【JavaSE】多線程基礎

線程

進程中的單個順序控制流，是一條執行路徑

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單線程：一個進程如果只有一條執行路徑，則稱爲單線程程序

多線程：一個進程如果有多條執行路徑，則稱爲多線程程序

多線程的實現方式

• 繼承Thread類，並重寫run()方法
• 實現Runnable接口，並重寫run()方法

run()方法：用來封裝被線程執行的代碼

start()方法：啓動線程；然後由JVM調用此線程的run()方法

相比繼承Thread類，實現Runnable接口的好處：

• 避免了Java單繼承的侷限性
• 適合多個相同程序的代碼去處理同一個資源的情況，把線程和程序的代碼、數據有效分離，較好的體現了面向對象的設計思想

設置和獲取線程名稱

Thread類中設置和獲取線程名稱的方法：

• void setName(String name)：將此線程的名稱更改爲等於參數name

• String getName()：返回此線程的名稱

• 通過構造方法也可以設置線程名稱

  // 這是Thread類中的一個構造方法，傳遞的參數name就是線程名
  // 需要通過繼承Thread的類中的構造方法裏調用super(name)
  public Thread(String name) {
      init(null, null, name, 0);
  }
  

如何獲取main()方法所在的線程名稱？

• public static Thread currentThread()：返回對當前正在執行的線程對象的引用

線程調度（線程優先級）

線程有兩種調度模型

• 分時調度模型：所有線程輪流使用CPU的使用權，平均分配每個線程佔用CPU的時間片
• 搶佔式調度模型：優先讓優先級高的線程使用CPU，如果線程的優先級相同，那麼會隨機選擇一個，獲取的CPU時間片相對多一些

Java使用的是搶佔式調度模型

假如計算機只有一個CPU，那麼CPU在某一時刻只能執行一條指令，線程只有得到CPU時間片，也就是使用權，纔可以執行指令。所以說多線程程序的執行是有隨機性，因爲誰搶到CPU的使用權是不一定的

Thread類中設置和獲取線程優先級的方法：

• public final int getPriority()：返回此線程的優先級
• public final void setPriority(int newPriority)：更改此線程的優先級

線程默認優先級爲：5；線程優先級的範圍是：1-10

Thread類中有三個靜態變量分別代表了線程優先級的最大值、最小值和默認值：

// 線程優先級的範圍
System.out.println("這是優先級最大值：" + Thread.MAX_PRIORITY); // 10
System.out.println("這是優先級最小值：" + Thread.MIN_PRIORITY); // 1
System.out.println("這是優先級默認值：" + Thread.NORM_PRIORITY); // 5

線程優先級高僅僅表示線程獲取的CPU時間片的機率高，但是要在次數比較多，或者多次運行的時候才能看到你想要的效果

線程控制

Thread類中控制線程的幾個方法：

• static void sleep(long millis)：使當前正在執行的線程停留（暫停執行）指定的毫秒數**（注：1秒=1000毫秒）**

• void join()：等待這個線程死亡

  t.join()方法只會使主線程進入等待池並等待t線程執行完畢後纔會被喚醒。並不影響同一時刻處在運行狀態的其他線程

  // 啓動線程
  mt1.start();
  mt2.start();
  // mt1調用join()方法，等待mt1該線程死亡纔會繼續執行其他代碼
  // 但不影響同一時刻處在運行狀態的其他線程（mt2還在執行）
  mt1.join();
  // 這時mt1線程死亡，開始執行下面的代碼
  mt3.start();
  System.out.println("---");
  

• void setDaemon(boolean on)：將此線程標記爲守護線程，當運行的線程都是守護線程時，Java虛擬機將退出

線程安全

線程同步保證了多線程數據安全

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同步代碼塊

• 格式：

synchronized(任意對象){
    多條語句操作共享數據的代碼
}

• synchronized(任意對象)：就相當於給代碼加鎖了，任意對象就可以看成是一把鎖

同步代碼塊的好處和弊端

• 好處：解決了多線程的數據安全問題
• 弊端：當線程很多時，因爲每個線程都會去判斷同步上的鎖，這是很耗費資源的,無形中會降低程序的運行效率

同步方法

同步方法

就是把synchronized關鍵字加到方法上

• 格式：

  修飾符 synchronized 返回值類型 方法名(方法參數){ }
  

同步方法的鎖對象

• this

同步靜態方法

就是把synchronized關鍵字加到靜態方法上

• 格式：

  修飾符 static synchronized 返回值類型 方法名 (方法參數){ }
  

同步靜態方法的鎖對象

• 類名.class

線程安全的類

StringBuffer

• 線程安全，可變的字符序列
• 從版本JDK 5開始，被StringBuilder 替代。通常應該使用StringBuilder類，因爲它支持所有相同的操作，但它更快，因爲它不執行同步

Vector

• 從Java 2平臺v1.2開始，該類改進了List接口，使其成爲Java Collections Framework的成員。與新的集合實現不同，Vector被同步。 如果不需要線程安全的實現，建議使用ArrayList代替Vector

Hashtable

• 該類實現了一個哈希表，它將鍵映射到值。任何非null對象都可以用作鍵或者值
• 從Java 2平臺v1.2開始，該類進行了改進，實現了Map接口，使其成爲Java Collections Framework的成員。與新的集合實現不同，Hashtable被同步。 如果不需要線程安全的實現， 建議使用HashMap代替Hashtable

Lock鎖

雖然我們可以理解同步代碼塊和同步方法的鎖對象問題，但是我們並沒有直接看到在哪裏加上了鎖，在哪裏釋放了鎖，爲了更清晰的表達如何加鎖和釋放鎖，JDK5以後提供了一個新的鎖對象Lock

Lock實現提供比使用synchronized方法和語句可以獲得更廣泛的鎖定操作

Lock中提供了獲得鎖和釋放鎖的方法

• void lock()：獲得鎖
• void unlock()：釋放鎖

Lock是接口不能直接實例化，這裏採用它的實現類ReentrantLock來實例化

ReentrantLock的構造方法

• ReentrantLock()：創建一個ReentrantLock的實例

注意事項

注意：必須在try裏調用lock()方法！

原因：如果程序出問題，釋放鎖的操作可能不會被執行。

格式：

// 這樣就算程序出錯，釋放鎖的操作依然會執行
try{
    lock.lock();
    ...
        }finally{ lock.unlock();
        }