提供了一个对于线程安全问题，加锁操作相对于同步代码块和同步方法更加广泛的一种操作方式。

1. 对象化操作。
   创建Lock构造方法
   Lock lock = new ReentrantLock();
2. 方法化操作。
   开锁:
   unlock();
   加锁:
   lock();

三种加锁方式的总结

1. 一锁一线程，一锁多线程问题。
   使用对应的锁操作对应的线程，考虑静态和非静态问题。
   同步方法和Lock锁使用。
   静态是一锁多目标，非静态是一锁一目标

2. 涉及到同步问题时，要考虑好锁对象的选择问题
   同步代码块，同步方法，Lock对象。

守护线程

• 守护线程，也称之为后台线程，如果当前主线程GG思密达，守护线程也就GG思密达。

• 守护线程一般用于:

  1. 自动下载
  2. 操作日志
  3. 操作监控

• 方法是通过线程对象

  • setDeamon(boolean flag);
  • true为守护线程
  • false缺省属性，正常线程

线程状态

六种线程状态

• 线程有如果按照java.lang.Thread.State枚举方式来考虑，一共提供了6中状态。

状态	导致状态的发生条件
NEW(新建)	线程刚刚被创建，没有启动，没有调用start方法
RUNNABLE(可运行)	线程已经可以在JVM中运行，但是是否运行不确定，看当前线程是否拥有CPU执行权
BLOCKED(锁阻塞)	当前线程进入一个同步代码需要获取对应的锁对象，但是发现当前锁对象被其他线程持有，当前线程会进入一个BLOCKED。如果占用锁对象的线程打开锁对象，当前线程持有对应锁对象，进入Runnable状态
WAITING(无限等待)	通过一个wait方法线程进入一个无限等待状态，这里需要另外一个线程进行唤醒操作。进入无限等待状态的线程是无法自己回到Runnable状态，需要其他线程通过notify或者notifyAll方法进行唤醒操作
TIMED_WAITING(计时等待)	当前线程的确是等待状态，但是会在一定时间之后自动回到Runnable状态，例如 Thread.sleep() 或者是Object类内的wait(int ms);
TERMINATED(被终止)	因为Run方法运行结束正常退出线程，或者说在运行的过程中因为出现异常导致当前线程GG思密达

TIMED_WAITING(计时等待)

• Thread.sleep(int ms);
  在对应线程代码块中，当前线程休眠指定的时间。

• Object类内 wait(int ms);

  • 让当前线程进入一个计时等待状态
    1. 规定的时间及时完毕，线程回到可运行状态
    2. 在等待时间内，通过其他线程被notify或者notifyAll唤醒

• Sleep方法

  1. 调用之后休眠指定时间
  2. sleep方法必须执行在run方法内，才可以休眠线程
  3. sleep不会打卡当前线程占用的锁对象。
     

BLOCKED(锁阻塞)

• 线程中有锁存在，线程需要进入带有锁操作的同步代码，如果锁对象被别人持有，只能在锁外等待

• 锁阻塞状态的线程是否能够抢到锁对象有很多因素

  1. 优先级问题，非决定因素
  2. CPU执行概率问题。

• 后期高并发一定会存在多线程操作锁对象问题，秒杀，抢购…
  队列方式来处理