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Java 執行緒
1、程式(program)
概念：為了完成特定任務、用某種語言編寫的一組指令的集合。即指一段靜態的程式碼。
2、程序(process)
概念：程式的一次執行過程，或是正在執行的一個程式。
說明：程序作為資源分配的單位，系統在執行時會為每個程序分配不同的記憶體區域。
3、執行緒(thread)
概念：程序可進一步細化為執行緒，是一個程式內部的一條執行路徑。
說明：執行緒作為排程和執行的單位，每個執行緒擁獨立的執行棧和程式計數器(pc)，執行緒切換的開銷小。
4、記憶體結構：
5、程序可以細化為多個執行緒
每個執行緒，擁有自己獨立的：JVM虛擬機器棧、程式計數器。
多個執行緒，共享同一個程序中的結構：方法區、堆。
一個Java應用程式java.exe，其實至少三個執行緒
說明：main()主執行緒，gc()垃圾回收執行緒，Exception異常處理執行緒。當然如果發生異常，會影響主執行緒。
6、並行與併發的理解
並行：多個CPU同時執行多個任務。比如：多個人同時做不同的事。
併發：一個CPU(採用時間片)同時執行多個任務。比如：秒殺、多個人做同一件事。
7、建立多執行緒的兩種方式
方式一：繼承Thread類的方式：
- 建立一個繼承於Thread類的子類；、
- 重寫Thread類的run() --> 將此執行緒執行的操作宣告在run()中；
- 建立Thread類的子類的物件；
- 通過此物件呼叫start()：4.1 啟動當前執行緒； 4.2 呼叫當前執行緒的run()；
說明兩個問題：
問題一：我們啟動一個執行緒，必須呼叫start()，不能呼叫run()的方式啟動執行緒。
問題二：如果再啟動一個執行緒，必須重新建立一個Thread子類的物件，呼叫此物件的start()方法。
方式二：實現Runnable介面的方式：
- 建立一個實現了Runnable介面的類；
- 實現類去實現Runnable中的抽象方法：run()；
- 建立實現類的物件；
- 將此物件作為引數傳遞到Thread類的構造器中，建立Thread類的物件；
- 通過Thread類的物件呼叫start()；
兩種方式的對比：
開發中：優先選擇：實現Runnable介面的方式
原因：
- 實現的方式沒有類的單繼承性的侷限性。
- 實現的方式更適合用來處理多個執行緒共享資料的情況。
聯絡：public class Thread implements Runnable{}
相同點：兩種方式都需要重寫run(),將執行緒要執行的邏輯宣告在run()中。
目前兩種方式，要想啟動執行緒，都是呼叫的Thread類中的start()。
8、Thread的生命週期
9、Thread類常用的方法:
- start():啟動當前執行緒；呼叫當前執行緒的run()。
- run(): 通常需要重寫Thread類中的此方法，將建立的執行緒要執行的操作宣告在此方法中。
- currentThread():靜態方法，返回執行當前程式碼的執行緒。
- getName():獲取當前執行緒的名字。
- setName():設定當前執行緒的名字。
- yield():釋放當前cpu的執行權。
- join():線上程a中呼叫執行緒b的join(),此時執行緒a就進入阻塞狀態，直到執行緒b完全執行完以後，執行緒a才結束阻塞狀態。
stop():已過時。當執行此方法時，強制結束當前執行緒。- sleep(long millitime):讓當前執行緒“睡眠”指定的millitime毫秒。在指定的millitime毫秒時間內，當前執行緒是阻塞狀態。
- isAlive():判斷當前執行緒是否存活。
10、執行緒的優先順序
MAX_PRIORITY：10
MIN_PRIORITY：1
NORM_PRIORITY：5 -->預設優先順序
11、如何獲取和設定當前執行緒的優先順序
getPriority():獲取執行緒的優先順序
setPriority(int p):設定執行緒的優先順序
說明：高優先順序的執行緒要搶佔低優先順序執行緒 cpu 的執行權。但是隻是從概率上講，高優先順序的執行緒高概率的情況下被執行。並不意味著只當高優先順序的執行緒執行完以後，低優先順序的執行緒才執行。
執行緒通訊：wait()/notify()/notifyAll():此三個方法定義在Object類中的。
12、補充：執行緒的分類
一種是守護執行緒，一種是使用者執行緒。
13、Java執行緒的同步機制
方式一：同步程式碼塊
synchronized(同步監視器){
//需要被同步的程式碼
}
說明：
- 操作共享資料的程式碼，即為需要被同步的程式碼。-->不能包含程式碼多了，也不能包含程式碼少了。
- 共享資料：多個執行緒共同操作的變數。比如：ticket就是共享資料。
- 同步監視器，俗稱：鎖。任何一個類的物件，都可以充當鎖。
要求：
多個執行緒必須要共用同一把鎖。
補充：
- 在實現Runnable介面建立多執行緒的方式中，我們可以考慮使用this充當同步監視器。
- 在繼承Thread類建立多執行緒的方式中，慎用this充當同步監視器，考慮使用當前類充當同步監視器。
方式二：同步方法如果操作共享資料的程式碼完整的宣告在一個方法中，我們不妨將此方法宣告同步的。
關於同步方法的總結：
- 同步方法仍然涉及到同步監視器，只是不需要我們顯式的宣告。
- 非靜態的同步方法，同步監視器是：this
靜態的同步方法，同步監視器是：當前類本身
方式三：Lock鎖 --- JDK5.0新增
利弊
-
同步的方式，解決了執行緒的安全問題。---好處
-
操作同步程式碼時，只能一個執行緒參與，其他執行緒等待。相當於是一個單執行緒的過程，效率低。
14、死鎖的理解
不同的執行緒分別佔用對方需要的同步資源不放棄，都在等待對方放棄自己需要的同步資源，就形成了執行緒的死鎖。
15、執行緒通訊涉及到的三個方法
- wait():一旦執行此方法，當前執行緒就進入阻塞狀態，並釋放同步監視器。
- notify():一旦執行此方法，就會喚醒被wait的一個執行緒。如果有多個執行緒被wait，就喚醒優先順序高的那個。
- notifyAll():一旦執行此方法，就會喚醒所有被wait的執行緒。
16、面試題
面試題：sleep() 和 wait()的異同？
-
相同點：一旦執行方法，都可以使得當前的執行緒進入阻塞狀態。
-
不同點：
-
1 兩個方法宣告的位置不同：Thread類中宣告sleep() , Object類中宣告wait()。
-
2 呼叫的要求不同：sleep()可以在任何需要的場景下呼叫。 wait()必須使用在同步程式碼塊或同步方法中。
-
3 關於是否釋放同步監視器：如果兩個方法都使用在同步程式碼塊或同步方法中，sleep()不會釋放鎖，wait()會釋放鎖。
-
17、JDK5.0新增執行緒建立的方式
//1.建立一個實現Callable的實現類
class NumThread implements Callable{
//2.實現call方法，將此執行緒需要執行的操作宣告在call()中
@Override
public Object call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
if(i % 2 == 0){
System.out.println(i);
sum += i;
}
}
return sum;
}
}
public class ThreadNew {
public static void main(String[] args) {
//3.建立Callable介面實現類的物件
NumThread numThread = new NumThread();
//4.將此Callable介面實現類的物件作為傳遞到FutureTask構造器中，建立FutureTask的物件
FutureTask futureTask = new FutureTask(numThread);
//5.將FutureTask的物件作為引數傳遞到Thread類的構造器中，建立Thread物件，並呼叫start()
new Thread(futureTask).start();
try {
//6.獲取Callable中call方法的返回值
//get()返回值即為FutureTask構造器引數Callable實現類重寫的call()的返回值。
Object sum = futureTask.get();
System.out.println("總和為：" + sum);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
新增方式二：使用執行緒池
class NumberThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i <= 100;i++){
if(i % 2 == 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
}
}
}
}
class NumberThread1 implements Runnable{
@Override
public void run() {
for(int i = 0;i <= 100;i++){
if(i % 2 != 0){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i);
}
}
}
}
public class ThreadPool {
public static void main(String[] args) {
// 1. 提供指定執行緒數量的執行緒池
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor) service;
// 設定執行緒池的屬性
// System.out.println(service.getClass());
// service1.setCorePoolSize(15);
// service1.setKeepAliveTime();
// 2.執行指定的執行緒的操作。需要提供實現Runnable介面或Callable介面實現類的物件
service.execute(new NumberThread());//適合適用於Runnable
service.execute(new NumberThread1());//適合適用於Runnable
// service.submit(Callable callable);//適合使用於Callable
// 3.關閉連線池
service.shutdown();
}
}
18、建立執行緒的四種方式：
//建立執行緒方式1
new Thread(){
@Override
public void run() {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
sum += i;
}
System.out.println(sum);
}
}.start();
//建立執行緒方式2
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
sum += i;
}
System.out.println(sum);
}
}).start();
//建立執行緒方式3
FutureTask futureTask = new FutureTask(new Callable() {
@Override
public Object call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
sum += i;
}
return sum;
}
});
new Thread(futureTask).start();
System.out.println(futureTask.get());
// 建立執行緒方式4
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
ThreadPoolExecutor service1 = (ThreadPoolExecutor)service;
service.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
sum += i;
}
System.out.println(sum);
}
});
service.shutdown();