JavaSE：多线程学习
01 初识进程
1.1 Process & Thread
1、首先简要介绍程序。程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，只是一个静态的概念。
2、进程则是执行程序的一次执行过程，是一个动态的概念。是系统资源分配的单位。
3、通常在一个进程中可以包含若干线程。线程是CPU调度和执行的单位。
PS：很多线程是模拟出来的，真正的多线程是指有多个CPU，即多核，如服务器。如果是模拟出来的多线程，即在只有一个CPU的情况下，在同一个时间点，CPU只能执行一条代码。由于切换速度很快，所以会出现同时运行的错觉。
4、线程：
- 线程就是独立的执行路径；
- 在程序运行时，哪怕没有手动创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程（垃圾回收）；
- main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序；
- 在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器（CPU）安排调度。调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能人为干预的；
- 对同一份资源进行操作时，会出现资源争夺，需要加入并发控制。
- 线程会带来额外的花销，如CPU调度时间，并发控制消耗。
- 每个内存在自己的工作内存交互，内存控制不当会出现数据不一致。
02 创建线程
2.1 多线程有三种创建方式
1、Thread class（通过继承Thread类）
2、Runnable接口（实现Runnable接口）
3、Callable接口（实现Callable接口）
2.2 Thread类
1、自定义线程类继承Thread类
2、重写run()方法，编写线程执行体
3、在别的类中创建该线程单位，调用start()方法启动多线程。
2.1-2.2小结
继承Thread类
-
子类继承Thread类具备多线程能力
-
启动线程：thread类.start（）
-
但不建议使用，避免OOP单继承的特性
实现Runnable接口
- 实现接口Runnable具备多线程能力
- 启动线程：传入目标对象+thread类.start（）
- 推荐使用：避免单继承的局限性，具有很强的灵活性，方便同一个对象被多个线程使用
2.3 Callable接口
1、实现Callable，需要返回值类型
2、重写Call方法，需要抛出异常
3、创建目标对象
4、创建执行服务
ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(线程数量)
5、提交执行
Future<Boolean> 线程名 = ser.submit(对象名);
6、获取返回值
返回值类型 返回值名称 = 线程名.get();
7、服务关闭
ser.shutdown();
2.4 静态代理
1、真实对象和代理对象要实现同一接口
2、代理对象要代理真实角色
好处：
代理对象可以做很多真实角色做不了的事情
真实对象可以专注于自己的事
2.5 Lambda表达式
1、为什么要使用Lambda表达式
- 避免匿名内部类定义过多
- 可以使得代码更加简洁
- 去掉大部分没有意义的代码，只留下最核心的内部逻辑
2、Lambda表达式的核心是采取函数式编程思想。因此，理解Function Interface（函数式接口）是学习Lambda表达式的关键。
3、函数式接口的定义：
- 任何一个接口，如果它只包含一个抽象方法，那它就是一个函数式接口。
public interface Runnable{
public abstract void run();
}
- 对于函数式接口，可以采取Lambda表达式的方法创建相关对象。
Lambda表达式使用注意：
- 只有无参Lambda表达式可以写成如下模式：
new Thread(()->{语句});
- Lambda表达式只能在有一行代码的情况下才能简化成一行，如果有多行需要用代码块包裹
对象名 = 参数->{语句1;语句;}
- 使用lambda表达式一定要注意是针对函数式接口，即接口中只有一个抽象方法
- 如果lambda表达式中有多个参数，需要注意格式的统一，即如果有类型就必须都有类型，如果没有就全都去掉
03 线程状态
3.1 线程状态简介
!
3.1.1 线程停止
1、建议线程正常停止，限制次数，不要使用死循环
2、建议使用标志位，即外部调整标志位停止线程运行
3、不要使用stop或destroy等过时或者JDK不推荐的方法
3.1.2 线程休眠
-
sleep(时间)是指当前线程的阻塞秒数；
-
sleep存在异常InterruptedException；
-
sleep时间到达后线程进入就绪状态
-
sleep可以模拟网络延时和倒计时等（巧妙运用sleep可以发现程序中并发多线程可能存在的问题）
-
每一个对象都有一个锁，延时不会释放锁
3.1.3 线程礼让
-
线程礼让是指让正在运行的线程暂停，但不阻塞
-
保存线程运行断点，回到就绪状态
-
让CPU重新调度，不一定能礼让成功。
3.1.4 线程合并
- Join方法合并线程，待此线程执行结束后，再执行其他线程，会导致其他线程阻塞
- 可以想象成插队
3.2 线程状态
3.2.1 线程状态观测
- 线程可以处于以下状态之一：
- NEW
尚未启动的线程处于此状态。 - RUNNABLE
在Java虚拟机中执行的线程处于此状态。 - BLOCKED
被阻塞等待监视器锁定的线程处于此状态。 - WAITING
正在等待另一个线程执行特定动作的线程处于此状态。 - TIMED_WAITING
正在等待另一个线程执行动作达到指定等待时间的线程处于此状态。 - TERMINATED
已退出的线程处于此状态。
- NEW
3.2.2 线程优先级
-
Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，线程调度器按照优先级决定哪个线程优先执行
-
线程优先级用数字来表示，范围从1-10
-
Thread.MIN_PRIORITY = 1; -
Thread.MAX_PRIORITY = 10; -
Thread.NORM_PRIORITY = 5;
-
-
使用以下方法来改变或者获取优先级
-
getPriority() setPriority(inx XXX)
-
-
备注：1、优先级的设定建议在start()之前
? 2、优先级低只是意味着获得调度的概率低，并不是优先级低一定就会被后调用。归根结底还是要看CPU的管理。
3.2.3 守护线程和用户线程
- 线程分为用户线程和守护线程
- JVM虚拟机必须确保用户线程执行完毕
- 但是虚拟机不必等待守护线程执行结束
- 如：后台监控内存，后台记录操作日志，垃圾回收（gc线程）等
3.3 线程同步
3.3.1 线程同步简介
1、并发：同一个对象被多个线程同时操作
2、处理多线程时，多个线程访问同一个对象，并且某些线程还想修改这个对象，这时候就需要线程同步。线程同步实际上是一种等待机制，多个需要访问此对象的线程进入这个对象的等待池形成队列，等待前面线程使用完毕，再调用下一个线程。
3、队列和锁：
? 由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间，在带来方便的同时，也带来了访问冲突的问题，为了保证数据在方法中被访问的正确性，在访问时加入锁机制synchronized。当一个线程获得对象的排它锁时，就会独占相关资源，其他线程必须等待该线程运行完毕释放锁。但由此会带来一些问题：
- 一