juc-1

多线程-入门知识

线程

概念

线程：我们追踪程序运行的流程，其实就是在追踪线程的流程。

单线程: “在某一时间点执行的处理只有一个”。（在研究单线程的时，我们忽略Java的后台线程，如：GC等）

多线程：常见的多线程常见有以下几个。

• 耗时的IO处理：
• 多个客户端：如果让服务端针对不同的客户端执行处理，程序是很复杂的。 客户端连接到服务器时，为客户端准备一个线程，这样看来服务器程序好像只处理一个客户端。

ps：nio即便不使用多线程，也可用执行兼具性能和可扩展性的IO处理。

• 例子
  
  HelloThread.java

“本线程” & “当前线程”

• 本线程: 表示this(以及this对应的线程)的意思
• 当前线程: 表示调用对象方法的线程

顺序 并行 并发

• 顺序:依次处理
• 并行:同时处理
• 并发: 将一个操作分隔成多个部分并且允许无序处理

启动

两种方式

• Thread类: 继承Thread类的例子
• Runnable接口:实现Runnable接口的例子

其他方式

-

java.util.concurrent.ThreadFactory利用ThreadFactory启动线程

无论那种方式,启动新线程的方法最终都是Thread类的start方法。

ps：Thread类本身还实现Runnable接口，并持有run方法，但run()主体是空的。仍需要子类重写。

线程类的实例 & 线程

需要注意的是线程类的实例并不等于线程。线程就算停止，线程类的实例并不会消失。

暂停（休眠）

在实际程序中，使用sleep的频率并不高。
Sleep的例子

• interrupt方法：用于中途唤醒被Thread.sleep休眠的线程

互斥

线程A和线程B相互竞争引起与预期相反的情况称为竞态条件(race condition)或数据竞争(data race)。

处理上述的竞态的操作称为互斥。

synchronized方法（同步方法）

synchronized例子

synchronized代码块

synchronized代码块用于精准控制互斥处理的执行范围。

synchronized实例方法和synchronized代码块（this加锁）

以下两种写法是等效的。也就是说synchronizedui实例方法是使用this的锁来执行线程的互斥处理的。

synchronized void method(){
	...
}

void method(){
    synchronized(this){
        ....
    }
}

synchronized静态方法和synchronized代码块（类对象加锁）

synchronized静态方法每次只能由一个线程运行,这一点和synchronized实例方法相同。
但是，synchronized静态方法使用的锁和synchronized实例方法使用的锁是不一样的。

class Something{
    static synchronized void method(){
        ...
    }
}

class Something{
    static void method(){
        synchronized(Something.class){
            ...
        }
    }
}
也就是说，synchronized静态方法是使用该类的类对象的锁来执行线程的互斥处理的。
Something.class是Something类对应的java.lang.class类的实例。

协作

wait方法，notify方法，notifyAll方法(都是java.lang.Object类的方法,所以既不是Thread类中的方法，但又是)

注意:
它们只能由持有要调用的实例的锁的线程调用。如果未持有锁的线程调用上面方法，异常java.lang.IllegalMonitorStateException会抛出。

• 为什么放在java.lang.Object包? 这三个方法与其说是针对线程的操作,不如说是针对实例的等待队列的操作。由于所有的实例都有等待队列。它们确实
  不是Thread包的方法，但Object是所有类的父类，所以也可用说它们是Thread类的方法。

等待队列（线程的休息室）

所有实例都拥有一个等待队列，它是在实例的wait方法执行后停止操作的线程的队列。

线程退出等待队列

等待队列是一个虚拟的概念, 既不是实例中的字段,也不是用于获取正在实例上等待的线程的列表的方法。

• 其他线程的notify或notifyAll方法来唤醒线程
• 其他线程的interrupt方法流唤醒线程
• wait方法超时

wait方法：线程放入等待队列

要执行wait方法，线程必须持有锁（这是规则）。如果线程进入等待队列之后，便会释放其实例的锁。

wait();
this.wait(); //等同于上面, 这里可以说线程正在this上wait

notify方法

要执行notify方法，线程也必须持有调用的实例的锁。

obj.notify();
那么obj的等待队列中的线程便会被选中和唤醒,然后就会退出等待队列。

• notify唤醒的线程并不会在执行notify的一瞬间重新运行。因为在执行notify的那一瞬间，执行notify的线程还持有着锁，所以其他
  线程还无法获取这个实例的锁。

• 执行notify后如何选择线程：假如在执行notify方法之后，正在等待队列中等待的线程不止一个，对于“这时该如何来选择线程”这个
  问题规范中并没有做出规定。究竟是选择最先wait的线程，还是随机选择，或采取其他方法取决于Java平台运行环境。因此编写程序时需要
  注意，最好不要编写依赖于所选线程的程序。

notifyAll方法

notifyAll方法会将等待队列中所有的线程都取出来。

notifyAll();
this.notifyAll();

• 锁在谁的手里? 被唤醒的线程会去获取其他线程在进入wait状态时释放的锁。其实是执行notifyAll的线程正持有着锁。因此，唤醒的线程虽然都推出了
  等待队列，但都在等待获取锁，处于阻塞状态。只有在执行notifyAll的线程释放锁以后，其中的一个幸运儿才能够实际运行。

-

使用notify方法还是notifyAll方法？由于notify唤醒的线程较少，所以处理速度要比使用notifyAll快。但使用notify时，如果处理不好，程序便
可能会停止。一般来说，使用notifyAll时的代码会比notify时更为健壮。

线程的状态转移

参考下图的线程状态转移：